มอเตอร์ สเต็ปมอเตอร์ เซอร์โว - ตอนที่ 7 : การใช้โมดูลขับมอเตอร์ A4988
5 ปีที่ผ่านมา
Publish : 16 October 2020
หัวข้อในบทความนี้
- ทำความรู้จักกับไอซี A4988
- โมดูลขับมอเตอร์ A4988
- การต่อแหล่งจ่ายไฟ
- การตั้งค่า Step Mode
- Control Input
- Control Output
- การปรับ Current limiting
- การใช้งานกับ Arduino
- การใช้งานโดยไม่ใช้ Library
- การใช้งานร่วมกับ Library
- การต่ออุปกรณ์
- การใช้งานใน Step Mode อื่น ๆ
จากบทความ 6 ตอนที่ผ่านมานั้นจะเป็นเนื้อหาภาคบรรยายพรรณนาโม้ซ้ำวนไปมาเรื่อย มาถึงตอนที่ 7 เรามาดูกึ่ง ๆ Tutorial กันดีกว่าครับ สามารถนำบทความไปใช้กับสินค้าของร้านเราได้ เพื่อนำไปใช้งานจริงกัน โดยเราจะเริ่มกันจากการใช้โมดูขับมอเตอร์ A4988 กันนั่นเอง
ทำความรู้จักกับไอซี A4988
ไอซี A4988 เป็นไอซี DMOS Microstepping Driver with Translator ของบริษัท Allegro MicroSystem ซึ่งคุณสมบัติของไอซีตัวนี้สามารถรองรับสัญญาณได้ทั้ง 3.3 และ 5 โวลต์ มีวงจรป้องกันต่าง ๆ เช่น ตัดการทำงานเมื่ออุณหภูมิสูงเกิน ป้องกันการ Short-to-Ground ป้องกันการ Short-Load อีกทั้งยังสามารถรองรับการทำงานใน Step Mode ได้อย่างครบถ้วนทั้ง 1/1(Full Step), 1/2(Half Step), 1/4, 1/8, 1/16 ถือว่าเป็นไอซีที่ครบจบในตัวเดียวก็ว่าได้เลย วงจรภายในแสดงดังรูปด้านล่างนี้
ซึ่งสมบัติที่ไอซีตัวนี้สามารถทำได้มีดังนี้
ในการใช้งานนั้นเราต้องต่อวงจรอีกเล็กน้อยตามที่แสดงใน Datasheet
โมดูลขับมอเตอร์ A4988
จากที่กล่าวมาในบทนำนั้น ความจริงแล้วไอซี A4988 ถูกผลิตมาแบบเดียวคือในรูปแบบตัวถัง QFN 28 Contact ตามที่แสดงไว้รูปแรกสุดของบทความ ฉะนั้นเราจึงไม่สามารถนำไอซีมาเสียบลงบน Protoboard ได้ การที่เราจะมาบัดกรีแปลงขาก็คงไม่สะดวก เนื่องจากตัวถังมีขนาดเพียง 5x5 mm. ฉะนั้นการใช้งานที่สะดวกที่สุดคือการใช้เงินแก้ปัญหาด้วยการซื้อโมดูล A4988 Stepper Motor Driver Module มาใช้งานซะเลย
ซึ่งโมดูลนี้ก็จะมีการจัดวงจรและมีขามาให้เสร็จเรียบร้อย สามารถเสียบลงบน Protoboard หรือ Shield ต่าง ๆ ได้
การต่อแหล่งจ่ายไฟ
ในการใช้งานโมดูล A4988 นั้นจะต้องมีการจ่ายไฟ 2 ชุด ชุดแรกเป็นไฟแรงต่ำ ต่อเข้ายัง VCC และ GND (ที่มุมล่างขวา) เป็นไฟที่ใช้สำหรับเลี้ยงไอซีและวงจร ชุดนี้จะใช้ไฟ 3 - 5 โวลต์ ส่วนชุดที่สองเป็นไฟสำหรับขับมอเตอร์ เป็นชุดไฟแรงสูงตามแรงดันของมอเตอร์ที่เราใช้งาน หากเราใช้มอเตอร์ 24 โวลต์ก็ต่อไฟ 24 โวลต์เข้าไปที่ไฟชุดนี้ (ที่มุมบนขวา)
การตั้งค่า Step Mode
A4988 นั้นสามารถตั้งค่า Step Mode ได้หลายแบบ โมดูล A4988 ก็ทำมาให้เราสามารถตั้งค่าได้โดยการใช้ขา M1, M2 และ M3 โดยการต่อขาต่าง ๆ เข้ากับแรงดันลอจิกต่าง ๆ ดังนี้
Control Input
การควบคุมโมดูล A4988 นั้นจะทำผ่านขาควบคุมจำนวนสองขา คือ STEP และ DIR ทั้งสองขานี้ต้องต่อใช้งานตลอด ห้ามปล่อยให้อยู่ในสถานะ Floating เด็ดขาด
