Arduino - ULN2003A ile Step (Adım) Motor Sürme

DC Motor ve  Servo Motoru PWM yöntemiyle sürmüştük. Step motorun sürülmesi ise bu diğer 2 motora göre biraz daha farklı. Step motorlar dijital kontrollüdürler ve her gönderilen pals için belli açıda döndürülebilirler. Hassasiyet gereken küçük açılarla hareket etmesi istenen cihazlar için kullanılırlar.

Soldaki gifte görüldüğü gibi step motorun 4 sargısında sırasıyla verilen lojik-1'ler ile oluşan manyetik alan sayesinde rotorun dönmesi sağlanır.

Step motorun sürülmesi için 2 yöntem vardır. Bunlar "Tam Adım" ve "Yarım Adım" sürme teknikleridir.

Tam Adım'da motor sargılarının ikisi aynı anda enerjilendirilir, tıpkı soldaki gifte görüldüğü gibi.

Yarım Adım'da ise tek faz ve tam adım sürme adımları art arda uygulanır. Böylece motor her enerjilendirmede yarım adım döner.



Kullandığımız motor 28BYJ-48 Tam adımda 3º , Yarım Adımda 1.5º dönmekte. Biz uygulamamızda yarım adım yöntemini kullanacağız. Tam adım ve yarım adım motor sürmek için sargılara sırasıyla uygulanması için gereken pals tablosu  aşağıda.

Yapacağımız uygulamayı özetlemek gerekirse bağladığımız 2 buton ile step motorumuza 1.5º'lik açıyla yön vereceğiz. 

Bu sargılara verilmesi gereken akımı Arduino karşılayamadığı için dolaylı yoldan, ULN2003A entregresini kullanarak süreceğiz. Bu entegre 500mA'e kadar çıkış verebilmektedir.

Kodlarımız;

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108

#define IN1 8 #define IN2 9 #define IN3 10 #define IN4 11 #define saga 2 #define sola 3 int bekle=1; void setup() { pinMode(IN1, OUTPUT); pinMode(IN2, OUTPUT); pinMode(IN3, OUTPUT); pinMode(IN4, OUTPUT); pinMode(saga,INPUT_PULLUP); pinMode(sola,INPUT_PULLUP); } void loop() { if(digitalRead(saga)==HIGH) { digitalWrite(IN1, LOW); digitalWrite(IN2, LOW); digitalWrite(IN3, LOW); digitalWrite(IN4, HIGH); delay(bekle); digitalWrite(IN1, LOW); digitalWrite(IN2, LOW); digitalWrite(IN3, HIGH); digitalWrite(IN4, HIGH); delay(bekle); digitalWrite(IN1, LOW); digitalWrite(IN2, LOW); digitalWrite(IN3, HIGH); digitalWrite(IN4, LOW); delay(bekle); digitalWrite(IN1, LOW); digitalWrite(IN2, HIGH); digitalWrite(IN3, HIGH); digitalWrite(IN4, LOW); delay(bekle); digitalWrite(IN1, LOW); digitalWrite(IN2, HIGH); digitalWrite(IN3, LOW); digitalWrite(IN4, LOW); delay(bekle); digitalWrite(IN1, HIGH); digitalWrite(IN2, HIGH); digitalWrite(IN3, LOW); digitalWrite(IN4, LOW); delay(bekle); digitalWrite(IN1, HIGH); digitalWrite(IN2, LOW); digitalWrite(IN3, LOW); digitalWrite(IN4, LOW); delay(bekle); digitalWrite(IN1, HIGH); digitalWrite(IN2, LOW); digitalWrite(IN3, LOW); digitalWrite(IN4, HIGH); delay(bekle); } if(digitalRead(sola)==1) { digitalWrite(IN1, HIGH); digitalWrite(IN2, LOW); digitalWrite(IN3, LOW); digitalWrite(IN4, HIGH); delay(bekle); digitalWrite(IN1, HIGH); digitalWrite(IN2, LOW); digitalWrite(IN3, LOW); digitalWrite(IN4, LOW); delay(bekle); digitalWrite(IN1, HIGH); digitalWrite(IN2, HIGH); digitalWrite(IN3, LOW); digitalWrite(IN4, LOW); delay(bekle); digitalWrite(IN1, LOW); digitalWrite(IN2, HIGH); digitalWrite(IN3, LOW); digitalWrite(IN4, LOW); delay(bekle); digitalWrite(IN1, LOW); digitalWrite(IN2, HIGH); digitalWrite(IN3, HIGH); digitalWrite(IN4, LOW); delay(bekle); digitalWrite(IN1, LOW); digitalWrite(IN2, LOW); digitalWrite(IN3, HIGH); digitalWrite(IN4, LOW); digitalWrite(IN1, LOW); digitalWrite(IN2, LOW); digitalWrite(IN3, HIGH); digitalWrite(IN4, HIGH); delay(bekle); digitalWrite(IN1, LOW); digitalWrite(IN2, LOW); digitalWrite(IN3, LOW); digitalWrite(IN4, HIGH); delay(bekle); } }

