راه اندازی استپر موتور Stepper Motor با آی سی درایور L293D آردوینو نانو

استپ موتورها یا موتورهای پله‌ای، موتورهایی بدون جاروبک هستند. با استفاده از پالس‌های الکتریکی کار می‌کنند. استپ موتور ترکیبی از موتورهای DC و موتورهای سروو هستند. استپ موتورها با اینکه توان کم دارند، اما به صورت پله پله هستند. یعنی می توان شافت آنهارا دقیق تنظیم کرد و در زاویه مورد نظر قرار داد. چون استپر موتور برای راه اندازی نیاز به دریافت پالس مناسب نیاز به درایور دارند. در این آموزش برای راه اندازی یک موتور پله‌ای از آی سی درایور L293D و برد آردوینو استفاده خواهیم کرد. و تعداد گام‌های استپ موتور را با استفاده از سریال مانیتور آردوینو به آن ارسال خواهیم کرد. سپس استپر موتور Stepper Motor به تعاد گام‌ها می‌چرخد. در این آموزش با مرجع تخصصی آردوینو به زبان فارسی دیجی اسپارک همراه باشید.

روش کار استپر موتور Stepper Motor

روتور موتورهای استپ یا همان بخش چرخنده موتور، از دنده‌های مغاطیس دائم تشکیل شده است. استاتور موتور یا همان بخش ثابت استپر موتور Stepper Motor است. موتور از بخش‌های الکترومغناطیس تشکیل شده که از از طریق پالس‌های الکتریکی تغذیه و کنترل می‌شوند. جاذبه و دافعه بین روتور و استاتور یا همان بخش ثابت باعث حرکت گام به گام استپر موتور Stepper Motor شده و زاویه شافت را در جهت مناسب و دقیق قرار می‌دهد.

استپر موتورها پالس‌های ورودی را به فواصل کوچک نسبت به موقعیت روتور تبدیل می‌کنند. به این صورت که پالس‌ها ابتدا به یکی از الکترومغناطیس‌های استاتور داده می‌شوند. نیرو مغاطیسی سیم پیچ‌ها باعث حرکت معکس روتور در جهت نیروهای مغانطیسی الکترومغناطیس می‌شود. وقتی که پالس بعدی داده می‌شود، جهت الکترومغناطیس‌های اول برعکس شده و به شکل دافعه در می‌آیند. سپس الکترومغناطیس‌های دوم فعال شده و این نیروهای جاذبه و دافعه مغناطیسی باعث حرکت روتور در جهت گام بعدی می‌شوند. البته این پرسه در زمان بسیار کمی که البته نسبت به سرعتی که در کدها تنظیم شده اتفاق می‌افتد. استپر موتور Stepper Motor دو نوع تک قطبی و دوقطبی دسته بندی می‌شوند. تک قطبی‌ها در بخش استاتورشان دو سیم پیچ دارند. در نتیجه ۴ سیمه می‌باشند. استپر موتورهای دوقطبی از ۴ سیم پیچ در بخش استاتورشان بهره می‌برند. این موضوع باعث می‌شود که دقت بیشتری نسبت به نوع تک قطبی داشته باشند.

تراشه درایور L293D استپر موتور

آردوینو و در بیان کلی‌تر میکروکنترلر ها به خاطر محدودیت در تامین ولتاژ و جریان به تنهایی نمی‌توانند موتورها را راه اندازی کنند. به همین دلیل نیاز به درایور موتور دارند. درایورها دستورات PWM آردوینو را  شامل سرعت و جهت موتور‌ها، تقویت کرده و به موتور می‌فرستند. آی سی L293D می‌تواند موتورهای DC و استپ موتور را هدایت توسط دستوالعمل‌های آردوینو کنترل کند. آی سی L293D شامل ۴ کانال است که می‌تواند در هرکدام حداکثر ۶۰۰mA را تامین نماید. حداکثر ولتاژ تغذیه آن نیز ۳۶V است. یکی دیگر از خصوصیات مهم این تراشه محافظ آن در مقابل گرما است. یعنی وقتی دمای آن بیش از حد افزایش یافت جریان را قطع می‌کند تا به آیسی آسیبی نرسد. آی سی L293D دارای پکیج DIP بوده و از ۱۴ پایه بهره می‌برد.

اتصالات قطعات

پایه ۵V آردوینو را به پین‌های ۱و ۸ و ۹ و ۱۶ آی سی L293D متصل کنید.