STEP เป็นขาที่รับ Pulse จากไมโครคอนโทลเลอร์ เมื่อไม่โครคอนโทรลเลอร์ส่ง HIGH มา 1 ลูก มอเตอร์ก็จะขยับ 1 สเต็ปตามความละเอียดที่ตั้งไว้ และการส่ง Pulse เข้ามาช้าเร็วก็จะทำให้มอเตอร์หมุนข้าเร็วตามไปด้วย
DIR เป็นขาที่ใช้ควบคุมทิศทางการหมุนของมอเตอร์ เมื่อขานี้ได้สัญญาณ HIGH มอเตอร์จะหมุนตามเข็มนาฬิกา และเมื่อขานี้ได้รับสัญญาณ LOW มอเตอร์จะหมุนทวนเข็มนาฬิกา
นอกจากการควบคุมหลักสองขาที่กล่าวแล้ว ยังมีขาที่ใช้ควบคุมเกี่ยวกับการจัดการพลังงานดังนี้
ENABLE เป็นขาที่เปิดหรือปิดการใช้งานไอซี A4988 เป็นขา Active LOW เมื่อเราจ่ายสถานะ LOW ให้กับขานี้ ไอซีจะทำงานและขับมอเตอร์ได้ เมื่อขานี้ได้สถานะ HIGH ก็จะปลดการทำงานของไอซี ทำให้การทำงานทั้งหมดถูกปิดลงไป
RESET เป็นขารีเซ็ตการทำงานของไอซี ทำงานแบบ Active LOW เมื่อเราจ่าย LOW เข้าไป ก็จะไม่สนใจการทำงานทุกอย่าง เข้าสู่การรีเซ็ต จนกว่าจะมีการจ่ายสัญญาณ HIGH เข้าไปจึงจะมีการเริ่มการทำงานใหม่อีกครั้ง
SLEEP ทำงานแบบ Active LOW เมื่อใส่สัญญาณ LOW เข้าไปก็จะเข้าสู่โหมด Sleep ใช้ในกรณีที่เราไม่ได้ใช้งานมอเตอร์ วงจรไม่มีการทำงานขับมอเตอร์ใด ๆ ก็สามารถสั่งให้เข้าสู่โหมด Sleep ได้เพื่อประหยัดพลังงานของไฟเลี้ยง
*** เราสามารถต่อ SLEEP เข้ากับ RESET ได้ เพื่อให้ RESET มีสถานะเป็น HIGH ตลอดเวลา เพื่อให้วงจรทำงานอยู่ตลอด ***
Control Output
ขา Output ก็คือขาที่ใช้ควบคุมมอเตอร์นั่นเอง ซึ่งจะมีสองชุดคือ 1A, 1B สำหรับควบคุมคอยล์ที่หนึ่ง และ 2A, 2B สำหรับควบคุมอีกคอยล์หนึ่ง ก็ใช้ไปต่อเข้ากับมอเตอร์ของเรานั่นเอง ซึ่งการขับมอเตอร์ที่ขา Output นี้สามารถใช้กระแสได้สูงสุดถึง 2A และแรงดันสูงสุด 35V
*** ควรแปะ Heat Sink ที่แถมกับโมดูลไว้บนตัวไอซีเพื่อระบายความร้อน เนื่องจากการทำงานที่กระแสสูงตัวไอซีจะร้อนมาก หากมีความร้อนมากไปอาจทำให้วงจรป้องกันและทุกอย่างหยุดทำงาน หรือไอซีไหม้เกิดความเสียหายได้ ***
*** แม้สเป็คของไอซีจะสามารถทำได้ถึง 37V แต่อุปกรณ์ตัวเก็บประจุที่ใช้ในโมดูลจะทนได้แค่ 35V การใช้แรงดันเกินจากนี้อาจทำให้โมดูลเสียหาย ***
หัวข้อในบทความนี้
- ทำความรู้จักกับไอซี A4988
- โมดูลขับมอเตอร์ A4988
- การต่อแหล่งจ่ายไฟ
- การตั้งค่า Step Mode
- Control Input
- Control Output
- การปรับ Current limiting
- การใช้งานกับ Arduino
- การใช้งานโดยไม่ใช้ Library
- การใช้งานร่วมกับ Library
- การต่ออุปกรณ์
- การใช้งานใน Step Mode อื่น ๆ
จากบทความ 6 ตอนที่ผ่านมานั้นจะเป็นเนื้อหาภาคบรรยายพรรณนาโม้ซ้ำวนไปมาเรื่อย มาถึงตอนที่ 7 เรามาดูกึ่ง ๆ Tutorial กันดีกว่าครับ สามารถนำบทความไปใช้กับสินค้าของร้านเราได้ เพื่อนำไปใช้งานจริงกัน โดยเราจะเริ่มกันจากการใช้โมดูขับมอเตอร์ A4988 กันนั่นเอง
