Используйте адаптер драйвера шагового двигателя 28BYJ-48 для подключения шаговика 28BYJ-48 к контроллерам Arduino или Piranha без дополнительного колхоза из проводов. Наш модуль является соединяющим звеном при коммуникации шаговиков линейки 28BYJ-48 со штатными драйверами A4988 / DRV8825 и контроллерами форм-фактора Arduino или Piranha.
Теперь собрать робота, ЧПУ станок или 3Д-принтер можно без танца с бубном и клубком из проводов.
Общие сведения
Без внешней помощи контроллер вроде Arduino или Piranha не сможет провернуть шаговый двигатель 28BYJ-48 даже на градус. Для придачи сил управляющей плате нужен соответствующий драйвер моторов, например A4988 или DRV8825. А для того что бы собрать весь пазл из электроники в эстетичный девайс, вам просто необходим адаптер для шагового двигателя 28BYJ-48.
Адаптер драйвера шагового двигателя 28BYJ-48 — это плата из линейки Trema-модулей, которая позволяет подключить популярный в DIY-мире шаговик 28BYJ-48 к штатным драйверам моторов форм-фактора A4988, DRV8825 и других. А затем полученный сет можно подключить к контролерам в экосистеме Trema, например к Arduino Uno в связке с Trema Shield или к Piranha Set ESP32.
Подключение и настройка
Адаптер драйвера шагового двигателя 28BYJ-48 — это соединительное звено между мотором, драйвером и контроллером. Для старта выполните следующие действия:
- Подключите адаптер к контроллеру.
- Подсоедините шаговый мотор.
- Скоммутируйте питание.
- Установите плату драйвер.
Перед сборкой, убедитесь что джампер стоит в положении ОБЩ ПИТ ВЫКЛ. Зачем нужен джампер, расскажем позже.
Подключение контроллера
Как подключить адаптер к контроллеру смотрите в примерах работы.
Подключение мотора
Адаптер ШД 28BYJ-48 поддерживает две модели мотора:
- 28BYJ-48 5V с рабочим напряжением 5 вольт.
- 28BYJ-48 12V с рабочим напряжением 12 вольт.
Для подключения мотора 28BYJ-48 на плате расположен разъём JST XH-5, для коммуникации воткните ответную часть выходного шлейфа двигателя в разъём на плате.
Подключение питания
На плате расположено два контура питания: цифровой контур и силовой контур
Цифровой контур
Цифровой контур служит для питания цифровой логики драйвера управления. Цифровое питание берется с управляющей платы и поступает на драйвер через пин VCC от Trema-контактов.
Силовой контур
Силовой контур служит для питания обмоток мотора от силовой части драйвера. Для подключения силового питания используйте клеммник под винт Vmot. Диапазон входного напряжение должен соответствовать рабочему напряжению шагового двигателя, т.е. сколько приложили на силовой клеммник, столько и поступит на обмотки мотора.
Если тока нет хотя бы в одном контуре — драйвер работать не будет и соответственно мотор не сделает ни шага. На плате предусмотрена возможность обойтись единственным источником питания для всей сборки в зависимости от положения джампера ОБЩ ПИТ. Подробности про читайте в разделе про джампер общего питания.
При использовании мотора 28BYJ-48 5V понадобится источник питания на 5 вольт. Т.к. силовое напряжение будет приложено 5 вольт, то с этим мотором есть возможность объединения контуров питания. Простыми словами допустимо раздельное питание каждого контура и объединённое питания контуров.
При использовании мотора 28BYJ-48 12V понадобится источник питания на 12 вольт. Т.к. силовое напряжение будет приложено 12 вольт, то с этим мотором нет возможности объединения контуров питания. Простыми словами допустимо только раздельное питание каждого контура.
Подключение драйвера
Адаптер ШД 28BYJ-48 поддерживает драйвера:
Для подключения драйвера на плате предусмотрена пара контактных колодок PBS-8L, для коммуникации установите драйвер сверху на адаптер.
Пример работы с Arduino
Рассмотрим пример работы адаптера драйвера шагового двигателя 28BYJ-48 с Arduino. Для этого выполните следующие шаги:
Подключение цифровой части
Что понадобится
- 1× Адаптер драйвера шагового двигателя 28BYJ-48 (Trema-модуль)
- 1× Arduino Uno
- 1× Кабель USB (A — B)
- 1× Соединительные провода «папа-мама»
Рекомендуем также обратить внимание на дополнительные платы расширения:
- Trema Shield поможет подключить модуль к Arduino с помощью шлейфов из комплекта.
- Trema Set Shield поможет подключить модуль к Arduino без проводов вовсе.