پایه GND آردوینو را به پین‌های ۴ و ۵ و ۱۲ و ۱۳ آی سی L293D متصل کنید.

سیم اول استپر موتور Stepper Motor را به پین ۳ آی سی L293D

سیم دوم استپر موتور را به پین ۱۱ آی سی L293D

سیم سوم استپر موتور را به پین ۱۴ آی سی L293D

سیم چهارم استپر موتور را به پین ۶ آی سی وصل کنید.

پایه D3 آردوینو را به پین ۱۵ آی سی، پایه D4 آردوینو به پین ۱۰ آی سی، پایه D5 آردوینو را به پین ۷ آی سی، پایه D6 آردوینو را به پین ۲ ایسی وصل کنید.

از سیم قرمز استپر موتور Stepper Motor در این آموزش اسفاده نشده است. زمانی که مدار نتواند جریان معکوس سیم پیچ‌ها را انتقال دهد از سیم مرکزی استفاده می‌شود.

کد آردوینو کنترل استپر موتور Stepper

کدهای زیر را بروی آردوینو خود آپلود کنید. توضیحات کد در داخل آن، سطر به سطر نوشته شده است.

//فراخوانی کتابخانه استپ موتور
#include <Stepper.h>

//نعریف متغیر
int in1Pin = 6;
int in2Pin = 5;
int in3Pin = 4;
int in4Pin = 3;

//تعریف پین های استپ موتور
//اولین ارگمان تابع مربوط به تعداد پله های استپ موتور برای یک دور کامل است ، یعنی استپ موتور به چند گام نیاز دارد تا در صورت وارد شدن عدد۵۰۰ ، ۳۶۰ درجه دور بزند
Stepper motor(512, in1Pin, in2Pin, in3Pin, in4Pin); 

void setup()
{
//تعین متغیرها به عنوان پین های خروجی
  pinMode(in1Pin, OUTPUT);
  pinMode(in2Pin, OUTPUT);
  pinMode(in3Pin, OUTPUT);
  pinMode(in4Pin, OUTPUT);
  while (!Serial);
  //تنظیم بادریت سریال
  Serial.begin(9600);
  //تنظیم سرعت موتور
  motor.setSpeed(20);

}

void loop()
{
  
//دستور شرطی برای دریافت از سریال مانیتوز
  if (Serial.available())
  {
    //وارد کردن متغیر steps با استفاده از سریال مانیتور
    int steps = Serial.parseInt();

    //نمایش مقدار متغیر وارد شده
    Serial.println(steps);
    // تاخیر یک ثانیه
    delay(1000);
    
    //حرکت کردن استپ موتور به اندازه متغیرsteps
    motor.step(steps);
   
  }
}

وسایل موردنیاز

استپ موتور پنج سیمه ۵ ولت

برد اردوینو نانو Arduino Nano

تراشه درایور L293D

سیم برد بورد

چنانچه در مراحل راه اندازی و انجام این پروژه با مشکل مواجه شدید، بدون هیچ نگرانی در انتهای همین پست، به صورت ثبت نظر سوالتان را مطرح کنید. من در سریع‌ترین زمان ممکن پاسخ رفع مشکل شما را خواهم داد. همچنین اگر ایرادی در کدها و یا مراحل اجرایی وجود دارند می‌توانید از همین طریق اطلاع رسانی کنید.

پروژه و دریافت بن ارسال رایگان

برای دریافت بن خرید از دانشجو کیت، کاربران بایستی با استفاده از وسایل این آموزش، پروژه را اجرا کرده و یا حتی مدار جدیدی تعریف کنید. سپس از اجرای کار فیلم گرفته و در شبکه‌های اجتماعی از جمله آپارات و اینستگرام، با هشتگ‌های دیجی_اسپارک و دانشجوکیت  و digispark  و  daneshjookit منتشر کنند. سپس از طریق بخش نظرات در ادامه همین آموزش، جهت دریافت بن خرید ارسال رایگان به ارزش ۱۲۰۰۰ تومان از دانشجو کیت، لینک را زیر همین پست ارسال کنید.

در پایان نظرات و پیشنهادات خود را با ما درمیان بگذارید و با اشتراک گذاری این آموزش در شبکه های اجتماعی , از وبسایت دیجی اسپارک حمایت کنید.