ডিসি এবং স্টেপার মোটর পরীক্ষক: 12 টি ধাপ (ছবি সহ)

2024 লেখক: John Day | [email protected]. সর্বশেষ পরিবর্তিত: 2024-01-30 07:58

কয়েক মাস আগে, আমার এক বন্ধু আমাকে কয়েকটা ফেলে দেওয়া ইঙ্কজেট প্রিন্টার এবং কপি মেশিন দিয়েছিল। আমি তাদের পাওয়ার সোর্স ইউনিট, কেবল, সেন্সর এবং বিশেষ করে মোটর সংগ্রহ করতে আগ্রহী ছিলাম। আমি যা পারতাম তা উদ্ধার করেছিলাম এবং আমি সব অংশ পরীক্ষা করতে চেয়েছিলাম যাতে সেগুলি কার্যকরী হয়। কিছু মোটর 12V, কিছু 5V, কিছু স্টেপার এবং অন্যদের ডিসি মোটর ছিল যদি কেবল আমার একটি ডিভাইস থাকত, যেখানে আমি কেবল মোটরকে সংযুক্ত করতে পারতাম, ফ্রিকোয়েন্সি, ডিউটি চক্র সেট করতে পারতাম এবং এটি পরীক্ষা করার জন্য একটি স্টেপিং পদ্ধতি নির্বাচন করতাম।

আমি ডিজিটাল সিগন্যাল প্রসেসর বা মাইক্রোকন্ট্রোলার ব্যবহার না করেই এটি নির্মাণের সিদ্ধান্ত নিয়েছি। অসিলেটর হিসাবে নম্র 555 বা tl741, 4017 কাউন্টার এবং স্টেপার মোটর মোডের জন্য অনেক লজিক গেট। প্রথমে আমি সার্কিট ডিজাইন করার পাশাপাশি ডিভাইসের সামনের প্যানেল ডিজাইন করতে অনেক মজা পেয়েছিলাম। আমি ভিতরে সবকিছু রাখার জন্য একটি উপযুক্ত কাঠের চায়ের বাক্স খুঁজে পেয়েছি। আমি সার্কিট্রিটিকে চারটি ভাগে ভাগ করেছি এবং এটি একটি ব্রেডবোর্ডে পরীক্ষা করা শুরু করেছি। শীঘ্রই, হতাশার প্রথম লক্ষণগুলি উপস্থিত হয়েছিল। এটা একটা গোলমাল ছিল। প্রচুর গেট, প্রচুর আইসি, তার। এটি সঠিকভাবে কাজ করেনি এবং আমি দুটি বিকল্পের মধ্যে চিন্তা করছিলাম: এটিকে খুব সহজ করার জন্য - শুধু ডিসি মোটরগুলির জন্য, অথবা এটিকে একপাশে রাখুন এবং কখনও কখনও এটি শেষ করুন… আমি দ্বিতীয় বিকল্পটি বেছে নিলাম।

ধাপ 1: ডিসি এবং স্টেপার নিয়ন্ত্রণ তত্ত্ব

ডিসি মোটর

একটি ডিসি মোটর নিয়ন্ত্রণ করার সবচেয়ে সাধারণ উপায় হল তথাকথিত পালস-প্রস্থ মডুলেশন (PWM)। PWM একটি নির্দিষ্ট সুইচ প্রয়োগ করা হয় এবং মোটর চালু এবং বন্ধ করে। ছবিতে আপনি নির্দেশিত সুইচিং পিরিয়ড এবং ফ্রিকোয়েন্সি এর সাথে এর সম্পর্ক দেখতে পাচ্ছেন, স্যুইচিংয়ের সময়ও নির্দেশিত। ডিউটি চক্রকে সুইচিং টাইমকে মোট সময়কাল দ্বারা ভাগ করে সংজ্ঞায়িত করা হয়। যদি আমরা ফ্রিকোয়েন্সি ধ্রুবক রাখি, ডিউটি চক্র পরিবর্তন করার একমাত্র উপায় হল সময়মত পরিবর্তন করা। ডিউটি চক্র বাড়ানোর মাধ্যমে, মোটরে যে ভোল্টেজ প্রয়োগ করা হয় তার গড় মানও বৃদ্ধি পায়। উচ্চতর ভোল্টেজের কারণে, একটি উচ্চতর কারেন্ট ডিসি মোটরের মধ্য দিয়ে প্রবাহিত হয় এবং রটার দ্রুত ঘোরে।