Denemek için zamanım olmadı fakat I/O kodlarını hexal moda çevirip kısaltarak burda tekrar paylaşacağım. 

Tam adım sürmek isteyenler, sargıları tek tek lojik-1 (HIGH) yaparak sonuca ulaşabilirler.

NOT: Daha önce ki motor uygulamalarımızda yaptığımız gibi motorun beslemesini toprakları ortak olmak şartıyla dışardan almanızda fayda var. Fakat beslemeyi Arduino'dan almanızda da bir sakınca yok, çalışıyor.

Uygulama Videosu;

Şemalarını kullanmış olduğum kaynaklar;
http://domoticx.com/arduino-modules-stappenmotor-28byj-48/

http://www.electricaleasy.com/2014/10/stepper-motor.html

PIC18F452 CCS C - Yazılımsal PWM ile Servo Motor Sürme

Bu yazımda daha önce Arduino kullanarak sürdüğümüz servo motoru aynı şekilde PIC ile yapmaya çalışacağız. Bildiğiniz gibi Arduino, kütüphaneleri sayesinde  işimizi çok kolaylaştırmakta fakat aynı durumu PIC için söyleyemeyeceğim. Kütüphane kullanmadan yazılımsal PWM ile servoyu CCS C kullanarak kontrol etmeye çalışacağız.

Öncelikle servo motorlar hakkında detaylı bilgi için Arduino ile yaptığımız uygulamanın yazısını okumanız yeterli olacaktır.Bağlantı linki;

http://arduinotik.blogspot.com.tr/2014/05/arduino-pwm-ile-servo-motor-surme.html




 
Yazılımsal PWM oluşturma mantığımız soldaki gifte görüldüğü gibi olacak. Toplamda 20 ms'lik bir sinyal üretip 0 Derece için 1ms, 180 Derece için 2 ms lik bir duty cycle oluşturacağız. En azından teorik olarak. Çünkü kullandığım servo motor (SG90), 550us-2550 us'lik duty cycle ile çalışmakta. Tabii ki sinyal genişliğimiz yine 20ms olacak.





Yazılım kodlarını atmadan önce yaptığım işlemlerden kısaca bahsetmek istiyorum. Öncelikle servo motor için aç-kapa mantığı ile (led yakıp söndürme ile aynı) bir fonksiyon oluşturdum. Bu açma-kapama süreleri arasında kullandığım gecikme zamanlarını da potansiyometreden okuduğum adc değerleri ile belirledim. Yani servo motor potansiyometreden okundan adc değerine göre açıyı belirleyip konum alacak.

Neden donanımsal PWM kullanmadım ? Çünkü PIC ile 50 Hz'lik donanımsal PWM sinyali oluşturamıyorum. Bu yüzden yazılımsal PWM'i tercih ettim.

