चित्र 07 · रोबोटिक्स लैब · पहले करंट लिमिट सेट करें, फिर स्टेप करें

A4988 स्टेपर ड्राइवर

Arduino Nano

चित्र लोड हो रहा है…

बेंच

अभी कोई रीडिंग नहीं

VREF (मीटर)

अभी कोई रीडिंग नहीं

करंट की खपत

0 mA

बनाएँ और खराबी डालें

1निर्माणअगला
खाली बोर्ड तक उतारें
खाली हरे कैरियर से शुरू करें: 15.24 x 20.32 mm, सीधे कोने, कोई माउंटिंग छेद नहीं, दोनों लंबे किनारों पर सोलह प्लेटेड छेद। सब कुछ फ़ैक्टरी वाले क्रम में वापस लगता है।
2
सरफ़ेस-माउंट पुर्ज़े रखें और रीफ़्लो करें
3
दोनों हेडर लगाएँ
4
हेडर के 16 पिन सोल्डर करें
5
RST-SLP कैप और 100 µF लगाएँ
6
Nano जोड़ें
7
मोटर लगाएँ
8
LiPo जोड़ें
9
मीटर को पॉट पर लगाएँ
10
बेंच को पावर दें
11
करंट लिमिट सेट करें
12
फ़ुल स्टेप
13
हाफ़ स्टेप
14
1/16 स्टेप
15
LiPo उल्टी लगाएँखराबी डालें
16
100 µF उल्टा लगाएँखराबी डालें
17
RST-SLP कैप न लगाएँखराबी डालें
18
थके पैक पर चलाएँखराबी डालें
19
कॉइल जोड़ियाँ मिला देंखराबी डालें
20
सीमा 1.68 A तक बढ़ाएँखराबी डालें
21
चलते समय मोटर निकालेंखराबी डालें
22
खुला हुआ दृश्य

जानबूझकर खराबी डालें

हर खराबी ऐसी है जिसमें असली बनाने वाले फँसते हैं। उसे चालू करें, बेंच पर लक्षण पढ़ें, फिर उसे ठीक करें।