ทำความรู้จักกับไอซี A4988
ซึ่งสมบัติที่ไอซีตัวนี้สามารถทำได้มีดังนี้
| คุณสมบัติ | Rating | หน่วย |
| แรงดันโหลด | สูงสุด 35 | V |
| กระแสโหลด | ±2 | A |
| แรงดันลอจิก | -0.3 ถึง 5.5 | V |
| ไฟเลี้ยงไอซี | -0.3 ถึง 5.5 | V |
| แรงดันขาออกสำหรับมอเตอร์ | -0.2 ถึง 37 | V |
| Sense Voltage | -0.5 ถึง 0.5 | V |
| Reference Voltage | 5.5 | V |
| อุณหภูมิในการทำงาน | -20 ถึง 85 | ºC |
ในการใช้งานนั้นเราต้องต่อวงจรอีกเล็กน้อยตามที่แสดงใน Datasheet
โมดูลขับมอเตอร์ A4988
จากที่กล่าวมาในบทนำนั้น ความจริงแล้วไอซี A4988 ถูกผลิตมาแบบเดียวคือในรูปแบบตัวถัง QFN 28 Contact ตามที่แสดงไว้รูปแรกสุดของบทความ ฉะนั้นเราจึงไม่สามารถนำไอซีมาเสียบลงบน Protoboard ได้ การที่เราจะมาบัดกรีแปลงขาก็คงไม่สะดวก เนื่องจากตัวถังมีขนาดเพียง 5x5 mm. ฉะนั้นการใช้งานที่สะดวกที่สุดคือการใช้เงินแก้ปัญหาด้วยการซื้อโมดูล A4988 Stepper Motor Driver Module มาใช้งานซะเลย
ซึ่งโมดูลนี้ก็จะมีการจัดวงจรและมีขามาให้เสร็จเรียบร้อย สามารถเสียบลงบน Protoboard หรือ Shield ต่าง ๆ ได้
ในการใช้งานโมดูล A4988 นั้นจะต้องมีการจ่ายไฟ 2 ชุด ชุดแรกเป็นไฟแรงต่ำ ต่อเข้ายัง VCC และ GND (ที่มุมล่างขวา) เป็นไฟที่ใช้สำหรับเลี้ยงไอซีและวงจร ชุดนี้จะใช้ไฟ 3 - 5 โวลต์ ส่วนชุดที่สองเป็นไฟสำหรับขับมอเตอร์ เป็นชุดไฟแรงสูงตามแรงดันของมอเตอร์ที่เราใช้งาน หากเราใช้มอเตอร์ 24 โวลต์ก็ต่อไฟ 24 โวลต์เข้าไปที่ไฟชุดนี้ (ที่มุมบนขวา)
การตั้งค่า Step Mode
A4988 นั้นสามารถตั้งค่า Step Mode ได้หลายแบบ โมดูล A4988 ก็ทำมาให้เราสามารถตั้งค่าได้โดยการใช้ขา M1, M2 และ M3 โดยการต่อขาต่าง ๆ เข้ากับแรงดันลอจิกต่าง ๆ ดังนี้
| MS1 | MS2 | MS3 | Resolution |
| LOW | LOW | LOW | 1/1 (Full) |
| HIGH | LOW | LOW | 1/2 (Half) |
| LOW | HIGH | LOW | 1/4 (Quarter) |
| HIGH | HIGH | LOW | 1/8 (Eighth ) |
| HIGH | HIGH | HIGH | 1/16 (Sixteenth ) |
Control Input
การควบคุมโมดูล A4988 นั้นจะทำผ่านขาควบคุมจำนวนสองขา คือ STEP และ DIR ทั้งสองขานี้ต้องต่อใช้งานตลอด ห้ามปล่อยให้อยู่ในสถานะ Floating เด็ดขาด
STEP เป็นขาที่รับ Pulse จากไมโครคอนโทลเลอร์ เมื่อไม่โครคอนโทรลเลอร์ส่ง HIGH มา 1 ลูก มอเตอร์ก็จะขยับ 1 สเต็ปตามความละเอียดที่ตั้งไว้ และการส่ง Pulse เข้ามาช้าเร็วก็จะทำให้มอเตอร์หมุนข้าเร็วตามไปด้วย
DIR เป็นขาที่ใช้ควบคุมทิศทางการหมุนของมอเตอร์ เมื่อขานี้ได้สัญญาณ HIGH มอเตอร์จะหมุนตามเข็มนาฬิกา และเมื่อขานี้ได้รับสัญญาณ LOW มอเตอร์จะหมุนทวนเข็มนาฬิกา
นอกจากการควบคุมหลักสองขาที่กล่าวแล้ว ยังมีขาที่ใช้ควบคุมเกี่ยวกับการจัดการพลังงานดังนี้
