Управљање корачним мотором помоћу матлаба и ардуина

Корачни мотори су једносмерни мотори без четкица који се окрећу дискретним корацима и најбољи су избор за многе апликације прецизне контроле кретања. Такође, корачни мотори су добри за позиционирање, контролу брзине и апликације којима је потребан велики обртни момент при малој брзини.

У претходним лекцијама МАТЛАБ-а објаснили смо вам како се користи МАТЛАБ за контролу једносмерног мотора, серво мотора и кућних апарата. Данас ћемо научити како управљати корачним мотором помоћу МАТАЛБ-а и Ардуина. Ако сте нови у МАТЛАБ-у, препоручује се да започнете са једноставним ЛЕД програмом за трептање са МАТЛАБ-ом.

Начини рада у корачном мотору

Пре него што започнете са кодирањем корачног мотора, требало би да разумете концепт рада или ротирања корачног мотора. Будући да је статор корачног режима изграђен од различитих парова калема, сваки пар калема може се узбудити на много различитих метода, што омогућава модовима погон у много различитих режима. Следе широке класификације

Фулл Степ Моде

У режиму побуде у пуном кораку можемо постићи пуну ротацију од 360 ° са минималним бројем окрета (корака). Али то доводи до мање инерције, а такође ротација неће бити глатка. Постоје још две класификације у Фулл Степ Екцитатион-у, то су један фазни корачни талас и два фазна режима.

1. Једнофазно корачање или таласно корачање: У овом режиму у једном тренутку ће бити под напоном само један терминал (фаза) мотора. Ово има мањи број корака и стога може постићи пуну ротацију од 360 °. Будући да је број корака мањи, струја коју троши овај метод је такође врло мала. Следећа табела приказује редослед корака таласа за корачни мотор са 4 фазе

Корак	Фаза 1 (плава)	Фаза 2 (ружичаста)	Фаза 3 (жута)	Фаза 4 (наранџаста)
1	1	0	0	0
2	0	1	0	0
3	0	0	1	0
4	0	0	0	1

2. Двостепено корачање: Као што назив наводи у овој методи, две фазе ће бити једна. Има исти број корака као таласно корачање, али с обзиром да су истовремено намотане две завојнице, то може да обезбеди бољи обртни моменат и брзину у поређењу са претходном методом. Иако је једна од доњих страна то што овај метод такође троши више енергије.

Корак	Фаза 1 (плава)	Фаза 2 (ружичаста)	Фаза 3 (жута)	Фаза 4 (наранџаста)
1	1	1	0	0
2	0	1	1	0
3	0	0	1	1
4	1	0	0	1

Режим у пола корака

Режим Халф Степ је комбинација једног фазног и двофазног режима. Ова комбинација ће нам помоћи да пребродимо горе поменути недостатак оба начина.

Као што сте могли претпоставити пошто комбинујемо обе методе, морат ћемо извршити 8 корака у овој методи да бисмо постигли потпуну ротацију. Редослед укључивања четворофазног корачног мотора приказан је доле

Корак	Фаза 1 (плава)	Фаза 2 (ружичаста)	Фаза 3 (жута)	Фаза 4 (наранџаста)
1	1	0	0	0
2	1	1	0	0
3	0	1	0	0
4	0	1	1	0
5	0	0	1	1
6	0	0	0	1
7	1	0	0	1
8	1	0	0	0

Стога је ваш избор програмирање корачног мотора у било ком режиму, али ја више волим двофазни корачни режим пуног корака. Будући да овај метод доноси бржу брзину од једнофазне, а у поређењу са полу режимом кодирање је мање због мањег броја корака у двофазној методи.

Овде сазнајте више о корачним моторима и његовим начинима рада

Израда графичког корисничког интерфејса МАТЛАБ за управљање корачним мотором

Затим морамо да направимо ГУИ (графички кориснички интерфејс) за контролу корачног мотора. Да бисте покренули ГУИ, откуцајте наредбу у наредбеном прозору

Водич

Отвориће се искачући прозор, а затим одаберите нови празан ГУИ као што је приказано на слици испод,

Сада одаберите два преклопна дугмета за ротирање корачног мотора у смеру кретања казаљке на сату и у смеру супротном од кретања казаљке на сату, као што је приказано доле,

Да бисте променили величину или променили облик дугмета, само кликните на њега и моћи ћете да превучете углове дугмета. Двоструким кликом на дугме за пребацивање можете променити боју, низ и ознаку тог одређеног дугмета. Прилагодили смо два дугмета како је приказано на доњој слици.

Дугмад можете прилагодити према свом избору. Када ово сачувате, у прозору уређивача МАТЛАБ- а се генерише код. Да бисте Ардуино кодирали за обављање било ког задатка који се односи на ваш пројекат, увек морате уредити овај генерисани код. Дакле, испод смо уредили МАТЛАБ код. Можете сазнати више о наредбеном прозору, прозору уређивача итд. У одељку Први кораци са упутством за МАТЛАБ.

