LazyRolls

Моторы

Прошивка LazyRolls поддерживает моторы разного типа. Помимо "классического" 28byj-48, шагового двигателя с редуктором, можно применять другие шаговые двигатели или двигатели постоянного тока.

28byj-48

Шаговый мотор со встроенным редуктором. За счёт высокого передаточного соотношения, около 64:1, обладает приличной, для своих размеров, силой. И, как следствие, относительно низкой скоростью, примерно один оборот в секунду в лучшем случае, с потерей мощности. Однако у этого мотора много достоинств. Он тихий в работе, компактный, дешёвый. Такие моторчики применяются в кондиционерах, поворачивают шторку, направляющую поток воздуха. Если его не перегружать и не прокручивать за вал, работает на шторах годами. Выпускается в двух вариантах, 5 и 12 вольт. Двенадцативольтовая версия особых преимуществ не имеет, да и менее распространена. Версия на 5 вольт легко переносит повышенное напряжение, до 9 или даже 12 вольт. Мотор с такой перегрузкой сильно греется, но при работе на штору, одну-две минуты с большой паузой, с ним ничего не происходит. Крутящий момент при этом вырастает до 1200 - 1400 грамм-силы/см. Это уже больше, чем удерживающий момент от трения в редукторе, штора может начать разматываться под собственным весом в состоянии покоя. В таком случае нужно использовать какой-либо ограничитель разматывания шторы ниже нужной длины. Как вариант - канцелярская скрепка, вставленная в нужное место рулона.

В качестве драйвера чаще всего применяется микросхема ULN2003A, мотор работает в униполярном режиме. Но можно применять и сдвоенный полномостовой драйвер, например, TB6612, для питания мотора в биполярном режиме. В этом случае напряжение питания мотора нужно удвоить, так как задействованы становятся обе половины обмоток одновременно. В целом, биполярный режим больших преимуществ, по сравнению с униполярным на повышенных напряжениях, не даёт. Подключение: GPIO4, 5, 12, 13.

Nema17 и подобные

Шаговые двигатели, применяемые в станках. Бывают разных размеров, помимо наиболее распространенного NEMA 17 (43 х 43 мм), бывают и других размеров, от NEMA 8 (20 х 20 мм) до NEMA 42 (102 х 102 мм). В каждом габарите также бывают модели разной длины. Применять для штор их можно только совместно с каким-либо редуктором. Существуют модели редукторов для 3D печати.

В качестве драйвера удобнее всего использовать модули от 3D принтеров. Самые распространенные A4988, DRV8825, TMC2208/09. Под эти модули можно купить плату с разъемами или использовать версию платы lazyrolls. Для более крупных моторов используются драйвера TB6600 и тому подобные. Драйверы шаговых двигателей могут использовать дробный шаг. Использование шага 1/16 или 1/32 может снизить уровень шума и вибраций. TMC2208/09 имеют внутреннюю интерполяцию до 1/256, благодаря чему двигатель с этим драйвером работает практически бесшумно.

Управляются все такие шаговые двигателями командами Step, Dir, Enable. Подключение Enable - GPIO4, Step - GPIO13, Dir - GPIO12.

Моторы постоянного тока

Прошивка lazyrolls с версии v0.14 позволяет использовать огромное разнообразие двигателей постоянного тока (dc motor). Это самые простые по своей сути моторы, всего с двумя контактами, для плюса и минуса. Существуют в самых разных габаритах и конструкциях. В том числе и с редукторами. Главный минус таких моторов, применительно к шторам, в том, что скорость вращения зависит от нагрузки и никак нельзя точно контролировать или отслеживать текущее положение, без дополнительных средств.

В самом простом случае можно ограничиться установкой двух концевиков, на оба края шторы. Если в настройках шторы выбрать такой тип мотора, "DC", то все положения и длина шторы будут означать время работы мотора в миллисекундах. Длину шторы нужно выставить в такое значение, за которое мотор точно успеет докрутить штору в самом тяжелом случае. А дальше всю работу делают концевики. Установка промежуточных положений шторы будет приблизительное.

Для более точного контроля за текущим положением, на некоторые модели моторов устанавливают энкодер. Обычно это небольшая платка с обратной от рабочей стороны вала. Бывают энкодеры с вращающимся диском с прорезями и оптопарами на плате или с вращающимся магнитом и датчиками холла. При выбранном в прошивке режиме "DC + Enc" всё работает также, как с шаговым мотором, только нельзя задать длительность шага, скорость мотора зависит только от напряжения питания привода и текущей нагрузки.

Скорость вращения мотора можно регулировать, если используемый драйвер мотора имеет вход PWM (ШИМ). В настройках можно выбрать тип двигателя "DC + PWM" или "DC + PWM + Enс" и изменять скорость вращения, выставляя коэффициент питания в процентах. Снижать скорость вращения имеет смысл для уменьшения шума мотора.

Для управления такими двигателями нужен полномостовой драйвер, например на микросхемах TB6612, MX1508, DRV8833, на достаточный для мотора ток и напряжение. Двухканальные драйверы можно параллелить, для увеличения допустимого тока.

ДрайверМакс. ток (пик), АМакс. напряжение, ВВход PWM
MX15081.35 (2.0)10
DRV88331.5 (2.0)10.8
TB66121.2 (3.2)15Да

Подключение: IN1 и IN2 драйвера к GPIO4 и GPIO5. Выходы с энкодера, при его наличии, к GPIO12 и GPIO13. Отдельный сигнал PWM выводится на GPIO15, он подключается к входу PWM драйвера, при желании.

Подключение мотора с энкодером, например, такого aliexpress.ru/item/32855540550.html.

Если во время теста двигателя оказываются перепутанными направление вращения двигателя и подсчет энкодера, нужно поменять местами IN1 и IN2 или Motor+ и Motor- или Enc A и Enc B.