ENABLE เป็นขาที่เปิดหรือปิดการใช้งานไอซี A4988 เป็นขา Active LOW เมื่อเราจ่ายสถานะ LOW ให้กับขานี้ ไอซีจะทำงานและขับมอเตอร์ได้ เมื่อขานี้ได้สถานะ HIGH ก็จะปลดการทำงานของไอซี ทำให้การทำงานทั้งหมดถูกปิดลงไป
RESET เป็นขารีเซ็ตการทำงานของไอซี ทำงานแบบ Active LOW เมื่อเราจ่าย LOW เข้าไป ก็จะไม่สนใจการทำงานทุกอย่าง เข้าสู่การรีเซ็ต จนกว่าจะมีการจ่ายสัญญาณ HIGH เข้าไปจึงจะมีการเริ่มการทำงานใหม่อีกครั้ง
SLEEP ทำงานแบบ Active LOW เมื่อใส่สัญญาณ LOW เข้าไปก็จะเข้าสู่โหมด Sleep ใช้ในกรณีที่เราไม่ได้ใช้งานมอเตอร์ วงจรไม่มีการทำงานขับมอเตอร์ใด ๆ ก็สามารถสั่งให้เข้าสู่โหมด Sleep ได้เพื่อประหยัดพลังงานของไฟเลี้ยง
*** เราสามารถต่อ SLEEP เข้ากับ RESET ได้ เพื่อให้ RESET มีสถานะเป็น HIGH ตลอดเวลา เพื่อให้วงจรทำงานอยู่ตลอด ***
Control Output
ขา Output ก็คือขาที่ใช้ควบคุมมอเตอร์นั่นเอง ซึ่งจะมีสองชุดคือ 1A, 1B สำหรับควบคุมคอยล์ที่หนึ่ง และ 2A, 2B สำหรับควบคุมอีกคอยล์หนึ่ง ก็ใช้ไปต่อเข้ากับมอเตอร์ของเรานั่นเอง ซึ่งการขับมอเตอร์ที่ขา Output นี้สามารถใช้กระแสได้สูงสุดถึง 2A และแรงดันสูงสุด 35V
*** ควรแปะ Heat Sink ที่แถมกับโมดูลไว้บนตัวไอซีเพื่อระบายความร้อน เนื่องจากการทำงานที่กระแสสูงตัวไอซีจะร้อนมาก หากมีความร้อนมากไปอาจทำให้วงจรป้องกันและทุกอย่างหยุดทำงาน หรือไอซีไหม้เกิดความเสียหายได้ ***
*** แม้สเป็คของไอซีจะสามารถทำได้ถึง 37V แต่อุปกรณ์ตัวเก็บประจุที่ใช้ในโมดูลจะทนได้แค่ 35V การใช้แรงดันเกินจากนี้อาจทำให้โมดูลเสียหาย ***
การปรับ Current limiting
ก่อนที่จะเริ่มใช้งานกับมอเตอร์นั้นเราจะต้องกำหนดกระแสก่อน เพื่อป้องกันไม่ให้กระแสไฟฟ้าไหลเข้าขดลวดของมอเตอร์มากเกินไปซึ่งจะส่งผลให้มอเตอร์เกิดความเสียหาย โดยการปรับกระแสนี้จะทำการปรับตัวต้านทานปรับค่าได้แบบ Trimmer บนตัวโมดูล (ตัวเล็ก ๆ นิดเดียว) โดยมึ 2 วิธี วิธีแรก(ผู้เขียนว่าแบบนี้การต่อวงจรเพื่อปรับค่าง่ายกว่า)มีดังนี้
(1) หา Datasheet ของมอเตอร์ที่เราจะใช้ มองหา Rated Current ตัวอย่างใช้มอเตอร์ NEMA17 ตัวที่ผู้เขียนมีอยู่คือ 1.2A (แม้มอเตอร์จะเรียกชื่อเหมือนกัน แต่ผู้ผลิตแต่ละรายอาจต่างกันนะครับ ยังไงถามกูเกิลเพื่อความชัวร์ อย่าง NEMA17 นี่บางสเป็ค 1A บางสเป็ค 1.2A ส่วนสเป็ค Schneider นั้นได้ถึง 1.5A)
(2) คำนวณเลขกันก่อนจากสูตร
ในที่นี้ Current Limit เราคือ 1.2A คำนวณ Vref ได้ 0.48
(3) ตั้งโมดูลให้เป็น Full Step Mode แล้วทำการจ่ายไฟ ต่อมอเตอร์เข้าไป วัดค่า Vref โดยนำโวลต์มิเตอร์จิ้มที่ตัว Trimmer เทียบกราวด์ ค่อย ๆ หมุนปรับจนได้ค่าตามที่คำนวณไว้
วิธีที่สอง เราจะทำการวัดโดยต่อแอมป์มิเตอร์คั่นโมดูลกับมอเตอร์ อล้วทำการปรับค่าให้ได้ Rated Current ตามต้องการ วิธีจะคล้าย ๆ แบบแรก ตั้ง Full Step Mode เหมือนกัน เปลี่ยนแค่จุดวัด และเปลี่ยนจากวัดแรงดันเป็นวัดกระแสแทน
