หากคุณสนใจเกี่ยวกับหุ่นยนต์ อิเล็กทรอนิกส์ หรือโครงการ DIY คุณคงเคยเจอสเต็ปเปอร์มอเตอร์ 28BYJ-48 เครื่องยนต์นี้เป็นตัวเลือกที่ใช้กันอย่างแพร่หลายเนื่องจากมีต้นทุนต่ำและง่ายต่อการรวมเข้ากับโครงการประเภทต่างๆ ในบทความนี้ เราจะนำเสนอข้อมูลทั้งหมดที่คุณต้องการเกี่ยวกับ 28BYJ-48 ลักษณะเฉพาะของมัน วิธีการทำงาน และวิธีการควบคุม ทั้งหมดนี้อธิบายไว้อย่างชัดเจนและเรียบง่าย
นอกเหนือจากการเป็นส่วนประกอบที่มีราคาไม่แพงแล้ว 28BYJ-48 ยังเหมาะสำหรับโครงการที่ต้องการความแม่นยำในการเคลื่อนไหว เนื่องจากมีตัวลดขนาดในตัวซึ่งช่วยให้สามารถควบคุมในระดับที่สูงขึ้นได้แม้จะมีแรงบิดไม่สูงก็ตาม มอเตอร์นี้เหมาะสำหรับการควบคุมตำแหน่ง การสร้างต้นแบบหุ่นยนต์ขนาดเล็กหรือระบบที่ต้องการการเคลื่อนไหวที่ช้าและควบคุมได้
สเต็ปเปอร์มอเตอร์ 28BYJ-48 คืออะไร?
28BYJ-48 เป็น สเต็ปเปอร์มอเตอร์แบบขั้วเดียว ที่โดดเด่นในเรื่องราคาที่ลดลงและมีกล่องลดราคาเป็นหลัก แม้ว่าคุณลักษณะทางไฟฟ้าจะไม่น่าประทับใจ แต่ตัวลดแบบรวมทำให้เป็นตัวเลือกที่ใช้งานได้ดีมากในโครงการที่ต้องการความแม่นยำในการเคลื่อนไหวขนาดเล็ก
ข้อดีหลักประการหนึ่งของเครื่องยนต์นี้คือสามารถพบได้ในรุ่นต่างๆ 5V y 12V- ทั้งสองรุ่นมีลักษณะทางกายภาพเหมือนกัน แต่ฉลากมอเตอร์จะบอกเราว่าแรงดันไฟฟ้าระบุคืออะไร รุ่นที่พบบ่อยที่สุดคือรุ่นของ 5Vซึ่งปกติจะใช้โดยตรงกับบอร์ดอย่าง Arduino
ลักษณะทางเทคนิคของ 28BYJ-48
El 28BYJ-48 มีคุณลักษณะหลายประการที่ทำให้เหมาะสำหรับโครงการงานอดิเรกอิเล็กทรอนิกส์:
- มุมพิตช์เพลา: 0.087°/ขั้น ในโหมดครึ่งก้าว
- ตัวลดแบบรวม 1/64ซึ่งหมายความว่า 4096 ขั้นตอน จำเป็นต้องหมุนแกนให้ครบหนึ่งรอบ (ในโหมดครึ่งก้าว)
- ความตึงเครียดเล็กน้อย: 5V o 12Vขึ้นอยู่กับรุ่น
- ความต้านทานของคอยล์: ฮิต Ohms สำหรับรุ่น 5V
- แรงบิดสูงสุดหลังจากผ่านตัวลดคือ 0.3 กก.ฟ•ซม.