Схема устройства
Схема устройства с Trema Shield
Схема устройства с Trema Set Shield
Подключение силовой части
В силовую часть входит: подключение мотора, драйвера и питания. Всё это мы рассмотрели в пункте подключение и настройка.
Программная настройка
Настройте плату Arduino Uno в среде Arduino IDE.
Тест драйв
Железо подключено, среда настроена, пора запускать мотор. Прошейте контроллер Arduino скетчем указанным ниже.
Исходный код
// GPIO пины, к которым подключен
// адаптер драйвера шагового двигателя
// Enable: программное включение
// и отключение питания от двигателя
constexpr uint8_t EN_PIN = 7;
// Direction: управление направлением
// вращение шагового мотора
constexpr uint8_t DIR_PIN = 10;
// Step: шаг двигателя
constexpr uint8_t STEP_PIN = 6;
// Выдержка для регулировки скорости вращения
// Диапазон значений от 800 до бесконечности
int delayTime = 1000;
void setup() {
// Настраиваем пины мотора на выход
pinMode(EN_PIN, OUTPUT);
pinMode(DIR_PIN, OUTPUT);
pinMode(STEP_PIN, OUTPUT);
// Подаём питания на обмотки двигателя
digitalWrite(EN_PIN, LOW);
}
void loop() {
// Задаём направления мотора по часовой стрелке
digitalWrite(DIR_PIN, HIGH);
// Делаем 5000 шагов в заданном направлении
for (int i = 0; i < 5000; ++i) {
digitalWrite(STEP_PIN, HIGH);
delayMicroseconds(delayTime);
digitalWrite(STEP_PIN, LOW);
delayMicroseconds(delayTime);
}
// Задаём направления мотора против часовой стрелке
digitalWrite(DIR_PIN, LOW);
// Делаем 5000 шагов в заданном направлении
for (int i = 0; i < 5000; ++i) {
digitalWrite(STEP_PIN, HIGH);
delayMicroseconds(delayTime);
digitalWrite(STEP_PIN, LOW);
delayMicroseconds(delayTime);
}
}
Результат работы
После прошивки устройства, вал мотора сделает 5000 шагов в одну сторону, затем 5000 шагов в другую сторону и так по кругу.
Пример работы с Piranha Set ESP32
Рассмотрим пример работы адаптера драйвера шагового двигателя 28BYJ-48 с Piranha Set ESP32. Для этого выполните следующие шаги:
Подключение цифровой части
Что понадобится
- 1× Адаптер драйвера шагового двигателя 28BYJ-48 (Trema-модуль)
- 1× Piranha Set ESP32
- 1× Кабель Micro USB
Схема устройства
Подключение силовой части
В силовую часть входит: подключение мотора, драйвера и питания. Всё это мы рассмотрели в пункте подключение и настройка.
Программная настройка
Настройте плату Piranha Set ESP32 в среде Arduino IDE.
Тест драйв
Железо подключено, среда настроена, пора запускать мотор. Прошейте контроллер Arduino скетчем указанным ниже.
Исходный код
// GPIO пины, к которым подключен
// адаптер драйвера шагового двигателя
// Enable: программное включение
// и отключение питания от двигателя
constexpr uint8_t EN_PIN = 7;
// Direction: управление направлением
// вращение шагового мотора
constexpr uint8_t DIR_PIN = 10;
// Step: шаг двигателя
constexpr uint8_t STEP_PIN = 6;
// Выдержка для регулировки скорости вращения
// Диапазон значений от 800 до бесконечности
int delayTime = 1000;
void setup() {
// Настраиваем пины мотора на выход
pinMode(EN_PIN, OUTPUT);
pinMode(DIR_PIN, OUTPUT);
pinMode(STEP_PIN, OUTPUT);
// Подаём питания на обмотки двигателя
digitalWrite(EN_PIN, LOW);
}
void loop() {
// Задаём направления мотора по часовой стрелке
digitalWrite(DIR_PIN, HIGH);
// Делаем 5000 шагов в заданном направлении
for (int i = 0; i < 5000; ++i) {
digitalWrite(STEP_PIN, HIGH);
delayMicroseconds(delayTime);
digitalWrite(STEP_PIN, LOW);
delayMicroseconds(delayTime);
}
// Задаём направления мотора против часовой стрелке
digitalWrite(DIR_PIN, LOW);
// Делаем 5000 шагов в заданном направлении
for (int i = 0; i < 5000; ++i) {
digitalWrite(STEP_PIN, HIGH);
delayMicroseconds(delayTime);
digitalWrite(STEP_PIN, LOW);
delayMicroseconds(delayTime);
}
}
Результат работы
После прошивки устройства, вал мотора сделает 5000 шагов в одну сторону, затем 5000 шагов в другую сторону и так по кругу.