LiPo उल्टी जुड़ी
उल्टी पोलैरिटी
ऐसा क्यों होता है
लक्षण: चिप से एक फटाक की आवाज़, पैक की लीड गरम हो जाती हैं, और उसके बाद ड्राइवर मरा पड़ा है।
Pololu किसी उल्टे-वोल्टेज सुरक्षा का ज़िक्र नहीं करता। हर ब्रिज स्विच में एक बॉडी डायोड है जो GND से VMOT की ओर है; उल्टा लगने पर वे डायोड करंट चलाते हैं और पैक को चिप के ज़रिए शॉर्ट कर देते हैं। LiPo दसियों एम्पियर धकेल सकती है, जितना डायोड कभी नहीं झेल सकते।
उपाय: जोड़ने से पहले जाँचें कि लाल VMOT पर है, एक ही तरफ़ से लगने वाला कनेक्टर इस्तेमाल करें, या सप्लाई पर सीरीज़ डायोड या रिवर्स-प्रोटेक्शन MOSFET लगाएँ।
100 µF इलेक्ट्रोलिटिक उल्टा
पुर्ज़ा उल्टा लगा
ऐसा क्यों होता है
लक्षण: कैपेसिटर गरम होता है, फूलता है और सीटी जैसी आवाज़ के साथ फट जाता है।
इलेक्ट्रोलिटिक सिर्फ़ एक दिशा में वोल्टेज झेलता है। उल्टा लगने पर उसकी ऑक्साइड परत टूट जाती है, वह करंट चलाता है, गरम होता है और उसके ऊपर का प्रेशर वेंट खुल जाता है।
उपाय: पट्टी (माइनस) GND की ओर, लंबी टाँग VMOT की ओर। जो कैपेसिटर उल्टा लगा रहा हो, उसे बदल दें, भले ही वह ठीक दिखे।
RST तैर रहा है
पुर्ज़ा गायब
ऐसा क्यों होता है
लक्षण: पावर चालू है और Nano पल्स भेजता है, लेकिन कॉइल बंद हैं: शाफ़्ट हाथ से आराम से घूमता है।
इस कैरियर पर RST का अपना कोई पुल-अप नहीं है। तैरते हुए वह LOW रहता है या भटकता है, और जब तक RST LOW है, ट्रांसलेटर Home पर रुका रहता है और आउटपुट बंद रहते हैं।
उपाय: जंपर कैप RST और SLP के आर-पार वापस लगाएँ, या RST को किसी पिन से HIGH चलाएँ।
VMOT 8 V से नीचे
ब्राउन-आउट
ऐसा क्यों होता है
लक्षण: मोटर अटकती है और पल्सों से पिछड़ जाती है: यह कदम छोड़ती है और वहाँ नहीं पहुँचती जहाँ स्केच सोचता है।
A4988, VMOT पर 8 V से ही निर्दिष्ट है। 2S पैक पूरा भरा 8.4 V है लेकिन खाली होने से बहुत पहले 8 V से नीचे गिर जाता है। उससे नीचे चिप अपनी रेटिंग से बाहर है: आउटपुट छूट जाते हैं और कदम खो जाते हैं। स्टेपर में कोई सेंसर नहीं होता, इसलिए किसी को पता नहीं चलता।
उपाय: 3S पैक या 12 V की सप्लाई इस्तेमाल करें, और पैक गिरने से पहले चलाना बंद करें।
कॉइल जोड़ियाँ मिली हुई
गलत सेटिंग
ऐसा क्यों होता है
लक्षण: मोटर अपनी जगह भिनभिनाती और हिलती है लेकिन घूमती नहीं।
हर H-ब्रिज को एक कॉइल के दोनों सिरे चलाने होते हैं। हरा और लाल बदलने पर हर ब्रिज हर कॉइल का एक सिरा चलाता है, दोनों फ़ील्ड आपस में लड़ते हैं, और रोटर दो स्थितियों के बीच झूलता है।
उपाय: मीटर से जोड़ियाँ ढूँढें: एक कॉइल की दोनों लीड के बीच कुछ ओम, अलग-अलग कॉइल के बीच खुला। फिर एक जोड़ी 1A और 1B पर, दूसरी 2A और 2B पर।
करंट लिमिट बहुत ज़्यादा
ज़्यादा गरम होना
ऐसा क्यों होता है
लक्षण: बोर्ड इतना गरम हो जाता है कि छू न सकें, फिर मोटर रुकती है, कुछ सेकंड बाद फिर शुरू होती है और फिर रुक जाती है।
1.68 A पर दोनों कॉइल रास्ते चिप में लगभग 1.8 W जलाते हैं, I² गुणा लगभग 0.64 Ω, और गरम होने पर इससे ज़्यादा। खाली कैरियर इतनी गर्मी नहीं निकाल सकता: चिप 165 °C तक पहुँचती है, थर्मल शटडाउन आउटपुट बंद कर देता है, यह 15 °C ठंडी होती है और फिर शुरू होती है। Pololu बिना हीटसिंक की सीमा हर कॉइल लगभग 1 A बताता है।
उपाय: VREF को वापस 0.544 V (1.0 A) पर घुमाएँ। ज़्यादा करंट के लिए हीटसिंक और हवा का बहाव जोड़ें।
पावर रहते मोटर निकाली
गलत वोल्टेज
ऐसा क्यों होता है
लक्षण: प्लग पर एक छोटी चिंगारी, मोटर ढीली पड़ जाती है, और ड्राइवर उसे फिर कभी नहीं हिलाता।
कॉइल का करंट एकदम नहीं रुक सकता। सर्किट खोलने से उसे रुकना पड़ता है, और कॉइल जवाब में एक वोल्टेज झटका देती है, L x di/dt, जो A4988 के आउटपुट के झेल सकने वाले 35 V से बहुत ऊपर होता है। Pololu चेतावनी देता है कि इससे ड्राइवर नष्ट हो सकता है, अक्सर बिना कोई दिखने वाला निशान छोड़े।
उपाय: मोटर सिर्फ़ पावर बंद करके ही लगाएँ या निकालें। मोटर के प्लग और हेडर के जोड़ जाँचें: ढीला जोड़ भी यही करता है।