কিন্তু কি ফ্রিকোয়েন্সি নির্বাচন করতে? এই প্রশ্নের উত্তর দিতে, আসুন একটি ডিসি মোটর আসলে কী তা ঘনিষ্ঠভাবে দেখি। সমানভাবে, এটি একটি আরএল ফিল্টার হিসাবে বর্ণনা করা যেতে পারে (শুধুমাত্র একটি মুহূর্তের জন্য ইএমএফকে অবহেলা করা)। যদি মোটর (RL ফিল্টার) এ একটি ভোল্টেজ প্রয়োগ করা হয়, তাহলে একটি সময় ধ্রুবক টাউ দিয়ে বর্তমান বৃদ্ধি পায় যা L / R এর সমান, PWM নিয়ন্ত্রণের ক্ষেত্রে, যখন সুইচটি বন্ধ হয়ে যায়, তখন মোটরের মধ্য দিয়ে প্রবাহিত কারেন্ট বৃদ্ধি পায় এবং সুইচ বন্ধ থাকার সময় কমে যায়। এই মুহুর্তে, স্রোতের আগের মতো একই দিক রয়েছে এবং ফ্লাইব্যাক ডায়োডের মধ্য দিয়ে প্রবাহিত হয়। উচ্চতর শক্তি সহ মোটরগুলির উচ্চতর আনুগত্য থাকে এবং এইভাবে ছোট মোটরের তুলনায় উচ্চতর সময় স্থির থাকে। যদি ছোট মোটর চালিত হওয়ার সময় ফ্রিকোয়েন্সি কম থাকে, সুইচ-অফের সময় স্রোত দ্রুত হ্রাস পায়, তারপরে সুইচ-অনের সময় একটি বড় বৃদ্ধি ঘটে। এই বর্তমান তরঙ্গ এছাড়াও মোটর টর্ক তরঙ্গ কারণ। আমরা সেটা চাই না। অতএব, ছোট মোটরগুলিকে পাওয়ার করার সময়, PWM ফ্রিকোয়েন্সি বেশি হওয়া উচিত। আমরা পরবর্তী ধাপে নকশায় এই জ্ঞান ব্যবহার করব।

Stepper মোটর

যদি আমরা শখের ইলেকট্রনিক্সে ব্যবহৃত একটি ইউনিপোলার স্টেপার মোটরকে নিয়ন্ত্রণ করতে চাই, তাহলে আমাদের basic টি বেসিক কন্ট্রোল অপশন (মোড) - ওয়েভ ড্রাইভ (WD), হাফ স্টেপ (HS) এবং ফুল স্টেপ (FS)। স্বতন্ত্র মোডের ক্রম এবং রোটারের অবস্থান চিত্রটিতে নির্দেশিত হয়েছে (সরলতার জন্য, আমি দুই জোড়া খুঁটির সাথে একটি মোটর নির্দেশ করেছি)। এই ক্ষেত্রে, ওয়েভ ড্রাইভ এবং ফুল স্টেপ রটারকে 90 ডিগ্রী ঘোরানোর কারণ করে এবং 4 টি অবস্থা পুনরাবৃত্তি করে অর্জন করা যায়। হাফ স্টেপ মোডে আমাদের 8 টি রাজ্যের ক্রম প্রয়োজন।

