آموزش کار با Rotary Encoder و پرژوه کنترل Step Motor

به نام خدا : سلام، تو این مطلب از آموزش قطعات الکترونیک میخوام برم سراغ قطعه ای به نام روتاری انکودر که میخاویم ببینیم چی هستش و کاربردش چیه و…

آموزش کار با Rotary Encoder و پرژوه کنترل Step Motor

داستان : یادمه بچگیام رفته بودیم مشهد، خانوادگی، بعد رفتیم یه ساختمونی خونه اجاره کردیم و 1 هفته ای مشهد بودیم، به محض این که وارد اون ساختمونه شدیم من دیدیم تلویزون داره ^_^، تلوزیونش هم وسط سالن(وسط طبقه همکف) بود و طوری نبود که بشه ازش استفاده کرد ولی خب یه چند تایی مبل اون جا بودش..بگذریم،  اون زمان هم جومونگ نشون میداد و من بیکار هم میشستم نگاه میکردم، خیلی خوشم میومد ازش، حدود نیم سایت بعدش جومونگ شروع میشد و منم عین بچه پرروها رفتم نشستم و تلویزون رو روشن کردم و نشتم تا آخرش دیدیم، اون موقع کسی نمیومد پیش من جومونگ نگاه کنه(ملت خجالت میکشیدن، حق هم دارن بدبختا، هیجی یه چند روزی گزشت و کم کم تعداد افرادی که میومدن کنار من فیلم میدیدن زیاد شد تا جایی که دیگه کل اون قسمت پر بود جا نبود کس دیگه ای بیاد ^_^، یعنی بدبختا منتظر یکی مثل من بودنا، من فرشته نجاتشون بودم^_^، میشستیم جومونگ نگاه میکریم و کل اون ساختمون رو هم اشغال کرده بودیم^_^؛ نه این که تلویزون تطبقه هم کف یا همون طبقه 1 بود، و قسمتی مربوط به مدیر ساختمون هم اونجا بود، و وقتی کسی میومد اتاق اجاره کنه میدیم مل نشستن دارن تلوزیون نگاه میکنن دسته جمعی، جالب بود، یادش بخیر اون زمان، ایشاالله قسمت بشه بریم مشهد، بریم سوریه زیادرت کنیم، من چقدر خسیسم^_^ آخه آدم تو دعا کردن هم باید خسیس باشه، ما که تو دعا کردن خسیسیم چطور توقع داریم از خدا که بخشنده باشه و خسیس نباشه^_^؛ خودمو دارم میگم، خب دعا رو تصحیح میکنم : ایشاالله قسمت همه بشه برن مشهد، دمشق، کربلا، نجف، بقیع…..شما هم دعا کنید…خب دیگه همین داستان بسه برا این مطلب)

روتاری انکودر چیست

برای این امر میتونید لینک های زیر رو ببینید که خوب توضیح دادن و منم جرات نکردم بخوام خودم توضیح بدم(البته یه کوچولو بعدا توضیح میدم)

1. Feedback Sensors
2. Rotary encoder
3. An Introduction to Encoders
4. Quadrature Encoder
5. Encoder Guide

انواع روتاری انکودر

1. افزایشی
2. مطلق

قیمت روتاری انکودر

والا قیمت دستم نیستش چون تا حالا خرید نکردم ولی یکی از دوستان خریده بود، روتاری انکودر مطلق، 100 پالس در هر دور، ساخت کره(بالا یا پایینش رو دقیقا نمیدونم ) قیمتی حدود 150 هزار تومن گفت خریده مثل این که.(حالا یا بهش انداختن   یا واقعا قیمتش همینه)