МАТЛАБ код за управљање корачним мотором са Ардуином

Комплетни МАТЛАБ код за управљање корачним мотором дат је на крају овог пројекта. Даље, овде укључујемо ГУИ датотеку (.фиг) и датотеку кода (.м) за преузимање (кликните десним тастером миша на везу, а затим одаберите 'Сачувај везу као…'), помоћу које можете прилагодити дугмад према вашим захтевима. Испод су нека подешавања која смо извршили за ротирање корачног мотора у смеру кретања казаљке на сату и у супротном смеру кретања казаљке на сату помоћу два дугмета за пребацивање.

Копирајте и залепите доњи код у ред бр. 74 како бисте били сигурни да Ардуино разговара са МАТЛАБ-ом сваки пут када покренете м-датотеку.

избриши све; глобал а; а = ардуино ();

Када се померите надоле, видећете да постоје две функције креиране за оба тастера у ГУИ-у. Сада напишите код у обе функције према задатку који желите да извршите на клик.

У смеру казаљке на сату функцији дугмета, копирате у наставку кода непосредно пре краја функција да ротира мотор у смеру казаљке на сату. За континуирано ротирање корачног мотора у смеру кретања казаљке на сату, користимо вхиле петљу да поновимо два фазна корачна корака у пуном режиму у смеру казаљке на сату.

док гет (хОбјецт, 'Валуе') глобал а; вритеДигиталПин (а, 'Д8', 1); вритеДигиталПин (а, 'Д9', 0); вритеДигиталПин (а, 'Д10', 0); вритеДигиталПин (а, 'Д11', 1); пауза (0.0002); вритеДигиталПин (а, 'Д8', 0); вритеДигиталПин (а, 'Д9', 0); вритеДигиталПин (а, 'Д10', 1); вритеДигиталПин (а, 'Д11', 1); пауза (0.0002); вритеДигиталПин (а, 'Д8', 0); вритеДигиталПин (а, 'Д9', 1); вритеДигиталПин (а, 'Д10', 1); вритеДигиталПин (а, 'Д11', 0); пауза (0.0002); вритеДигиталПин (а, 'Д8', 1); вритеДигиталПин (а, 'Д9', 1); вритеДигиталПин (а, 'Д10', 0); вритеДигиталПин (а, 'Д11', 0); пауза (0.0002); крај

Сада у функцији дугмета у смеру супротном од кретања казаљке на сату , залепите доњи код у функцију да бисте ротирали мотор у смеру кретања казаљке на сату. За континуирано ротирање корачног мотора у смеру супротном од кретања казаљке на сату, користимо вхиле петљу да поновимо два фазна корачна корака у пуном режиму у смеру супротном од кретања казаљке на сату.

док гет (хОбјецт, 'Валуе') глобал а; вритеДигиталПин (а, 'Д8', 1); вритеДигиталПин (а, 'Д9', 1); вритеДигиталПин (а, 'Д10', 0); вритеДигиталПин (а, 'Д11', 0); пауза (0.0002); вритеДигиталПин (а, 'Д8', 0); вритеДигиталПин (а, 'Д9', 1); вритеДигиталПин (а, 'Д10', 1); вритеДигиталПин (а, 'Д11', 0); пауза (0.0002); вритеДигиталПин (а, 'Д8', 0); вритеДигиталПин (а, 'Д9', 0); вритеДигиталПин (а, 'Д10', 1); вритеДигиталПин (а, 'Д11', 1); пауза (0.0002); вритеДигиталПин (а, 'Д8', 1); вритеДигиталПин (а, 'Д9', 0); вритеДигиталПин (а, 'Д10', 0); вритеДигиталПин (а, 'Д11', 1); пауза (0.0002); крај

Потребан материјал

• МАТЛАБ инсталиран лаптоп (Преференце: Р2016а или новије верзије)
• Ардуино УНО
• Степенски мотор (28БИЈ-48, 5ВДЦ)
• УЛН2003 - Возач корачног мотора

Кружни дијаграм

Управљање корачним мотором помоћу МАТЛАБ-а

Након подешавања хардвера према схеми кола, само кликните на дугме за покретање да бисте покренули уређени код у.м датотеци

МАТЛАБ-у ће требати неколико секунди да одговори, не кликните на било које ГУИ дугме док МАТЛАБ не приказује поруку заузетости у доњој страни левог угла, као што је приказано доле,

Када је све спремно, притисните дугме у смеру казаљке на сату или у смеру супротном од кретања казаљке на сату да бисте ротирали мотор. Док користимо преклопни тастер, корачни мотор ће се непрекидно кретати у смеру казаљке на сату док поново не притиснемо дугме. Слично томе, притиском на дугме за пребацивање у смеру кретања казаљке на сату, мотор почиње да се окреће у смеру супротном од кретања казаљке на сату док поново не притиснемо дугме.