মোডের পছন্দ সিস্টেমের প্রয়োজনীয়তার উপর নির্ভর করে - যদি আমাদের বড় টর্কের প্রয়োজন হয়, তাহলে সেরা পছন্দ হল ফুল স্টেপ, যদি কম টর্ক যথেষ্ট হয় এবং সম্ভবত আমরা ব্যাটারি থেকে আমাদের সার্কিটকে পাওয়ার করি, ওয়েভ ড্রাইভ মোড প্রেফার করা হয়। অ্যাপ্লিকেশন যেখানে আমরা সর্বোচ্চ কৌণিক রেজোলিউশন এবং মসৃণ গতি অর্জন করতে চাই, হাফ ড্রাইভ মোড একটি আদর্শ পছন্দ। এই মোডে টর্ক ফুল ড্রাইভ মোডের তুলনায় প্রায় 30% কম।

ধাপ 2: সার্কিট ডায়াগ্রাম

এই সহজ মেমটি যথাযথভাবে ডিজাইন করার সময় আমার চিন্তা প্রক্রিয়া বর্ণনা করে।

চিত্রের উপরের অংশটি বিদ্যুৎ সরবরাহের বর্ণনা দেয় - একটি 12 ভোল্ট অ্যাডাপ্টার, যা একটি রৈখিক নিয়ন্ত্রক দ্বারা 5 ভোল্টে হ্রাস করা হয়। আমি মোটরের সর্বোচ্চ পরীক্ষা ভোল্টেজ (এমএমটিভি) - 12 বা 5 ভোল্ট নির্বাচন করতে সক্ষম হতে চেয়েছিলাম। অন্তর্নির্মিত অ্যামিটার নিয়ন্ত্রণ সার্কিটগুলি বাইপাস করবে এবং শুধুমাত্র মোটর কারেন্ট পরিমাপ করবে। মাল্টিমিটার ব্যবহার করে অভ্যন্তরীণ এবং বাহ্যিক বর্তমান পরিমাপের মধ্যে স্যুইচ করতে সক্ষম হওয়াও সুবিধাজনক হবে।

দোলক দুটি মোডে কাজ করবে: প্রথমটি একটি ধ্রুবক ফ্রিকোয়েন্সি এবং একটি পরিবর্তনশীল ডিউটি চক্র এবং দ্বিতীয়টি একটি পরিবর্তনশীল ফ্রিকোয়েন্সি। এই দুটি প্যারামিটারই পোটেন্টিওমিটার ব্যবহার করে সেট করা যাবে এবং একটি রোটারি সুইচ মোড এবং রেঞ্জ পরিবর্তন করবে। সিস্টেমটি 3.5 মিমি জ্যাক সংযোগকারীর মাধ্যমে অভ্যন্তরীণ এবং বাহ্যিক ঘড়ির মধ্যে একটি সুইচ অন্তর্ভুক্ত করবে। অভ্যন্তরীণ ঘড়িটি 3.5 মিমি জ্যাকের মাধ্যমে প্যানেলের সাথে সংযুক্ত হবে। ঘড়িটি সক্রিয়/নিষ্ক্রিয় করার জন্য একটি সুইচ এবং একটি বোতাম। ডিসি মোটর ড্রাইভার একক চতুর্ভুজ এন-চ্যানেল মোসফেট ড্রাইভার হবে। যান্ত্রিক ডিপিডিটি সুইচ ব্যবহার করে দিক পরিবর্তন করা হবে। কলা জ্যাকের মাধ্যমে মোটর লিড সংযুক্ত করা হবে।

স্টেপার মোটর সিকোয়েন্সটি একটি আরডুইনো দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হবে, যা ডিপ সুইচ দ্বারা নির্দিষ্ট control টি কন্ট্রোল মোডকেও চিনতে পারবে। স্টেপার মোটরের চালক হবে uln2003। আরডুইনো 4 টি এলইডি নিয়ন্ত্রণ করবে যা এই মোডে চালিত মোটর উইন্ডিংয়ের অ্যানিমেশন উপস্থাপন করবে। স্টেপার মোটরটি ZIF সকেটের মাধ্যমে পরীক্ষকের সাথে সংযুক্ত হবে।

ধাপ 3: স্কিম্যাটিক্স

স্কিম্যাটিক্স পাঁচটি ভাগে বিভক্ত। নীল বাক্সে তৈরি সার্কিটগুলি প্যানেলে থাকা উপাদানগুলির প্রতিনিধিত্ব করে।