ทั้งหมดนี้ก็เป็นเพียงให้รู้ไว้นะครับ เผื่อมีเหตุที่ต้องคำนวณ ซึ่งหากไปดูโปรเจคมา ผู้ที่นำมาเผยแพร่มักบอกไว้เลยว่าต้องปรับเป็นเท่าไร ถึงกระนั้นเราก็ต้องมานั่งวัดอยู่ดี และทุกครั้งที่มีการเปลี่ยนแรงดันลอจิก เช่น เคยใช้ Arduino ลอจิก 5V เปลี่ยนเป็น NodeMCU ลอจิก 3.3V ก็ต้องมานั้งปรับตรงนี้ใหม่ด้วยนะครับ
การใช้งานกับ Arduino
การใช้งาน A4988 กับ Arduino นั้นก็เขียนโปรแกรมง่ายมาก ซึ่งสามารถทำได้ทั้งการเขียนโปรแกรมขึ้นมา และการใช้งาน Library ก็สามารถทำได้ ซึ่งจะขออธิบายการเขียนโปรแกรมทั้งสองแบบก่อนแล้วค่อยอธิบายการต่ออุปกรณ์นะครับ เพราะการต่ออุปกรณ์ในการใช้งานทั้งสองวิธีก็เหมือนกันเลย เราไปดูการเขียนโปรแกรมกันก่อนเลย
การใช้งานโดยไม่ใช้ Library
วิธีนี้เราไม่ต้องอาศัย Library ใด ๆ เลย เพราะเรารู้แล้วว่าการควบคุมนั้นก็คือ Direction Pin เป็น HIGH มอเตอร์จะหมุนตามเข็มนาฬิกา ถ้าเป็น LOW ก็จะหมุนทวนเข็มนาฬิกา และการใส่ Pulse เข้าไป 1 ลูกก็จะทำให้มอเตอร์หมุน 1 Step ความเร็วในการหมุนก็จะขึ้นอยู่กับความกว้างของ Pulse การเขียนโปรแกรมก็ทำง่าย ๆ เลย ได้ดังนี้
การใช้งานร่วมกับ Library
วิธีนี้เราจะใช้ Stepper Library พื้นฐานที่มีอยู่แล้ว วิธีเขียนโปรแกรมก็เหมือนกับที่อธิบายไว้ในตอนที่ 2 เลยครับ แตกต่างเล็กน้อยตรงเราใช้โมดูลขับต้องกำหนด Motor Interface Type ไปดูตัวอย่างการเขียนโปรแกรมกันเลยครับ
การต่ออุปกรณ์
จากสองตัวอย่างที่ผ่านมาเราสามารถต่ออุปกรณ์ได้เหมือนกันเลยครับ (ที่จริงต้องต่อตั้งแต่แรกที่เราปรับ Current Limit กันแล้วหล่ะครับ) เริ่มจากไปเลี้ยงก็ใช้ 5V และ GND ดึงจาก Arduino ไปต่อกับ VCC และ GND และลากไฟ 12V ที่ใช้ขับมอเตอร์ 12V มาต่อกับ VMOTOR และ GND จากนั้น D2 ต่อกับ DIR อีกขาคือ D3 ต่อกับ STEP ที่เหลือก็ต่อกับมอเตอร์ 1A 1B ต่อกับ A+ A- และ 2A 2B ต่อกับ B+ B- ไปเลยครับ ส่วนสายไหนเป็นอะไรสามารถดูได้จาก Datasheet ของมอเตอร์ โดยทั่วไปสำหรับ NEMA17 คือ A+ (1A) สีน้ำเงิน, A- (2A) สีดำ, B+ (2A) สีเขียว, B- (2B) สีแดง อย่าลืมต่อ SLEEP กับ RESET เข้าด้วยกันนะครับ(ตอนทำรูปลืม T^T) เพียงเท่านี้เราก็สามารถใช้งานได้อย่างสมบูรณ์แล้วครับ
การใช้งานใน Step Mode อื่น ๆ
การใช้งานที่ Step Mode อื่น ๆ ก็สามารถทำได้เหมือนกับ Full Step เลยครับ เพียงแค่ Step/Rev ของเราจะเพิ่มขึ้น สมมติง่าย ๆ เป็นตัวอย่างนะครับ Full Step Mode เราขยับ 200 ครั้ง = 1 รอบ หากเราใช้ 1/4 Step การขยับ 1 ครั้งก็จะหมุนไปแค่ 1/4 ของ Full Step ฉะนั้นหากเราใช้ 1/4 Step Mode เราก็ต้องเปลี่ยน Step/Rev จาก 200 เป็น 800 เช่นนี้เป็นต้น ส่วนการต่ออุปกรณ์ต่าง ๆ ก็ทำเหมือนเดิม เพิ่มเติมตรงจั๊ม M1 M2 M3 ให้ตรงโหมดที่เราจะใช้เท่านั้นเองครับ