#include <main.h>
#include <flexy_lcd.c>
#use fast_io(a)
#use fast_io(d)

unsigned long int i=0,aci=0;

void servo(unsigned long int b,c)
{
 output_high(pin_d7);
 delay_us(550+b);  // PWM Dolu Kısım
 output_low(pin_d7);
 delay_us(19450-b);  //PWM Dolu Kısmı 20 ms'e tamamlayacak kısım
 printf(lcd_putc,"\fAci = %u Derece",c);
 continue;
}

void main()
{ set_tris_a(0x01);
 set_tris_d(0x00);
 output_d(0x00);
 setup_adc(adc_clock_div_16);
 setup_adc_ports(AN0);
 set_adc_channel(0);
 lcd_init();
 while(1)
 {
  i=read_adc();
  aci=i*2/11.1;
  i=i*2;
  servo(i,aci);
 } 
}

LCD kütüphanenizi kendinize göre belirlemeyi unutmayın.

Potansiyometrenin orta ucunuz A0 pinine, Servo motorun PWM ucunu da D7 pinine bağladım.

Ayrıca Servo motoru toprak uçları aynı olmak şartıyla başka bir kaynaktan beslemenizde gerekiyor.

SG90 Tower Pro Servo Motoru  550us-2550us arasında çalışıyor. Yani her şekilde en az 550 mikrosaniyelik bir PWM sinyalimiz olacak ve açı eklemelerimiz bu sürenin üzerine olmalı. En fazla da 2550 mikrosaniye.

Kabaca bir hesapla 10 bitlik ADC kullanarak 1023 değerini elde ettiğimizde PWM sinyalimizin doluluğun 2550 mikro saniye olması gerekiyor. Yani,

550+ADC.X=2550  denkleminde ADC yerine 1023 koyarsak,

X= 1,955 çıkıyor. delay_us fonksiyonunu kullanırken içinin tam sayı olması için bu değeri 2'ye yuvarladım. Ondalıklı değerlerde sıkıntı çıkıyor çünkü.

LCD'de açıyı göstermek için de, servonun her 1 derecelik dönüşünün 11.1 us olduğunu hesapladım. Dolayısıyla 2 ile çarptığım değeri 11.1'e böldüğümde açı değeri çıkıyor.

(2550-550) / 180 = 11.1 us

void servo fonksiyonu ile de  minimum 550us'lik lojik-1 ve bunu 20000us (20ms) ye tamamlayacak lojik-0  (20000-550=19450 us) değelerinden; lojik-1'e  2 ile çarptığımız ADC değerini ekler, lojik-0'dan da bu değeri çıkarırsak servomuzu sürebiliriz. 
PWM sinyalimizin frekansının  her zaman 50Hz, periyodunun da 20ms olduğuna dikkat ediniz.

Bu arada kullanmış olduğum

header dosyasının kodları da aşağıda ve siz direkt yazılımın başına ekleyebilirsiniz dilerseniz. Ya da benim kullandığım gibi ana programın olduğu klasöre atıp include edebilirsiniz.

#include <18F452.h>
#device adc=10

#FUSES NOWDT                  //No Watch Dog Timer
#FUSES HS                     //High speed Osc (> 4mhz for PCM/PCH) (>10mhz for PCD)
#FUSES NOPUT                  //No Power Up Timer
#FUSES NOPROTECT              //Code not protected from reading
#FUSES NODEBUG                //No Debug mode for ICD
#FUSES NOBROWNOUT             //No brownout reset
#FUSES NOLVP                  //No low voltage prgming, B3(PIC16) or B5(PIC18) used for I/O
#FUSES NOCPD                  //No EE protection
#FUSES NOWRT                  //Program memory not write protected
#FUSES RESERVED               //Used to set the reserved FUSE bits

#use delay(clock=20000000)

Uygulamanın videosu;