बेंच से मिलिए

इसे बनाएँ, पॉट को मीटर से मापें, NEMA 17 को स्टेप कराएँ

स्टेपर मोटर तय कदमों में घूमती है, NEMA 17 के लिए एक चक्कर में 200, और दोनों कॉइल चालू रखकर अपनी जगह पकड़े रहती है। A4988 मुश्किल हिस्सा करता है: यह दोनों कॉइल को दो H-ब्रिज के ज़रिए सही क्रम में स्विच करता है, STEP पर हर पल्स के लिए एक कदम, उस दिशा में जो DIR तय करे, और हर कॉइल का करंट एक चॉपर से सीमित करता है जो 0.068 Ω के सेंस रेज़िस्टर पर वोल्टेज देखता है। कुछ भी घूमने से पहले आप यह सीमा सेट करते हैं: ट्रिमपॉट के धातु के रोटर पर वोल्टेज, VREF, से I_MAX = VREF / (8 x 0.068 Ω) मिलता है, इसलिए मीटर पर 0.544 V का मतलब है 1.0 A, लगभग उतना जितना बिना हीटसिंक का खाली कैरियर झेल सकता है। Pololu कैरियर बनाएँ, एक Nano, मोटर और 2S LiPo जोड़ें, होल्ड स्केच से कॉइल चालू रखते हुए पॉट मापें, फिर मोटर को फ़ुल, हाफ़ और 1/16 स्टेप में चलाएँ। तोड़ने वाली गड़बड़ियाँ वही पुरानी हैं: उल्टा पैक, खुला छोड़ा गया रीसेट पिन, 8 V से नीचे थका पैक, मिली हुई कॉइल जोड़ियाँ, मोटर के 1.68 A तक बढ़ाई गई सीमा, और चलते समय निकाली गई मोटर।

स्रोत

बेंच पर

चुना गया

स्केच प्रोग्राम स्टोरेज के 1,580 बाइट इस्तेमाल करता है

कोड: होल्ड, Vref सेट करें

// A4988: STEP पर एक पल्स यानी एक कदम, DIR दिशा चुनता है
const int STEP = 3, DIR = 4;           // STEP और DIR
const int MS1 = 5, MS2 = 6, MS3 = 7;   // MS1, MS2 और MS3 स्टेप का आकार चुनते हैं

// n पल्स, हर एक halfUs माइक्रोसेकंड के लिए HIGH फिर LOW
void pulses(long n, int halfUs) {
  for (long i = 0; i < n; i++) {
    digitalWrite(STEP, HIGH); delayMicroseconds(halfUs);
    digitalWrite(STEP, LOW); delayMicroseconds(halfUs);
  }
}

void setup() {
  for (int p = 3; p <= 7; p++) pinMode(p, OUTPUT);
  Serial.begin(9600);
  digitalWrite(MS1, LOW); digitalWrite(MS2, LOW); digitalWrite(MS3, LOW);   // सब LOW: फ़ुल स्टेप, एक चक्कर में 200 कदम
  digitalWrite(DIR, HIGH);
  delay(1);                     // जागने के बाद पहले कदम से पहले चिप को 1 ms चाहिए
  Serial.println("hold: coils on, no steps");   // कोई पल्स नहीं: दोनों कॉइल चालू रहती हैं और शाफ़्ट अपनी जगह पकड़े रहता है
}

void loop() {
}

अभ्यास के काम

2 में से 0 काम

कोड लिखें, फिर जाँच चलाएँ। रन एक वर्चुअल घड़ी और पहले से तय दुनिया इस्तेमाल करता है, इसलिए एक ही कोड का नतीजा हमेशा एक जैसा आता है।

एक चक्कर और वापस

Arduino C++

फ़ुल स्टेप, MS पिन खुले। शाफ़्ट को ठीक एक चक्कर आगे घुमाएँ (D4 पर DIR HIGH, D3 पर 200 पल्स, हर एक 2500 µs HIGH और 2500 µs LOW), "one turn" प्रिंट करें, 500 ms रुकें, फिर DIR को LOW करें और 200 पल्स से वापस वहीं लौटें जहाँ से शुरू हुआ था, और "home" प्रिंट करें।

जाँच

अभी चलाया नहीं गया3 s तक चलता है
अभी चलाया नहीं गयाजाते समय DIR (D4) HIGH है
अभी चलाया नहीं गयाSTEP (D3) हर 5 ms पर पल्स देता है, लगभग 400 बार
अभी चलाया नहीं गयापहले सेकंड के बाद "one turn" प्रिंट करता है
अभी चलाया नहीं गयालौटते समय DIR LOW है
अभी चलाया नहीं गया"home" प्रिंट करता है