ตัวอย่างสุดท้ายของบทความนี้ เราจะนำโค้ดเดิมในการใช้งานโดยไม่ใช้ Library มาใช้งานใน 1/8 Step Mode ได้ดังนี้
การต่ออุปกรณ์ก็เหมือนเดิมเลยครับ เพียงแค่เพิ่มการจั๊ม M1=HIGH M2=HIGH M3=LOW เท่านั้นเอง (แต่การตั้งค่า Current Limit ต้องทำใน Full Step Mode นะครับ จั๊ม LOW LOW LOW ก่อน ตั้งค่าให้เรียบร้อย แล้วค่อยจั๊มเป็น 1/8 Step)
สำหรับบทความนี้ก็กลับมาเป็น Tutorial กึ่ง ๆ สอนการใช้งานอุปกรณ์กันนะครับ ขอย้ำอีกทีว่าสไตล์การเขียนของผู้เขียนเรื่องการใช้งานพวกนี้จะเน้นที่ง่าย ๆ สร้างความเข้าใจ ซึ่งผู้อ่านสามารถนำไปต่อยอดเพิ่มเติมได้ เช่นความเร็วมอเตอร์จะไปตามความต้านทานที่บิดปรับค่า ทำยังไง? หรือหมุนเป็นจำนวนรอบตามที่ใส่ค่าลงไปต้องทำยังไง เชื่อว่าทุกคนมีไอเดียในการทำหล่ะครับ ส่วนเรื่องผิดถูก อย่างฉันเขียน if นายเขียน select นายผิด เราเขียน 13 บรรทัด ตัวเขียน 5 บรรทัด เราผิด ตรงนี้ผู้เขียนคิดว่ามันไม่มีอะไรผิดถูก จะเขียนมากเขียนน้อย ใช้วิธีไหน ขอให้ได้ผลลัพธ์ที่ต้องการก็พอครับ จากเชียงใหม่ขับรถไปกรุงเทพ จะไปถึงลำปางแล้วเลี้ยวไปทางอุตรดิตถ์พิษณุโลก หรือจะลงตากกำแพงเพชร คนละทางแต่ก็ถึงจุดหมายเหมือนกัน โอเคครับว่าต่างวิธีมันทำให้โปรแกรมทำงานช้าเร็วต่างกัน ใช้แรมใช้การคำนวณต่างกัน แต่บางครั้งเราก็ไม่จำเป็นต้องซีเรียสขนาดนั้นครับ โดยเฉพาะมือใหม่ที่กำลังหัดเล่น ทำง่าย ๆ กาก ๆ แล้วสำเร็จ มันย่อมสนุก มีกำลังใจที่จะทำต่อ เดี๋ยววันหนึ่งประสบการณ์มันจะช่วยให้เราทำได้ดีขึ้นเอง ดีกว่าพยายามทำยาก ๆ แล้วไม่สำเร็จซักที มันบั่นทอนกำลังใจ สุดท้ายก็เบื่อไม่อยากทำต่อ ฝากไว้แค่นี้ครับ โม้มากไปล่ะ วันนี้สวัสดีครับ พบกันสัปดาห์หน้า
(1) หา Datasheet ของมอเตอร์ที่เราจะใช้ มองหา Rated Current ตัวอย่างใช้มอเตอร์ NEMA17 ตัวที่ผู้เขียนมีอยู่คือ 1.2A (แม้มอเตอร์จะเรียกชื่อเหมือนกัน แต่ผู้ผลิตแต่ละรายอาจต่างกันนะครับ ยังไงถามกูเกิลเพื่อความชัวร์ อย่าง NEMA17 นี่บางสเป็ค 1A บางสเป็ค 1.2A ส่วนสเป็ค Schneider นั้นได้ถึง 1.5A)
(2) คำนวณเลขกันก่อนจากสูตร
| Current Limit = Vref x 2.5 |
ในที่นี้ Current Limit เราคือ 1.2A คำนวณ Vref ได้ 0.48
(3) ตั้งโมดูลให้เป็น Full Step Mode แล้วทำการจ่ายไฟ ต่อมอเตอร์เข้าไป วัดค่า Vref โดยนำโวลต์มิเตอร์จิ้มที่ตัว Trimmer เทียบกราวด์ ค่อย ๆ หมุนปรับจนได้ค่าตามที่คำนวณไว้
วิธีที่สอง เราจะทำการวัดโดยต่อแอมป์มิเตอร์คั่นโมดูลกับมอเตอร์ อล้วทำการปรับค่าให้ได้ Rated Current ตามต้องการ วิธีจะคล้าย ๆ แบบแรก ตั้ง Full Step Mode เหมือนกัน เปลี่ยนแค่จุดวัด และเปลี่ยนจากวัดแรงดันเป็นวัดกระแสแทน
ทั้งหมดนี้ก็เป็นเพียงให้รู้ไว้นะครับ เผื่อมีเหตุที่ต้องคำนวณ ซึ่งหากไปดูโปรเจคมา ผู้ที่นำมาเผยแพร่มักบอกไว้เลยว่าต้องปรับเป็นเท่าไร ถึงกระนั้นเราก็ต้องมานั่งวัดอยู่ดี และทุกครั้งที่มีการเปลี่ยนแรงดันลอจิก เช่น เคยใช้ Arduino ลอจิก 5V เปลี่ยนเป็น NodeMCU ลอจิก 3.3V ก็ต้องมานั้งปรับตรงนี้ใหม่ด้วยนะครับ