- ความถี่การทำงานสูงสุด: 100Hzซึ่งเท่ากับประมาณ 1.5 รอบต่อนาที
การทำงานของสเต็ปเปอร์มอเตอร์ 28BYJ-48
สเต็ปเปอร์มอเตอร์นี้มี สี่ขั้นตอน และควบคุมโดยวงจรควบคุมที่สั่งงานคอยล์แต่ละตัวตามลำดับ เขา ULN2003 เป็นไดร์เวอร์ทั่วไปที่ใช้กับ 28BYJ-48 คอนโทรลเลอร์นี้มีหน้าที่สร้างกระแสที่จำเป็นเพื่อกระตุ้นขดลวดมอเตอร์ เนื่องจากเอาท์พุตของไมโครคอนโทรลเลอร์ เช่น Arduino ไม่สามารถจัดการความเข้มที่จำเป็นได้โดยตรง
สิ่งสำคัญสำหรับเครื่องยนต์นี้ในการทำงานอย่างถูกต้องอยู่ที่ ลำดับการเปิดใช้งานคอยล์- ขึ้นอยู่กับลำดับที่ตามมา ความแม่นยำในการเคลื่อนไหวสามารถทำได้มากหรือน้อย มีสามวิธีหลักในการเปิดใช้งานขดลวดมอเตอร์ แต่ละวิธีมีข้อดีและข้อเสีย:
- ลำดับ 1 เฟส (เวฟไดรฟ์)- ตื่นเต้นครั้งละหนึ่งคอยล์เท่านั้น ส่งผลให้แรงบิดน้อยที่สุดแต่ประหยัดพลังงาน ในโหมดนี้ จะต้องเดิน 2048 ขั้นตอนจึงจะเสร็จสิ้นหนึ่งรอบ
- ลำดับ 2 เฟส (เต็มขั้นตอน): คอยล์สองตัวตื่นเต้นพร้อมกันทำให้แรงบิดเพิ่มขึ้นแต่ยังใช้พลังงานอีกด้วย เช่นเดียวกับลำดับเฟสเดียว ต้องใช้ขั้นตอน 2048 ขั้นตอนในการเลี้ยวที่สมบูรณ์หนึ่งครั้ง
- ลำดับครึ่งขั้นตอน: ในโหมดนี้ มันจะสลับระหว่างคอยล์หนึ่งและสองคอยล์ที่น่าตื่นเต้นพร้อมกัน ทำให้มีความแม่นยำมากขึ้น โดยมี 4096 สเต็ปในการจบหนึ่งเทิร์น
เอสเควมาเดโคเนซิออน
หากต้องการใช้งาน 28BYJ-48 ร่วมกับ แพลตฟอร์มฮาร์ดแวร์ หรือไมโครคอนโทรลเลอร์อื่นๆ จำเป็นต้องต่อเข้ากับ บอร์ดไดรเวอร์ ULN2003- บอร์ดนี้มีพินที่เชื่อมต่อกับมอเตอร์ได้ง่าย หลีกเลี่ยงข้อผิดพลาดในการเชื่อมต่อเฟส
สามารถขับเคลื่อนมอเตอร์ได้โดยตรงจากเต้าเสียบ 5V จาก Arduino ในกรณีที่คุณใช้มอเตอร์เวอร์ชัน 5V นอกจากนี้ คุณต้องเชื่อมต่อพินด้วย IN1, IN2, IN3 e IN4 จากคอนโทรลเลอร์ไปจนถึงพินดิจิทัลของ Arduino ของคุณ
รหัสควบคุม 28BYJ-48
รหัสในการควบคุม 28BYJ-48 นั้นค่อนข้างง่ายด้วยไลบรารี สเต็ปเปอร์.เอช มีอยู่ในสภาพแวดล้อมการพัฒนา Arduino ไลบรารีนี้ทำให้ง่ายต่อการสร้างโปรแกรมที่คุณสามารถควบคุมทิศทางและจำนวนขั้นตอนที่เราต้องการให้มอเตอร์ดำเนินการ
นี่คือตัวอย่างพื้นฐาน:
