Nếu bạn quan tâm đến robot, điện tử hoặc thích các dự án DIY, chắc chắn bạn đã từng xem qua động cơ bước 28BYJ-48. Công cụ này là một lựa chọn được sử dụng rộng rãi do chi phí thấp và dễ dàng tích hợp nó vào các loại dự án khác nhau. Trong bài viết này, chúng tôi sẽ cung cấp cho bạn tất cả thông tin bạn cần về 28BYJ-48, đặc điểm của nó, cách thức hoạt động và cách điều khiển nó, tất cả đều được giải thích một cách rõ ràng và đơn giản.
Ngoài việc là một bộ phận có giá cả phải chăng, 28BYJ-48 còn lý tưởng cho các dự án đòi hỏi độ chính xác trong chuyển động vì nó có bộ giảm tốc tích hợp cho phép nó cung cấp mức độ kiểm soát cao hơn mặc dù không có mô-men xoắn cao. Động cơ này hoàn hảo để điều khiển các vị trí, tạo ra các nguyên mẫu hoặc hệ thống robot nhỏ yêu cầu chuyển động chậm và có kiểm soát.
Động cơ bước 28BYJ-48 là gì?
28BYJ-48 là một động cơ bước đơn cực nổi bật chủ yếu ở mức giá giảm và có hộp giảm tốc. Mặc dù đặc tính điện của nó không ấn tượng nhưng bộ giảm tốc tích hợp làm cho nó trở thành một lựa chọn rất hữu dụng trong các dự án cần độ chính xác trong các chuyển động nhỏ.
Một trong những ưu điểm chính của công cụ này là nó có thể được tìm thấy trong các phiên bản của 5V y 12V. Cả hai model đều giống nhau về mặt vật lý, nhưng nhãn động cơ sẽ cho chúng ta biết điện áp danh định của nó là bao nhiêu. Các mô hình phổ biến nhất là của 5V, thường được sử dụng trực tiếp với các bo mạch như Arduino.
Đặc tính kỹ thuật của 28BYJ-48
El 28BYJ-48 Nó có một số tính năng khiến nó trở nên lý tưởng cho các dự án có sở thích về điện tử:
- Góc bước trục: 0.087°/bước ở chế độ nửa bước.
- Bộ giảm tốc tích hợp 1/64, có nghĩa là Bước 4096 Chúng cần thiết để hoàn thành một vòng quay đầy đủ của trục (ở chế độ nửa bước).
- Căng thẳng danh nghĩa: 5V o 12V, tùy thuộc vào mô hình.
- Điện trở cuộn dây: 50 Ohms đối với mô hình 5V.
- Mô men xoắn cực đại sau khi đi qua hộp giảm tốc là 0.3 Kgf·cm.
- Tần số hoạt động tối đa: 100Hz, tương đương với khoảng 1.5 vòng quay mỗi phút.
Hoạt động của động cơ bước 28BYJ-48
Động cơ bước này có bốn giai đoạn và được điều khiển bởi một mạch điều khiển kích hoạt từng cuộn dây theo trình tự. Anh ta ULN2003 là trình điều khiển phổ biến nhất được sử dụng với 28BYJ-48. Bộ điều khiển này chịu trách nhiệm tạo ra dòng điện cần thiết để kích thích cuộn dây động cơ, vì đầu ra của bộ vi điều khiển như Arduino không thể xử lý trực tiếp cường độ cần thiết.
Chìa khóa để động cơ này hoạt động bình thường nằm ở trình tự kích hoạt cuộn dây. Tùy thuộc vào trình tự được thực hiện, có thể đạt được độ chính xác nhiều hay ít trong chuyển động. Có ba cách chính để kích hoạt cuộn dây động cơ, mỗi cách đều có ưu điểm và nhược điểm:
- Trình tự 1 pha (Ổ đĩa sóng)- Mỗi lần chỉ có một cuộn dây được kích thích, tạo ra mô-men xoắn tối thiểu nhưng tiết kiệm năng lượng. Ở chế độ này, phải mất 2048 bước để hoàn thành một vòng.
- Trình tự 2 pha (Bước đầy đủ): hai cuộn dây được kích thích cùng lúc, làm tăng mô-men xoắn nhưng cũng làm tăng mức tiêu thụ năng lượng. Giống như trình tự một pha, nó yêu cầu 2048 bước cho một lượt hoàn chỉnh.
- Trình tự nửa bước: Ở chế độ này, nó luân phiên đồng thời giữa một và hai cuộn dây kích thích, đạt được độ chính xác cao hơn, với 4096 bước để hoàn thành một lượt.