Элементы платы
Разъём мотора
Для подключения мотора на плате расположен разъём JST XH-5, для коммуникации воткните ответную часть выходного шлейфа двигателя в разъём на плате. Адаптер ШД 28BYJ-48 поддерживает две модели мотора:
- 28BYJ-48 5V с рабочим напряжением 5 вольт.
- 28BYJ-48 12V с рабочим напряжением 12 вольт.
Колодки драйвера
Для подключения драйвера на плате предусмотрена пара контактных колодок PBS-8L, для коммуникации установите драйвер сверху на адаптер. Адаптер ШД 28BYJ-48 поддерживает драйвера:
Клеммник силового питания
Для подключения силового питания предусмотрен клеммник под винт Vmot.
| Контакт | Функция | Подключение |
|---|---|---|
| + | Плюсовой контакт силового питания мотора. | Подключите к плюсовому контакту внешнего источника питания. |
| − | Минусовой контакт силового питания. | Подключите к минусовому контакту внешнего источника питания. |
Диапазон входного напряжение должен соответствовать рабочему напряжению шагового двигателя, т.е. сколько приложили на силовой клеммник, столько и поступит на обмотки мотора.
Trema-контакты
Для подключения адаптера к контроллерам на плате предусмотрены пять Trema-контактов.
| Контакт | Имя | Функция | Подключение |
|---|---|---|---|
| E | Enable | Enable — программное включение и отключение питания от двигателя. При «высоком уровне» мотор удерживает текущее положение вала. При «низком уровне» питание от обмоток отключается и мотор вращается в свободном положении. | Подключите к пину ввода-вывода микроконтроллера. |
| G | GND | Земля | Подключите к земле микроконтроллера. |
| V | VCC | Питание | Подключите к питанию микроконтроллера. |
| S | Step | Step — шаг двигателя. При каждом переходе на пине с «низкого уровня» на «высокий», мотор делает шаг. | Подключите к пину ввода-вывода микроконтроллера. |
| D | Direction | Управление направлением вращение шагового мотора. При «низком уровне» двигатель вращается в одну сторону, а при «высоком» — в обратную. | Подключите к пину ввода-вывода микроконтроллера. |
Джампер общего питания
На плате расположено два контура питания: цифровой контур и силовой контур
Цифровой контур
Цифровой контур служит для питания цифровой логики драйвера управления. Цифровое питание берется с управляющей платы и поступает на драйвер через пин VCC от Trema-контактов.
Силовой контур
Силовой контур служит для питания обмоток мотора от силовой части драйвера. Для подключения силового питания используйте клеммник под винт Vmot. Диапазон входного напряжение должен соответствовать рабочему напряжению шагового двигателя, т.е. сколько приложили на силовой клеммник, столько и поступит на обмотки мотора.
- При использовании мотора 28BYJ-48 5V подключайте источник питания на 5 вольт. С этим мотором есть возможностью объединения контуров питания.
- При использовании мотора 28BYJ-48 12V подключайте источник питания на 12 вольт. С этим мотором нет возможности объединения контуров питания.
Если тока нет хотя бы в одном контуре — драйвер работать не будет и соответственно мотор не сделает ни шага. На плате предусмотрена возможность обойтись единственным источником питания для всей сборки в зависимости от положения джампера ОБЩ ПИТ.
ОБЩ ПИТ ВЫКЛ: питание с винтового клеммника Vmot электрически не связано с контактом VCC основного контроллера. В итоге режим раздельного питания подходит для обоих моторов: 28BYJ-48 5V и 28BYJ-48 12V.
ОБЩ ПИТ ВКЛ: питание с винтового клеммника Vmot электрически связано с контактом VCC основного контроллера. В этот режиме не подключайте к клеммнику источник питания более 5 вольт, иначе можете спалить управляющую плату. В итоге режим общего питания подходит только при использовании мотора 28BYJ-48 5V.
Габаритный чертёж
Характеристики
- Адаптер драйвера шагового двигателя 28BYJ-48 (Trema-модуль)
- Поддерживаемые драйвера: A4988, DRV8825
- Поддерживаемые моторы: 28BYJ-48 5V, 28BYJ-48 12V
- Напряжение логических уровней: 3,3–5 В
- Напряжение питания двигателя: 5 или 12 В
- Размеры платы: 30×30 мм
Ресурсы
- Адаптер драйвера шагового двигателя 28BYJ-48 (Trema-модуль)
- Поддерживаемые драйвера: A4988, DRV8825
- Поддерживаемые моторы: 28BYJ-48 5V, 28BYJ-48 12V
Обсуждение