#รวม // กำหนดจำนวนขั้นตอนต่อการหมุน: const int stepPerRevolution = 2048; // การเชื่อมต่อ: // ปักหมุด 8 ถึง IN1 บนไดรเวอร์ ULN2003 // ปักหมุด 9 ถึง IN2 บนไดรเวอร์ ULN2003 // ปักหมุด 10 ถึง IN3 บนไดรเวอร์ ULN2003 // ปักหมุด 11 ถึง IN4 บนไดรเวอร์ ULN2003 // สร้างวัตถุขั้นตอน ในขั้นตอนที่เรียกว่า 'myStepper' ให้สังเกตลำดับของพิน: Stepper myStepper = Stepper(stepsPerRevolution, 8, 10, 9, 11); การตั้งค่าเป็นโมฆะ () { myStepper.setSpeed (5); // ตั้งค่าความเร็วเป็น 5 rpm Serial.begin(9600); // เริ่มการสื่อสารสำหรับการดีบัก } void loop() { // หมุน 1 รอบในทิศทางเดียว: Serial.println("ตามเข็มนาฬิกา"); myStepper.step(ขั้นตอนต่อการปฏิวัติ); ล่าช้า (500); // หมุน 1 รอบในทิศทางตรงกันข้าม: Serial.println("ทวนเข็มนาฬิกา"); myStepper.step (-stepsPerRevolution); ล่าช้า (500); -
การใช้งานเครื่องยนต์ 28BYJ-48
El 28BYJ-48 มีการใช้ในการใช้งานจำนวนมากเนื่องจากมีความสามารถรอบด้านและมีต้นทุนต่ำ แอปพลิเคชันทั่วไปบางส่วน ได้แก่:
- เครื่องพิมพ์และสแกนเนอร์: ในกรณีที่ต้องมีการควบคุมการเคลื่อนไหวที่แม่นยำ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการเคลื่อนย้ายหัวพิมพ์หรือหัวสแกน
- แขนหุ่นยนต์: โดยที่แขนจะต้องเคลื่อนที่อย่างแม่นยำเพื่อวางตำแหน่งตัวเองในตำแหน่งเฉพาะ
- โครงการบ้านอัตโนมัติ: เช่น ม่านบังตาอัตโนมัติหรือสมาร์ทล็อคที่ควบคุมด้วยระบบอิเล็กทรอนิกส์
- ระบบกำหนดตำแหน่ง: เหมือนแผงโซลาร์เซลล์ที่วิ่งตามเส้นทางของดวงอาทิตย์
ข้อดีและข้อเสีย
28BYJ-48 มีข้อดีหลายประการที่ทำให้มีประโยชน์อย่างยิ่งในโครงการอิเล็กทรอนิกส์สมัครเล่น:
- ราคาถูก: ราคาก็ไม่แพงมาก
- ความแม่นยำ: ด้วยตัวลดความเร็ว ทำให้มีความแม่นยำ 0.087º ต่อขั้น (ในโหมดครึ่งขั้น)
- ง่ายต่อการจัดการ: สามารถควบคุมได้อย่างง่ายดายด้วยไมโครคอนโทรลเลอร์และคอนโทรลเลอร์ ULN2003
อย่างไรก็ตาม ยังมีข้อเสียอยู่ด้วย:
- ความเร็ว จำกัด: กระปุกเกียร์จะจำกัดความเร็วของมอเตอร์ซึ่งอาจเป็นปัญหาในการใช้งานที่ต้องการการเคลื่อนไหวที่รวดเร็ว
- แรงบิดจำกัด: แม้ว่าตัวลดจะเพิ่มแรงบิด แต่ก็ยังเป็นมอเตอร์ที่ค่อนข้างอ่อนเมื่อเทียบกับรุ่นอื่นที่ใหญ่กว่า
โดยสรุป หากคุณกำลังมองหาสเต็ปเปอร์มอเตอร์สำหรับโครงการอิเล็กทรอนิกส์ของคุณ 28BYJ-48 เป็นตัวเลือกที่แนะนำเป็นอย่างยิ่ง ราคาที่ต่ำและใช้งานง่ายทำให้เป็นหนึ่งในตัวเลือกที่ดีที่สุดในการเริ่มต้นในโลกของสเต็ปเปอร์มอเตอร์ นอกจากนี้ แม้ว่าจะไม่ได้ทรงพลังมากนัก แต่ความแม่นยำของมันก็เพียงพอสำหรับโครงการหุ่นยนต์ในบ้านส่วนใหญ่ การวางตำแหน่ง หรือการใช้งานที่การควบคุมการเคลื่อนไหวมีความสำคัญมากกว่าความเร็วและแรงบิด