संकेत

1.8° के 200 फ़ुल स्टेप से 360° बनते हैं। हर पल्स: digitalWrite(STEP, HIGH); delayMicroseconds(2500); digitalWrite(STEP, LOW); delayMicroseconds(2500);
पल्स वाले लूप को एक फ़ंक्शन steps(int n) में रखें, और उसे दो बार कॉल करें।
दोनों चालों के बीच, वापसी के पहले पल्स से पहले, DIR बदलें।

एक चक्कर और वापस के लिए कोड

1/16 स्टेप में, एक सेकंड में चौथाई चक्कर

Arduino C++

1/16 स्टेप के लिए MS1, MS2 और MS3 (D5, D6, D7) को HIGH करें। फिर STEP को एक सेकंड में 800 पल्स पर चलाएँ, 625 µs HIGH और 625 µs LOW, ताकि शाफ़्ट हर सेकंड चौथाई चक्कर घूमे, और हर 3200 पल्स के बाद "1 turn" प्रिंट करें।

जाँच

अभी चलाया नहीं गया4.3 s तक चलता है
अभी चलाया नहीं गयाMS1 (D5) HIGH है
अभी चलाया नहीं गयाMS2 (D6) HIGH है
अभी चलाया नहीं गयाMS3 (D7) HIGH है
अभी चलाया नहीं गयाSTEP (D3) हर 1.25 ms पर पल्स देता है, कम से कम 3000 बार
अभी चलाया नहीं गया4 s के बाद "1 turn" प्रिंट करता है

संकेत

1/16 स्टेप के लिए तीनों MS पिन HIGH चाहिए, जो setup() में एक बार सेट होते हैं।
चौथाई चक्कर 800 माइक्रोस्टेप है; एक सेकंड में 800 यानी हर 1250 µs पर एक, इसलिए 625 µs HIGH और 625 µs LOW।
एक for लूप में 3200 पल्स गिनें, फिर प्रिंट करें। 3200 x 1.25 ms = एक चक्कर में 4 s।

1/16 स्टेप में, एक सेकंड में चौथाई चक्कर के लिए कोड

बनाएँ और खराबी डालें

1निर्माणअगला

खाली बोर्ड तक उतारें

खाली हरे कैरियर से शुरू करें: 15.24 x 20.32 mm, सीधे कोने, कोई माउंटिंग छेद नहीं, दोनों लंबे किनारों पर सोलह प्लेटेड छेद। सब कुछ फ़ैक्टरी वाले क्रम में वापस लगता है।

सरफ़ेस-माउंट पुर्ज़े रखें और रीफ़्लो करें

दोनों हेडर लगाएँ

हेडर के 16 पिन सोल्डर करें

RST-SLP कैप और 100 µF लगाएँ

Nano जोड़ें

मोटर लगाएँ

LiPo जोड़ें

मीटर को पॉट पर लगाएँ

बेंच को पावर दें

करंट लिमिट सेट करें

फ़ुल स्टेप

हाफ़ स्टेप

1/16 स्टेप

LiPo उल्टी लगाएँखराबी डालें

100 µF उल्टा लगाएँखराबी डालें

RST-SLP कैप न लगाएँखराबी डालें

थके पैक पर चलाएँखराबी डालें

कॉइल जोड़ियाँ मिला देंखराबी डालें

सीमा 1.68 A तक बढ़ाएँखराबी डालें

चलते समय मोटर निकालेंखराबी डालें

खुला हुआ दृश्य

बेंच से मिलिए

इसे बनाएँ, पॉट को मीटर से मापें, NEMA 17 को स्टेप कराएँ

बेंच पर

चुना गया

स्केच प्रोग्राम स्टोरेज के 1,580 बाइट इस्तेमाल करता है

कोड: होल्ड, Vref सेट करें

// A4988: STEP पर एक पल्स यानी एक कदम, DIR दिशा चुनता है
const int STEP = 3, DIR = 4;           // STEP और DIR
const int MS1 = 5, MS2 = 6, MS3 = 7;   // MS1, MS2 और MS3 स्टेप का आकार चुनते हैं