การใช้งานกับ Arduino
การใช้งาน A4988 กับ Arduino นั้นก็เขียนโปรแกรมง่ายมาก ซึ่งสามารถทำได้ทั้งการเขียนโปรแกรมขึ้นมา และการใช้งาน Library ก็สามารถทำได้ ซึ่งจะขออธิบายการเขียนโปรแกรมทั้งสองแบบก่อนแล้วค่อยอธิบายการต่ออุปกรณ์นะครับ เพราะการต่ออุปกรณ์ในการใช้งานทั้งสองวิธีก็เหมือนกันเลย เราไปดูการเขียนโปรแกรมกันก่อนเลย
การใช้งานโดยไม่ใช้ Library
วิธีนี้เราไม่ต้องอาศัย Library ใด ๆ เลย เพราะเรารู้แล้วว่าการควบคุมนั้นก็คือ Direction Pin เป็น HIGH มอเตอร์จะหมุนตามเข็มนาฬิกา ถ้าเป็น LOW ก็จะหมุนทวนเข็มนาฬิกา และการใส่ Pulse เข้าไป 1 ลูกก็จะทำให้มอเตอร์หมุน 1 Step ความเร็วในการหมุนก็จะขึ้นอยู่กับความกว้างของ Pulse การเขียนโปรแกรมก็ทำง่าย ๆ เลย ได้ดังนี้
การใช้งานร่วมกับ Library
วิธีนี้เราจะใช้ Stepper Library พื้นฐานที่มีอยู่แล้ว วิธีเขียนโปรแกรมก็เหมือนกับที่อธิบายไว้ในตอนที่ 2 เลยครับ แตกต่างเล็กน้อยตรงเราใช้โมดูลขับต้องกำหนด Motor Interface Type ไปดูตัวอย่างการเขียนโปรแกรมกันเลยครับ
การต่ออุปกรณ์
จากสองตัวอย่างที่ผ่านมาเราสามารถต่ออุปกรณ์ได้เหมือนกันเลยครับ (ที่จริงต้องต่อตั้งแต่แรกที่เราปรับ Current Limit กันแล้วหล่ะครับ) เริ่มจากไปเลี้ยงก็ใช้ 5V และ GND ดึงจาก Arduino ไปต่อกับ VCC และ GND และลากไฟ 12V ที่ใช้ขับมอเตอร์ 12V มาต่อกับ VMOTOR และ GND จากนั้น D2 ต่อกับ DIR อีกขาคือ D3 ต่อกับ STEP ที่เหลือก็ต่อกับมอเตอร์ 1A 1B ต่อกับ A+ A- และ 2A 2B ต่อกับ B+ B- ไปเลยครับ ส่วนสายไหนเป็นอะไรสามารถดูได้จาก Datasheet ของมอเตอร์ โดยทั่วไปสำหรับ NEMA17 คือ A+ (1A) สีน้ำเงิน, A- (2A) สีดำ, B+ (2A) สีเขียว, B- (2B) สีแดง อย่าลืมต่อ SLEEP กับ RESET เข้าด้วยกันนะครับ(ตอนทำรูปลืม T^T) เพียงเท่านี้เราก็สามารถใช้งานได้อย่างสมบูรณ์แล้วครับ
การใช้งานใน Step Mode อื่น ๆ
การใช้งานที่ Step Mode อื่น ๆ ก็สามารถทำได้เหมือนกับ Full Step เลยครับ เพียงแค่ Step/Rev ของเราจะเพิ่มขึ้น สมมติง่าย ๆ เป็นตัวอย่างนะครับ Full Step Mode เราขยับ 200 ครั้ง = 1 รอบ หากเราใช้ 1/4 Step การขยับ 1 ครั้งก็จะหมุนไปแค่ 1/4 ของ Full Step ฉะนั้นหากเราใช้ 1/4 Step Mode เราก็ต้องเปลี่ยน Step/Rev จาก 200 เป็น 800 เช่นนี้เป็นต้น ส่วนการต่ออุปกรณ์ต่าง ๆ ก็ทำเหมือนเดิม เพิ่มเติมตรงจั๊ม M1 M2 M3 ให้ตรงโหมดที่เราจะใช้เท่านั้นเองครับ
ตัวอย่างสุดท้ายของบทความนี้ เราจะนำโค้ดเดิมในการใช้งานโดยไม่ใช้ Library มาใช้งานใน 1/8 Step Mode ได้ดังนี้