1. পাওয়ার সাপ্লাই
2. অসিলেটর
3. ডিসি ড্রাইভার
4. আরডুইনো স্টেপার ড্রাইভার
5. লজিক গেটস স্টেপার ড্রাইভার

পত্রক nr 5 এই কারণেই আমি এই প্রকল্পটি মিথ্যা বলেছি। এই সার্কিটগুলি পূর্বে উল্লিখিত নিয়ন্ত্রণ মোডগুলির জন্য ক্রম তৈরি করে - WD, HS এবং FS। এই অংশটি arduino দ্বারা সম্পূর্ণরূপে শীট nr দ্বারা প্রতিস্থাপিত হয়। 4. কমপ্লিট agগল স্কিম্যাটিক্সও সংযুক্ত।

ধাপ 4: প্রয়োজনীয় উপাদান এবং সরঞ্জাম

প্রয়োজনীয় উপাদান এবং সরঞ্জাম:

• মাল্টিমিটার
• ক্যালিপার
• কার্ডবোর্ড কর্তনকারী
• মার্কার
• টুইজার
• সূক্ষ্ম প্লেয়ার
• প্লেয়ার কাটা
• তারের স্ট্রিপিং প্লেয়ার
• তাতাল
• ঝাল
• কলোফোনি
• তারের (24 awg)
• 4x spdt সুইচ
• 2x dpdt সুইচ
• 4x কলা জ্যাক
• বোতাম চাপা
• ZIF সকেট
• 2x 3.5 মিমি জ্যাক
• ডিসি সংযোগকারী
• আরডুইনো ন্যানো
• 3-মেরু ডিআইপি সুইচ
• 2x 3 মিমি LED
• 5x 5 মিমি LED
• বাইকোলার এলইডি
• Potentiometer knobs
• ডিআইপি সকেট
• ইউনিভার্সাল পিসিবি
• ডুপন্ট সংযোগকারী
• প্লাস্টিক তারের বন্ধন

এবং

• পোটেন্টিওমিটার
• প্রতিরোধক
• ক্যাপাসিটার

আপনার নির্বাচিত মানগুলির সাথে, LEDs এর ফ্রিকোয়েন্সি রেঞ্জ এবং উজ্জ্বলতার সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ।

ধাপ 5: সামনের প্যানেল ডিজাইন

পরীক্ষকটি একটি পুরানো কাঠের চায়ের বাক্সে রাখা হয়েছিল। প্রথমে আমি অভ্যন্তরীণ মাত্রাগুলি পরিমাপ করেছি এবং তারপরে আমি শক্ত কার্ডবোর্ড থেকে একটি আয়তক্ষেত্র কেটেছি, যা উপাদান স্থাপনের জন্য একটি টেমপ্লেট হিসাবে কাজ করে। যখন আমি যন্ত্রাংশ স্থাপনে খুশি ছিলাম, তখন আমি প্রতিটি অবস্থান আবার পরিমাপ করলাম এবং Fusion360 এ একটি প্যানেল ডিজাইন তৈরি করলাম। আমি 3 ডি প্রিন্টিংয়ের সরলতার জন্য প্যানেলটিকে 3 টি ছোট অংশে বিভক্ত করেছি। আমি বাক্সের ভিতরের দিকে প্যানেলগুলি ঠিক করার জন্য একটি এল-আকৃতির ধারকও ডিজাইন করেছি।

ধাপ 6: 3 ডি প্রিন্টিং এবং স্প্রে-পেইন্টিং

আমার বাড়িতে থাকা অবশিষ্ট উপাদান থেকে প্যানেলগুলি একটি এন্ডার -3 প্রিন্টার ব্যবহার করে মুদ্রিত হয়েছিল। এটি একটি স্বচ্ছ গোলাপী পেটজ ছিল। মুদ্রণের পরে, আমি ম্যাট ব্ল্যাক এক্রাইলিক পেইন্ট দিয়ে প্যানেল এবং হোল্ডার স্প্রে করেছি। সম্পূর্ণ কভারেজের জন্য, আমি 3 টি কোট প্রয়োগ করেছি, কয়েক ঘন্টার জন্য বাইরে শুকিয়েছি এবং প্রায় অর্ধ দিনের জন্য বায়ুচলাচল করি। সাবধান, পেইন্টের ধোঁয়া ক্ষতিকর হতে পারে। এগুলি সর্বদা কেবল বাতাসযুক্ত ঘরে ব্যবহার করুন।