کاربرد روتاری انکودر

خب مثلا فرض کنید شما میخواید یه موتوری حدود 90 درجه بچرخه…حالا با دقت 1± درجه، حالا مثلا با استپ موتور میخوای کار کنی که دقت کار بهتر بشه حالا باید چیکار کنی؟ یه راه اینه که بیای با خطا و اشتباه ببیند که برا چرخش 90 درجه باید چند ثانیه پالس بدی به استپ موتور که باز معلوم نیست موتور چقدر میچرخه و نمیدونی الان تو چه وضعیتی هستش.(گفتم دانستن وضعیت موتور شاید یاد سرو موتور بیوفتید، باید خدمتتون عرض کنم که سرو موتور 360 درجه نمیتونه دور خودش بچرخه ولی استپ موتور میتونه و لذا شاید نتونیم از سرو موتور استفاده کنیم.) ولی یه راه هستش که بیای از سنسور فیدبک استفاده کنی(همون روتاری انکودر منظورم هستش که یه جورایی فیدبک محسوب میشه، البته سایت ویکی بوک چون این اسم رو انتساب داد منم انتساب دادم :-D) و بیای ببینی که موتور هر موقع به 90 درجه رسید دستور توقع موتور رو میدی، حالا چطور میفهمی موتور به زاویه 90 درجه رسیده؟ بله به کمک روتاری انکودر، روتاری انکودر در پالس های مختلفی موجود هستش که هر چی پالس های ارسالیش بیشتر باشه دقتش هم بیشتر میشه و دقت کار ما هم همین طور، ما میایم شافت موتور رو به رو روتاری انکودر میدیم.

نحوه کار روتاری انکودر

خب فیلم زیر رو هم میتونید ببنید که تو کانال آپاراتم براتون آپلود کردم، خداییش کلیپ خوبی هستش (هر چند که زبونش انگلیسی هستش ولی واضح هستش و تصویر گویای داستان هستش)

https://www.aparat.com/v/AZLU8

پایه های روتاری انکودر

خب این قطعه غیر از 2 پایه تغذیه(GND و VCC) یه 6 تا پایه دیگه هم داره، 3 تا پایه به نام های A و B و Z (و 3 تا پایه دیگه ‘A و ‘B و ‘Z هستند، معکوس سه پایه A , B ,Z هستن که خروجی منطقیشون بار عکس هستش، مثلا یه جا Z برابر 1 میشه، ‘Z برابر 0 میشه و …)
خب Z وقتی 1 میشه که موتور یه دور کامل بزنه(البته به شرطی که در حالت اولیه باشه) و AوB هم به توجه به مشخصات روتاری انکودر تغییر میکنن، مثلا بر روی! روتاری انکودر نوشته 360 پالس برای هر دور، خب حالا اگه موتور 1 درجه بچرخه، روتاری انکودر هم یه درجه میچرخه(شافت موتور داخل روتاری انکودر هستش) و AوB هم یه سری پالس به صورت زیر میدن بیرون
تا جایی که من فهمیدم اگه تمام پالس های زیر رو یه بار دریافت کنید انکار 1 پالس دریافت کردید و انگار موتور 1 درجه چرخیده(البته اگه تعداد پالس های روتاری انکودر برای هر دور کامل 360 تا باشه) و لذا برای این که بفهممی موتور چند درجه چرخیده میای این دو پایه رو به وقفه خارجی وصل میکنی و تغییراتشون رو محاسبه میکنی، وقفه های خارجی رو باید بزارید بر روی “به ازای هر تغییری” و اگه جداول زیر رو ببینید در هر سط فقط یکی از موارد A و یا B تغییر میکنه و میتونید تو توابع وقفه مربوطه(پایه های A,B رو به INT0 و INT1 وصل میکنید و هر بار تغییری رخ داد و وقفه مربوط به اینا رخ داد میاید یه شمارنده رو افزایش میدید، حالا برای این که بفهمید موتور یه دور کامل زده یا نه باید 4 برابر عدد 360 رو در نظر بگیرید، چون من گفتم به ازای هر 4 تغییر زیر ما 1 پالس دریافت کردیم/هر 4 تغییر زیر میشه 1 پالس و پون ما در هر بار یه شمارنده رو مقدارش رو 1 واحد زیاد کردیم، و لذا…. کد زیر رو ببینید و خودتون رو راحت کنید)

