Линейное перемещение

Шаговый двигатель

Шаговый двигатель - механизм, который точно и быстро поворачивается на определенное расстояние, поворот может быть преобразован в прямолинейное движение специальным механизмом. Приводится в действие устройством - драйвером шагового двигателя. Драйвер управляется программируемым микроконтроллером, соединенным с компьютером по USB, откуда им еще дополнительно управляет программа компьютера. Драйвер шагового двигателя быстро меняет направления подачи тока и таким образом крутит двигатель, как собрать драйвер шагового двигателя своими руками. За 1 шаг двигатель поворачивается на 1,8°. У двигателя на картинке есть 4 провода, 2 из них - это одна фаза, другие 2 - это вторая фаза. Чтобы управлять таким двигателем, его фазы нужно подключить к драйверу шагового двигателя. Сам драйвер шагового двигателя должен быть подключен к импульсному блоку питания, собираем импульсный блок питания своими руками или купить импульсный блок питания, к такому блоку питания может быть подключено несколько драйверов или еще и других устройств, но сумма сил токов фаз всех двигателей не должна превышать максимальной силы тока нагрузки блока питания. Например, если на двигатель подано 2.5 A на каждую фазу, таких фаз у двигателя 2, а таких двигателей 3, то все они могут быть одновременно подключены к импульсному блоку питания с максимальной нагрузкой 2.5 * 2 * 3 = 15 A или больше (это при условии, что все они будут работать одновременно, если одновременно работают только максимум 2 двигателя, то из расчета исключаем 1). Для того, чтобы шаговый двигатель работал, его драйвер необходимо подключить к портам микроконтроллера и управлять им, 4 порта на 1 двигатель, которые управляются программно через USB, ранее мы уже рассмотрели как это делается.

Импульсный блок питания - для питания двигателя используется специальное импульсное питание, блок питания представляет из себя металлический бокс с куллером, сзади у него есть крепления для прикрутки проводов. Чтобы использовать такой блок питания, вам потребуется дополнительно купить обычные провода нужной длинны, выход блока V- соединяем с выходом драйвера GND, выход блока V+ соединяем с выходом драйвера V+. Проблемнее всего подвести к этому блоку питание 220 V из розетки. Для этого потребуется обычный шнур питания 220V, его можно купить, либо срезать с любого прибора. Важно при этом определить какой провод соответствует какой вилке, один провод подключаем к выходу N блока, другой провод подключаем к выходу L блока. Теперь внимание - важно подключить L провод в розетку 220 V именно таким образом, чтобы провод L подключался к фазе в розетке. Как узнать где в розетке фаза? Для этого используется специальное устройство (индикаторная отвёртка), которое вставляется в розетку и если лампочка в нём горит, значит это фаза и есть (в другом гнезде лампочка должна не гореть, это N - ноль). В таком блоке провода 220 V никак не защищены от случайного прикосновения, поэтому их лучше всего заклеить изолентой.

Круговые обороты двигателя нужно преобразовать в линейное перемещение, для этого используются механические устройства

Полированный вал. Длинный металлический полированный алюминиевый цилиндр, по которому может скользить линейный подшипник. Чтобы было всё ровно, таких палки нужно по 2 на каждую ось перемещения справа и слева по одному.

Линейный подшипник. Длинный подшиник с выступающими шариками на внутреннем круге, если он в корпусе, то корпус имеет отверстия для крепления к конструкции, которую он скользя перемещает. Скользит он по полированному валу при помощи шариков.

Шарико-винтовая передача. Винт, соединенный с шаговым двигателем соединителем, преобразует его кручение в линейное движение. Винт ШВП имеет большой диаметр, минимум 16 мм нормальный, резьба его состоит из желобков, по которым катаются шарики. Шарики находятся внутри специальной гайки ШВП. Гайка крепится к конструкции, снимать ее с винта нельзя, иначе шарики вылетят и обратно их сложно вставить. Брать надо сразу пару - винт и гайка. Слева и справа на винт забиваются подшипники, а также слева он соединяется с шаговым двигателем при помощи соединительной муфты. Шаг резьбы 5, 10, 16 и больше. Чем больше шаг резьбы, тем больше скорость, но меньше точность.

Соединитель. Используется для соединения винта ШВП и двигателя, чтобы он крутил винт и перемещал конструкцию, которая к нему прикреплена. Соединитель может давать крен винта, если это происходит, его надо шатать в разные стороны, пока крен не исчезнет.