// n पल्स, हर एक halfUs माइक्रोसेकंड के लिए HIGH फिर LOW
void pulses(long n, int halfUs) {
  for (long i = 0; i < n; i++) {
    digitalWrite(STEP, HIGH); delayMicroseconds(halfUs);
    digitalWrite(STEP, LOW); delayMicroseconds(halfUs);
  }
}

void setup() {
  for (int p = 3; p <= 7; p++) pinMode(p, OUTPUT);
  Serial.begin(9600);
  digitalWrite(MS1, LOW); digitalWrite(MS2, LOW); digitalWrite(MS3, LOW);   // सब LOW: फ़ुल स्टेप, एक चक्कर में 200 कदम
  digitalWrite(DIR, HIGH);
  delay(1);                     // जागने के बाद पहले कदम से पहले चिप को 1 ms चाहिए
  Serial.println("hold: coils on, no steps");   // कोई पल्स नहीं: दोनों कॉइल चालू रहती हैं और शाफ़्ट अपनी जगह पकड़े रहता है
}

void loop() {
}

A4988 स्टेपर ड्राइवर

बेंच

बनाएँ और खराबी डालें

खाली बोर्ड तक उतारें

सरफ़ेस-माउंट पुर्ज़े रखें और रीफ़्लो करें

दोनों हेडर लगाएँ

हेडर के 16 पिन सोल्डर करें

RST-SLP कैप और 100 µF लगाएँ

Nano जोड़ें

मोटर लगाएँ

LiPo जोड़ें

मीटर को पॉट पर लगाएँ

बेंच को पावर दें

करंट लिमिट सेट करें

फ़ुल स्टेप

हाफ़ स्टेप

1/16 स्टेप

LiPo उल्टी लगाएँखराबी डालें

100 µF उल्टा लगाएँखराबी डालें

RST-SLP कैप न लगाएँखराबी डालें

थके पैक पर चलाएँखराबी डालें

कॉइल जोड़ियाँ मिला देंखराबी डालें

सीमा 1.68 A तक बढ़ाएँखराबी डालें

चलते समय मोटर निकालेंखराबी डालें

खुला हुआ दृश्य

जानबूझकर खराबी डालें

LiPo उल्टी जुड़ी

100 µF इलेक्ट्रोलिटिक उल्टा

RST तैर रहा है

VMOT 8 V से नीचे

कॉइल जोड़ियाँ मिली हुई

करंट लिमिट बहुत ज़्यादा

पावर रहते मोटर निकाली

लाइव स्थिति

करंट की खपत

ख़ुद को जाँचें

इसके बाद: RST-SLP कैप और 100 µF लगाएँ

इसके बाद: करंट लिमिट सेट करें

इसके बाद: 1/16 स्टेप

इसके बाद: चलते समय मोटर निकालें

बेंच के अंत की क्विज़

बेंच से मिलिए

स्रोत

बेंच पर

अभ्यास के काम

एक चक्कर और वापस

जाँच

1/16 स्टेप में, एक सेकंड में चौथाई चक्कर

जाँच

A4988 स्टेपर ड्राइवर

बेंच

बनाएँ और खराबी डालें

खाली बोर्ड तक उतारें

सरफ़ेस-माउंट पुर्ज़े रखें और रीफ़्लो करें

दोनों हेडर लगाएँ

हेडर के 16 पिन सोल्डर करें

RST-SLP कैप और 100 µF लगाएँ

Nano जोड़ें

मोटर लगाएँ

LiPo जोड़ें

मीटर को पॉट पर लगाएँ

बेंच को पावर दें

करंट लिमिट सेट करें

फ़ुल स्टेप

हाफ़ स्टेप

1/16 स्टेप

LiPo उल्टी लगाएँखराबी डालें

100 µF उल्टा लगाएँखराबी डालें

RST-SLP कैप न लगाएँखराबी डालें

थके पैक पर चलाएँखराबी डालें

कॉइल जोड़ियाँ मिला देंखराबी डालें

सीमा 1.68 A तक बढ़ाएँखराबी डालें

चलते समय मोटर निकालेंखराबी डालें

खुला हुआ दृश्य

जानबूझकर खराबी डालें

LiPo उल्टी जुड़ी

100 µF इलेक्ट्रोलिटिक उल्टा

RST तैर रहा है

VMOT 8 V से नीचे

कॉइल जोड़ियाँ मिली हुई