Пришло время собирать электронику
будущего станка. Она будет следующей. Мозговой начинкой станет ардуино с
прошивкой grbl 0.9, плюс три драйвера шаговых двигателей на основе
микросхем l297 и l298. Еще понадобится блок питания - возьмем от старого
системного блока. В результате получаем не сложную схему с соединением
двумя сигналами управления с ардуино к шаговым двигателям (DIR,STEP) и
возможностью управления станком с ноутбука или компьютера через usb.
Начнем с простого, старый блок питания
разбираем, выпаиваем все ненужные провода, оставляя две массы и два
провода +12В. Одни из которых пустим на питание драйверов, другие на
питание шпинделя. Для запуска блока еще нужно зеленый провод припаять на
массу (имитация кнопки включения системного блока) - цвет может
отличаться, нужно смотреть конкретно по марке. Еще я прикрутил болтами
М3 корпус блока питания к корпусу чпу и в месте где раньше выходила
охапка проводов вставил тумблер для включения шпинделя.
Итак, шаговым двигателем называют
электромеханическое устройство, преобразующее электрические сигналы в
дискретные угловые перемещения вала. Т.е. перемещение происходит шагом на определенный угол, а скорость и количеством шагов мы уже управляем сами! Для управлением таких двигателей необходим контроллер и драйвер.
Шаговые двигатели находят применение у
радиолюбителей в основном в такой сфере,как робототехника. Так же они
вам непременно понадобятся, если вы хотите собрать ЧПУ станок или 3D
принтер, почему нет!
В середине шагового двигателя
находится зубчатое колесо - ротор, по краям - несколько электромагнитов с
такими же зубцами. На рисунке видно, что когда зубцы колеса находятся в
точности напротив верхнего электромагнита, зубцы правого и левого
электромагнитов смещены на четверть расстояния между зубцами, а нижнего -
на половину этого расстояния. Для поворота штока такого двигателя
необходимо подключать питание к катушкам последовательно, при этом в
одном направлении будет происходить вращение штока мотора по часовой
стрелки, в другом против.
Шаговые двигатели можно разделить на
две группы - биполярные и униполярные. Внешне они отличаются количеством
подключаемых проводов - биполярные - 4 вывода, униполярные - 6 (иногда
5).
Униполярные двигатели имеют
две обмотки, от середины каждой обмотки сделан отвод. Это позволяет
изменять направление магнитного поля, создаваемого обмоткой, простым
переключением половинок обмотки.
Драйвер управления таким двигателем
имеет 4 транзисторных ключа. Средние выводы обмоток могут быть
объединены внутри двигателя, поэтому такой двигатель может иметь и 5
выводов.
Для приведения такого двигателя в
движение необходимо последовательно выводить на порты логическую единицу
в такой последовательности 1a,2a,1b,2b (для движения по часовой
стрелки!). Диоды служат для защиты транзистора от выбросов обратного
напряжения с мотора.
Вместо транзисторных ключей удобно использовать микросхему ULN2003A.
Биполярный шаговый двигатель двигатель отличается от
униполярного шагового двигателя тем, что полярность обмоток изменяется
во время работы. Разом активируется половина обмоток, что обеспечивает в
сравнении с униполярными шаговыми двигателями большую эффективность.
При коммутации полумосты прикладывают к концам обмоток положительное или
отрицательное напряжение.
Драйвер для такого удобно делать на микросхеме L293D.
int i; for(i=1;i<=100;i++) // 100 шагов двигателя { PORTB.0 = 1; PORTB.1 = 0; PORTB.2 = 0; PORTB.3 = 0;