این مثال با پایه های A,B که …

اینم با پایه Z که هر بار یک بش یعنی موتور یه دور کامل زده، از طریق تابع وقفه موجه تغییر این پایه میشیم :

پروژه کنترل استپ موتور با روتاری انکودر

در این پروژه از درایور A4988 برای استپ موتور استفاده کردم، که اگه کسی خواست بگه تا نحوه کارش رو توضیح بدم، تقریبا چیز خاصی نداره، و میایم به کمک روتاری انکودر کاری میکنیم که موتور یه دور کامل بزنه و در این پروژه یه بار از Z استفاه کردم و یه بار از A,B که میشه 2 تا پروژه.(کد و شماتیکش رو هم نمیزارم چون حال ندارم برید فایل زیر رو دانلود کنید. )
البته اینم بگم که تا جایی که میدونم این درایور برا استپ موتور های 2 فاز به کار میره.

دانلود پروژه کنترل استپ موتور با روتاری انکودر

فیلم پروژه :

برای درایور A4988 هم میتونید لینک های زیر رو ببینید که توضیحات خوبی دادن :

1. A4988 Single Stepper Test
2. Big Easy Driver Hookup Guide
3. Drive a Stepper Motor with an Arduino and a A4988
4. Use The EasyDriver Stepper Motor Driver + Arduino
5. How To Control a Stepper Motor with A4988 Driver
6. A4988 Stepper Motor Driver Carrier

توضیح پایه های درایور استپ موتور A4988

ENABLE : اگه 0 ولت بدی به این پایه ماژول فعال میشه و موتور آماده حرکت و اگه 1 بدی ماژول غیر فعال شده و موتور دیگه جریان نمیکشه و غیر فعال میشه
VMOT و GND : تغزیه استپ موتور – بین 8-35 ولت و جریان ماکزمم این ماژول هم فک کنم 3 آمپر باشه(فک کنم باید دیتاشیتش رو نگاه کنید باز خودتون)
2A-2B-1A-1B : استپ موتور به این پایه ها وصل میشه، نحوه اتصال در لینک های بالا اومده.
VDD-GND : تغزینه ماژول (5 ولت)
توجه : تا جایی که میدونم باید تموم GND های مدار به هم وصل باشه(حالا شما تو حالت عادی تست کنید و اگه جواب نداد GND ها رو مشترک کنید یعنی به هم وصل کنید)
DIR : تعیین جهت چرخش موتور هستش، اگه 0 بدی در چهت عقربه و اگه 1 بدی در خلاف جهت عقربه ساعت استپ موتور میچرخه.
RESET , SLEEP : معلومه کارشون(نمیخواد کارشون داشته باشید)
STEP : یه موچ PWM میدید به این پایه ها و موتور رو کنترل میکنید.(پروژه ای که براتون گزاشتم رو ببینید متوجه میشید کاملا)
MS1 – MS2 – MS3 : با این 3 تا پایه میتونید تعداد گام های استپ موتور رو تعیین کنید.(تو جدول زیر ستون آخر رو من متوجه نشدم، اگه کسی میدونه به ما هم لطفا بگه)

خب چیز دیگه ای فک نکنم که مونده باشه که نگفته باشم، چیزایی که بلد بودیم رو گفتیم، دیشب یه پروژه ای رو با این قطعه انجام دادیم گفتیم آموزش کار با قطعش رو هم بزاریم تو سایت شاید بدرد کسی خورد، اگه مفید بود که برا سلامتی امام خامنه ای(مد ظله العالی) دعا کنید و اگه هم که نبود که شرمنده.(راستی شما هم اگه تجربه ای دارید بگید تا دیگران هم استفاده کنن)
فعلا یا علی