Sơ đồ kết nối
Để sử dụng 28BYJ-48 với Arduino hoặc bất kỳ bộ vi điều khiển nào khác, cần phải kết nối nó với Bảng điều khiển ULN2003. Bảng này có các chân cắm dễ dàng kết nối với động cơ, tránh sai sót trong việc đấu nối các pha.
Động cơ có thể được cấp nguồn trực tiếp từ ổ cắm. 5V từ Arduino, trong trường hợp bạn đang sử dụng phiên bản 5V của động cơ. Ngoài ra, bạn phải kết nối các chân IN1, IN2, IN3 e IN4 từ bộ điều khiển đến các chân kỹ thuật số của Arduino của bạn.
Mã điều khiển 28BYJ-48
Code điều khiển 28BYJ-48 khá đơn giản nhờ có thư viện Stepper.h có sẵn trong môi trường phát triển Arduino. Thư viện này giúp bạn dễ dàng tạo các chương trình trong đó bạn có thể điều khiển hướng và số bước mà chúng ta muốn động cơ thực hiện.
Đây là một ví dụ cơ bản:
#bao gồm // Xác định số bước trên mỗi vòng quay: const int stepPerRevolution = 2048; // Kết nối: // Chân 8 đến IN1 trên trình điều khiển ULN2003 // Chân 9 đến IN2 trên trình điều khiển ULN2003 // Chân 10 đến IN3 trên trình điều khiển ULN2003 // Chân 11 đến IN4 trên trình điều khiển ULN2003 // Tạo đối tượng bước đối với bước được gọi là 'myStepper', hãy lưu ý thứ tự các chân: Stepper myStepper = Stepper(stepsPerRevolution, 8, 10, 9, 11); void setup() { myStepper.setSpeed(5); // Đặt tốc độ thành 5 vòng/phút Serial.begin(9600); // Bắt đầu giao tiếp để gỡ lỗi } void loop() { // Xoay 1 vòng theo một hướng: Serial.println("theo chiều kim đồng hồ"); myStepper.step(stepsPerRevolution); độ trễ (500); // Xoay 1 vòng theo hướng ngược lại: Serial.println("ngược chiều kim đồng hồ"); myStepper.step(-stepsPerRevolution); độ trễ (500); }
Ứng dụng động cơ 28BYJ-48
El 28BYJ-48 Nó được sử dụng trong nhiều ứng dụng do tính linh hoạt và chi phí thấp. Một số ứng dụng phổ biến nhất bao gồm:
- Máy in và máy quét: nơi cần điều khiển chuyển động chính xác, đặc biệt là chuyển động của đầu in hoặc đầu quét.
- cánh tay robot: trong đó cánh tay cần phải di chuyển chính xác để định vị ở những vị trí cụ thể.
- Dự án tự động hóa nhà: như rèm tự động hay ổ khóa thông minh được điều khiển bằng điện tử.
- Hệ thống định vị: giống như các tấm pin mặt trời đi theo đường đi của mặt trời.
Ưu điểm và nhược điểm
28BYJ-48 có một số ưu điểm khiến nó đặc biệt hữu ích trong các dự án điện tử nghiệp dư:
- Giá thấp: Giá của nó rất phải chăng.
- Độ chính xác: Nhờ bộ giảm tốc, nó đạt độ chính xác 0.087° mỗi bước (ở chế độ nửa bước).
- Fácil de manjar: Nó có thể được điều khiển dễ dàng bằng vi điều khiển và bộ điều khiển ULN2003.
Tuy nhiên nó cũng có những nhược điểm nhất định:
- Tốc độ giới hạn: Hộp số giới hạn tốc độ của động cơ, đây có thể là vấn đề trong các ứng dụng yêu cầu chuyển động nhanh.
- Mô-men xoắn giới hạn: Mặc dù bộ giảm tốc cải thiện mô-men xoắn nhưng nó vẫn là một động cơ khá yếu so với các mẫu xe lớn hơn khác.
Tóm lại, nếu bạn đang tìm kiếm động cơ bước cho các dự án điện tử của mình thì 28BYJ-48 là một lựa chọn rất được khuyến khích. Giá thấp và tính dễ sử dụng khiến nó trở thành một trong những lựa chọn tốt nhất để bắt đầu bước vào thế giới động cơ bước. Ngoài ra, mặc dù không mạnh lắm nhưng độ chính xác của nó vẫn đủ cho hầu hết các dự án robot gia đình, định vị hoặc ứng dụng trong đó điều khiển chuyển động quan trọng hơn tốc độ và mô-men xoắn.