Contrôler un moteur pas à pas avec un Arduino

Ce tutoriel vous montrera comment faire fonctionner un moteur pas à pas qui a été récupéré d'une ancienne imprimante avec un Arduino.

Étape 1: Qu'est-ce qu'un moteur pas à pas?

Un moteur pas à pas se compose de deux parties principales, un rotor et un stator. Le rotor est la partie du moteur qui tourne et fournit du travail. Le stator est la partie fixe du moteur qui abrite le rotor. Dans un moteur pas à pas, le rotor est un aimant permanent. Le stator se compose de plusieurs bobines qui agissent comme des électro-aimants lorsqu'un courant électrique les traverse. La bobine électromagnétique provoquera l'alignement du rotor avec lui lorsqu'il sera chargé. Le rotor est propulsé en alternant quelle bobine est traversée par un courant.

Les moteurs pas à pas présentent de nombreux avantages. Ils sont bon marché et faciles à utiliser. Lorsqu'il n'y a pas de courant envoyé au moteur, les moteurs pas à pas maintiennent fermement leur position. Les moteurs pas à pas peuvent également tourner sans limites et changer de direction en fonction de la polarité fournie.

Étape 2: Liste des pièces

Pièces nécessaires

  • Moteur pas à pas (ce moteur a été récupéré d'une ancienne imprimante)
  • Arduino
  • Fil de cuivre isolé
  • Coupe-fil / dénudeur
  • Régulateur de courant
    • Transistor
    • H-Bridge (ce qui sera utilisé dans ce tutoriel)
    • Blindage moteur

Pièces en option

  • Fer à souder
  • Souder
  • Ventilateur à souder
  • Outil de 3e main
  • Lunettes de protection

Étape 3: attachez les fils

La plupart des moteurs pas à pas ont quatre fils, vous devrez donc couper quatre morceaux de fil de cuivre (notez que la couleur ne correspond à rien de spécifique. Différentes couleurs ont été utilisées uniquement pour le rendre plus facile à voir). Ces fils seront utilisés pour contrôler quelle bobine est actuellement active dans le moteur. Ce moteur a été récupéré d'une ancienne imprimante, donc souder les fils était l'option la plus simple pour ce projet. Quoi qu'il en soit, vous pouvez établir une connexion en toute sécurité (soudure, prise, clips).

Étape 4: Croquis Arduino

Arduino a déjà une bibliothèque intégrée pour les moteurs pas à pas. Allez simplement dans Fichier> Exemples> Stepper> stepper_oneRevolution. Ensuite, vous allez vouloir changer la variable stepsPerRevolution pour l'adapter à votre moteur spécifique. Après avoir recherché le numéro de pièce des moteurs sur Internet, ce moteur particulier a été conçu pour 48 étapes pour effectuer une révolution. Ce que fait la bibliothèque Stepper, c'est simplement alterner les signaux HIGH et LOW à chaque bobine comme indiqué dans le GIF.

Étape 5: Qu'est-ce qu'un pont en H?

Un pont en H est un circuit composé de 4 interrupteurs qui peuvent entraîner en toute sécurité un moteur à courant continu ou un moteur pas à pas. Ces commutateurs peuvent être des relais ou (le plus souvent) des transistors. Le transistor est un commutateur à semi-conducteurs qui peut être fermé en envoyant un petit courant (signal) à l'une de ses broches. Contrairement à un seul transistor qui vous permet uniquement de contrôler la vitesse d'un moteur, les ponts en H vous permettent également de contrôler la direction dans laquelle le moteur tourne. Il le fait en ouvrant différents interrupteurs (les transistors) pour permettre au courant de circuler dans différentes directions et donc de changer la polarité du moteur. AVERTISSEMENT: les interrupteurs 1 et 2 ou 3 et 4 ne doivent jamais être fermés ensemble. Cela provoquerait un court-circuit et pourrait endommager l'appareil.

Les ponts en H peuvent aider à empêcher votre Arduino d'être frit par les moteurs que vous utilisez. Les moteurs sont des inducteurs, ce qui signifie qu'ils stockent l'énergie électrique dans les champs magnétiques. Lorsque le courant n'est plus envoyé aux moteurs, l'énergie magnétique se transforme en énergie électrique et peut endommager les composants. Le pont en H permet d'isoler mieux votre Arduino. Vous ne devez jamais brancher un moteur directement sur un Arduino.

Bien que les ponts en H puissent être assez facilement construits, beaucoup choisissent d'acheter un pont en H (comme une puce L293NE / SN754410) en raison de leur commodité. C'est la puce que nous utiliserons dans ce tutoriel. Les numéros de broches physiques et leur fonction sont répertoriés ci-dessous.

  • Broche 1 (1, 2EN) ---> Activation / désactivation du moteur 1 (HAUT / BAS)
  • Broche 2 (1A) ---> Moteur 1 Logic Pin 1
  • Broche 3 (1Y) ---> Moteur 1 Borne 1
  • Broche 4 ---> Masse
  • Broche 5 ---> Masse
  • Broche 6 (2Y) ---> Borne 2 du moteur 1
  • Broche 7 (2A) ---> Moteur 1 Broche logique 2
  • Broche 8 (VCC2) ---> Alimentation pour moteurs
  • Broche 9 ---> Activer / désactiver le moteur 2 (HAUT / BAS)
  • Broche 10 ---> Moteur 2 Logic Pin 1
  • Broche 11 ---> Borne 1 du moteur 2
  • Broche 12 ---> Masse
  • Broche 13 ---> Masse
  • Broche 14 ---> Moteur 2 Terminal 2
  • Broche 15 ---> Moteur 2 Logic Pin 2
  • Broche 16 (VCC1) ---> Alimentation pour pont H (5V)

Étape 6: connecter les fils

Pour un moteur pas à pas, les 4 broches de borne sur le pont en H doivent se connecter aux 4 fils du moteur. Les 4 broches logiques se connecteront alors à l'Arduino (8, 9, 10 et 11 dans ce tutoriel). Comme le montre le diagramme de Fritzing, une source d'alimentation externe peut être connectée pour alimenter les moteurs. La puce peut gérer une source d'alimentation externe de 4, 5 V à 36 V (je viens de choisir une batterie 9 V parce que je suis encore nouveau à Fritzing).

Étape 7: télécharger le code et tester

Téléchargez votre code sur votre Arduino. Si vous exécutez votre code et que tout fonctionne comme prévu, c'est génial! Si les fils sont placés dans les mauvaises broches, le moteur vibre simplement au lieu de tourner complètement. Jouez avec la vitesse et la direction du moteur comme bon vous semble.

Vous devriez maintenant avoir un moteur pas à pas fonctionnel avec votre Arduino. Ce que vous en ferez ensuite dépendra de vous.

Étape 8: Referneces & Thanks

La fiche technique complète du H-Bridge est disponible ici.

Quand j'ai initialement posté cela, je ne pensais pas que cela gagnerait l'attention. Pour cette raison, je viens de faire un rapide instructable que je prévoyais d'éditer une fois toutes mes pièces arrivées. Je ne voulais pas causer autant d'inquiétude avec mes précédentes méthodes bâclées. Merci pour tous vos commentaires et j'ai mis à jour mon instructable pour refléter la méthode la plus appropriée de connexion des moteurs pas à pas.

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