การต่ออุปกรณ์ก็เหมือนเดิมเลยครับ เพียงแค่เพิ่มการจั๊ม M1=HIGH M2=HIGH M3=LOW เท่านั้นเอง (แต่การตั้งค่า Current Limit ต้องทำใน Full Step Mode นะครับ จั๊ม LOW LOW LOW ก่อน ตั้งค่าให้เรียบร้อย แล้วค่อยจั๊มเป็น 1/8 Step)
สำหรับบทความนี้ก็กลับมาเป็น Tutorial กึ่ง ๆ สอนการใช้งานอุปกรณ์กันนะครับ ขอย้ำอีกทีว่าสไตล์การเขียนของผู้เขียนเรื่องการใช้งานพวกนี้จะเน้นที่ง่าย ๆ สร้างความเข้าใจ ซึ่งผู้อ่านสามารถนำไปต่อยอดเพิ่มเติมได้ เช่นความเร็วมอเตอร์จะไปตามความต้านทานที่บิดปรับค่า ทำยังไง? หรือหมุนเป็นจำนวนรอบตามที่ใส่ค่าลงไปต้องทำยังไง เชื่อว่าทุกคนมีไอเดียในการทำหล่ะครับ ส่วนเรื่องผิดถูก อย่างฉันเขียน if นายเขียน select นายผิด เราเขียน 13 บรรทัด ตัวเขียน 5 บรรทัด เราผิด ตรงนี้ผู้เขียนคิดว่ามันไม่มีอะไรผิดถูก จะเขียนมากเขียนน้อย ใช้วิธีไหน ขอให้ได้ผลลัพธ์ที่ต้องการก็พอครับ จากเชียงใหม่ขับรถไปกรุงเทพ จะไปถึงลำปางแล้วเลี้ยวไปทางอุตรดิตถ์พิษณุโลก หรือจะลงตากกำแพงเพชร คนละทางแต่ก็ถึงจุดหมายเหมือนกัน โอเคครับว่าต่างวิธีมันทำให้โปรแกรมทำงานช้าเร็วต่างกัน ใช้แรมใช้การคำนวณต่างกัน แต่บางครั้งเราก็ไม่จำเป็นต้องซีเรียสขนาดนั้นครับ โดยเฉพาะมือใหม่ที่กำลังหัดเล่น ทำง่าย ๆ กาก ๆ แล้วสำเร็จ มันย่อมสนุก มีกำลังใจที่จะทำต่อ เดี๋ยววันหนึ่งประสบการณ์มันจะช่วยให้เราทำได้ดีขึ้นเอง ดีกว่าพยายามทำยาก ๆ แล้วไม่สำเร็จซักที มันบั่นทอนกำลังใจ สุดท้ายก็เบื่อไม่อยากทำต่อ ฝากไว้แค่นี้ครับ โม้มากไปล่ะ วันนี้สวัสดีครับ พบกันสัปดาห์หน้า
| << มอเตอร์ สเต็ปมอเตอร์ เซอร์โว - ตอนที่ 6 : การใช้วงจร H-Bridge ขับมอเตอร์และสเต็ปมอเตอร์ | มอเตอร์ สเต็ปมอเตอร์ เซอร์โว - ตอนที่ 8 : การใช้โมดูลขับมอเตอร์ DRV8825 >> |
tutorial, motor, stepper, stepper motor, electronics, Basic, มอเตอร์, มอเตอร์ไฟฟ้า, มอเตอร์กระแสตรง, สเต็ปมอเตอร์, a4988, driver module
▲
▼
รายการสั่งซื้อของฉัน
รายการสั่งซื้อของฉัน
ข้อมูลร้านค้านี้
Fitrox Electronics
ไฟทร็อก อิเล็กทรอนิกส์ จำหน่ายอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ บอร์ดไมโครคอนโทรลเลอร์ และอุปกรณ์สำหรับโปรเจคต่างๆ อ.เมือง จ.เชียงใหม่ (หลัง มช.)
เบอร์โทร : 0897245633
อีเมล : fitrox.electronics@gmail.com
อีเมล : fitrox.electronics@gmail.com
ส่งข้อความติดต่อร้าน
เกี่ยวกับร้านค้านี้
ค้นหาสินค้าในร้านนี้
ค้นหาสินค้า
สินค้าที่ดูล่าสุด
บันทึกเป็นร้านโปรด
Join เป็นสมาชิกร้าน
แชร์หน้านี้
แชร์หน้านี้
↑
TOP เลื่อนขึ้นบนสุด
TOP เลื่อนขึ้นบนสุด
สินค้าในตะกร้า ({{total_num}} รายการ)
ขออภัย ขณะนี้ยังไม่มีสินค้าในตะกร้า
ราคาสินค้าทั้งหมด
฿ {{price_format(total_price)}}
- ฿ {{price_format(discount.price)}}
ราคาสินค้าทั้งหมด
{{total_quantity}} ชิ้น
฿ {{price_format(after_product_price)}}
ราคาไม่รวมค่าจัดส่ง
➜ เลือกซื้อสินค้าเพิ่ม