ধাপ 7: প্যানেল তারের

ব্যক্তিগতভাবে, আমার প্রিয়, কিন্তু সবচেয়ে সময়সাপেক্ষ অংশ (সঙ্কুচিত টিউবগুলি ব্যবহার না করার জন্য আমি অগ্রিম ক্ষমা চাই, আমি একটি সময় সংকটে ছিলাম - অন্যথায় আমি অবশ্যই সেগুলি ব্যবহার করব)।

প্যানেল মাউন্ট এবং হ্যান্ডেল করার সময় অ্যাডজাস্টেবল বন্ধনী অনেক সাহায্য করে। তথাকথিত তৃতীয় হাত ব্যবহার করাও সম্ভব, কিন্তু আমি ধারককে পছন্দ করি। আমি তার হাতলগুলোকে একটি টেক্সটাইল কাপড় দিয়ে coveredেকে দিয়েছি যাতে কাজের সময় প্যানেলটি আঁচড়ে না যায়।

আমি প্যানেলে সমস্ত সুইচ এবং পোটেন্টিওমিটার, এলইডি এবং অন্যান্য সংযোগকারীগুলিকে andুকিয়েছি এবং স্ক্রু করেছি। পরবর্তীকালে, আমি তারের দৈর্ঘ্য অনুমান করেছি যা প্যানেলে উপাদানগুলিকে সংযুক্ত করবে এবং যেগুলি পিসিবিতে সংযোগ করতে ব্যবহৃত হবে। এগুলি একটু দীর্ঘ হওয়ার প্রবণতা এবং এগুলি কিছুটা বাড়ানো ভাল।

সংযোগকারীগুলিকে সোল্ডার করার সময় আমি প্রায় সবসময় তরল ঝাল ফ্লাক্স ব্যবহার করি। আমি পিন এবং তারপর টিনে একটি ছোট পরিমাণ প্রয়োগ করি এবং তারের সাথে সংযুক্ত করি। ফ্লাক্স পৃষ্ঠ থেকে কোন অক্সিডাইজড ধাতু অপসারণ করে, যা জয়েন্টকে ঝালাই করা অনেক সহজ করে তোলে।

ধাপ 8: প্যানেল-বোর্ড সংযোগকারী

পিসিবিকে প্যানেল সংযুক্ত করতে, আমি ডুপন্ট টাইপ সংযোগকারী ব্যবহার করেছি। এগুলি ব্যাপকভাবে উপলব্ধ, সস্তা এবং সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণভাবে, নির্বাচিত বাক্সে আরামদায়কভাবে ফিট করার জন্য যথেষ্ট ছোট। তারগুলি স্কিম অনুসারে, জোড়ায়, ত্রিগুণে বা চতুর্ভুজে সাজানো হয়। এগুলি সহজেই চিহ্নিত করা যায় এবং সহজেই সংযোগ করা যায়। একই সময়ে, ভবিষ্যতের জন্য তারের একটি অভিন্ন জটলে হারিয়ে না যাওয়া ব্যবহারিক। অবশেষে, তারা যান্ত্রিকভাবে প্লাস্টিকের তারের বন্ধন দিয়ে সুরক্ষিত।

ধাপ 9: পিসিবি

যেহেতু প্যানেলের বাইরে ডায়াগ্রামের অংশটি বিস্তৃত নয়, তাই আমি একটি সার্বজনীন পিসিবিতে একটি সার্কিট তৈরি করার সিদ্ধান্ত নিয়েছি। আমি নিয়মিত 9x15 সেমি পিসিবি ব্যবহার করেছি। আমি ইনপুট ক্যাপাসিটারগুলিকে বাম দিকে লিনিয়ার রেগুলেটর এবং হিটসিংকের সাথে রাখলাম। পরবর্তীকালে, আমি IC 555, 4017 কাউন্টার এবং ULN2003 ড্রাইভারের জন্য সকেট ইনস্টল করেছি। 4017 কাউন্টারের সকেটটি খালি থাকবে কারণ এর কাজটি আরডুইনো দ্বারা পরিচালিত হয়। নিচের অংশে N-channel mosfet F630 এর জন্য ড্রাইভার আছে।

ধাপ 10: আরডুইনো

Arduino এর সাথে সিস্টেমের সংযোগ স্কিম্যাটিক্স শীট nr এ নথিভুক্ত করা হয়েছে। 4. পিনের নিম্নলিখিত ব্যবস্থা ব্যবহার করা হয়েছিল:

• DIP সুইচের জন্য 3 টি ডিজিটাল ইনপুট - D2, D3, D12
• LED সূচকগুলির জন্য 4 টি ডিজিটাল আউটপুট - D4, D5, D6, D7
• স্টেপার ড্রাইভারের জন্য 4 টি ডিজিটাল আউটপুট - D8, D9, D10, D11
• পোটেন্টিওমিটারের জন্য একটি এনালগ ইনপুট - A0

LED নির্দেশক যা পৃথক মোটর windings প্রতিনিধিত্ব করে, windings আসলে চালিত হয় তুলনায় ধীরে ধীরে হালকা। LEDs এর ঝলকানি গতি মোটর windings অনুরূপ, আমরা তাদের সব একটি ক্রমাগত আলোকসজ্জা হিসাবে দেখতে হবে। আমি একটি স্পষ্ট সহজ উপস্থাপনা এবং পৃথক মোডের মধ্যে পার্থক্য অর্জন করতে চেয়েছিলাম। অতএব, LED সূচকগুলি স্বাধীনভাবে 400 এমএস ব্যবধানে নিয়ন্ত্রিত হয়।

স্টেপার মোটর নিয়ন্ত্রণের কাজগুলি লেখক কর্নেলিয়াস তার ব্লগে তৈরি করেছিলেন।

ধাপ 11: সমাবেশ এবং পরীক্ষা

অবশেষে, আমি সমস্ত প্যানেলকে পিসিবিতে সংযুক্ত করেছি এবং পরীক্ষকের পরীক্ষা শুরু করেছি। আমি একটি অসিলোস্কোপ দিয়ে অসিলেটর এবং এর রেঞ্জ পরিমাপ করেছি, পাশাপাশি ফ্রিকোয়েন্সি এবং ডিউটি চক্র নিয়ন্ত্রণ। আমার কোন বড় সমস্যা ছিল না, ইনপুট ইলেক্ট্রোলাইটিক ক্যাপাসিটরের সমান্তরালে সিরামিক ক্যাপাসিটর যোগ করা আমার একমাত্র পরিবর্তন ছিল। সংযোজিত ক্যাপাসিটর ডিসি অ্যাডাপ্টার তারের পরজীবী উপাদান দ্বারা সিস্টেমে প্রবর্তিত উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি হস্তক্ষেপের ক্ষয় প্রদান করে। সমস্ত পরীক্ষক ফাংশন প্রয়োজন অনুযায়ী কাজ করে।

ধাপ 12: আউট্রো

এখন আমি অবশেষে কেবল সমস্ত মোটর পরীক্ষা করতে পারি যা আমি কয়েক বছর ধরে উদ্ধার করতে পেরেছি।

আপনি যদি তত্ত্ব, স্কিম বা পরীক্ষক সম্পর্কে কিছু জানতে আগ্রহী হন, আমার সাথে যোগাযোগ করতে দ্বিধা করবেন না।

পড়া এবং আপনার সময় জন্য ধন্যবাদ। সুস্থ ও নিরাপদ থাকুন।