మాట్లాబ్ మరియు ఆర్డునో ఉపయోగించి స్టెప్పర్ మోటారు నియంత్రణ

స్టెప్పర్ మోటార్లు బ్రష్ లేని DC మోటారు, ఇది వివిక్త దశల్లో తిరుగుతుంది మరియు అనేక ఖచ్చితమైన చలన నియంత్రణ అనువర్తనాలకు ఉత్తమ ఎంపిక. అలాగే, స్టెప్పర్ మోటార్లు పొజిషనింగ్, స్పీడ్ కంట్రోల్ మరియు తక్కువ వేగంతో అధిక టార్క్ అవసరమయ్యే అనువర్తనాలకు మంచివి.

మాట్లాబ్ యొక్క మునుపటి ట్యుటోరియల్లో, DC మోటారు, సర్వో మోటారు మరియు గృహోపకరణాలను నియంత్రించడానికి MATLAB ను ఎలా ఉపయోగించాలో మేము వివరించాము. MATALB మరియు Arduino ఉపయోగించి స్టెప్పర్ మోటారును ఎలా నియంత్రించాలో ఈ రోజు మనం నేర్చుకుంటాము. మీరు MATLAB కి కొత్తగా ఉంటే, MATLAB తో సాధారణ LED బ్లింక్ ప్రోగ్రామ్‌తో ప్రారంభించమని సిఫార్సు చేయబడింది.

స్టెప్పర్ మోటర్‌లో ఆపరేషన్ రీతులు

మీరు స్టెప్పర్ మోటర్ కోసం కోడింగ్ ప్రారంభించే ముందు మీరు స్టెప్పర్ మోటారు యొక్క పని లేదా తిరిగే భావనను అర్థం చేసుకోవాలి. స్టెప్పర్ మోడ్ యొక్క స్టేటర్ వేర్వేరు జత కాయిల్స్‌తో నిర్మించబడినందున, ప్రతి కాయిల్ జత అనేక విభిన్న పద్ధతులలో ఉత్తేజపరచబడుతుంది, దీని వలన మోడ్‌లను అనేక రీతుల్లో నడపవచ్చు. కిందివి విస్తృత వర్గీకరణలు

పూర్తి దశ మోడ్

పూర్తి దశ ఉత్తేజిత మోడ్‌లో మనం కనీస సంఖ్యలో మలుపులు (దశలు) తో పూర్తి 360 ° భ్రమణాన్ని సాధించవచ్చు. కానీ ఇది తక్కువ జడత్వానికి దారితీస్తుంది మరియు భ్రమణం సున్నితంగా ఉండదు. పూర్తి దశ ఉత్తేజితంలో మరో రెండు వర్గీకరణలు ఉన్నాయి, అవి ఒక దశ-వేవ్ స్టెప్పింగ్ మరియు రెండు దశ-ఆన్ మోడ్.

1. ఒక ఫేజ్-ఆన్ స్టెప్పింగ్ లేదా వేవ్ స్టెప్పింగ్: ఈ మోడ్‌లో మోటారు యొక్క ఒక టెర్మినల్ (ఫేజ్) మాత్రమే ఏ సమయంలోనైనా శక్తివంతం అవుతుంది. ఇది తక్కువ సంఖ్యలో దశలను కలిగి ఉంది మరియు అందువల్ల పూర్తి 360 ° భ్రమణాన్ని సాధించగలదు. దశల సంఖ్య తక్కువగా ఉన్నందున ఈ పద్ధతి వినియోగించే కరెంట్ కూడా చాలా తక్కువ. కింది పట్టిక 4 దశల స్టెప్పర్ మోటారు కోసం వేవ్ స్టెప్పింగ్ క్రమాన్ని చూపిస్తుంది

దశ	దశ 1 (నీలం)	దశ 2 (పింక్)	దశ 3 (పసుపు)	4 వ దశ (ఆరెంజ్)
1	1	0	0	0
2	0	1	0	0
3	0	0	1	0
4	0	0	0	1

2. రెండు దశల దశ: ఈ పద్ధతిలో పేరు పేర్కొన్నట్లు రెండు దశలు ఒకటి. ఇది వేవ్ స్టెప్పింగ్ వలె అదే సంఖ్యలో దశలను కలిగి ఉంది, కానీ ఒకేసారి రెండు కాయిల్స్ శక్తివంతం అవుతాయి కాబట్టి ఇది మునుపటి పద్ధతులతో పోలిస్తే మంచి టార్క్ మరియు వేగాన్ని అందిస్తుంది. ఒక డౌన్ సైడ్ అయినప్పటికీ, ఈ పద్ధతి మరింత శక్తిని వినియోగిస్తుంది.

దశ	దశ 1 (నీలం)	దశ 2 (పింక్)	దశ 3 (పసుపు)	4 వ దశ (ఆరెంజ్)
1	1	1	0	0
2	0	1	1	0
3	0	0	1	1
4	1	0	0	1

హాఫ్ స్టెప్ మోడ్

హాఫ్ స్టెప్ మోడ్ అంటే మోడ్‌లపై ఒక దశ-ఆన్ మరియు రెండు-దశల కలయిక. ఈ కలయిక రెండు మోడ్‌ల యొక్క పైన పేర్కొన్న ప్రతికూలతను అధిగమించడానికి మాకు సహాయపడుతుంది.

మేము రెండు పద్ధతులను మిళితం చేస్తున్నందున మీరు ess హించినట్లుగా, పూర్తి భ్రమణాన్ని పొందడానికి మేము ఈ పద్ధతిలో 8-దశలను చేయవలసి ఉంటుంది. క్రింద చూపిన 4-దశల స్టెప్పర్ మోటారు కోసం మారే క్రమం

దశ	దశ 1 (నీలం)	దశ 2 (పింక్)	దశ 3 (పసుపు)	4 వ దశ (ఆరెంజ్)
1	1	0	0	0
2	1	1	0	0
3	0	1	0	0
4	0	1	1	0
5	0	0	1	1
6	0	0	0	1
7	1	0	0	1
8	1	0	0	0

అందువల్ల, మీ స్టెప్పర్ మోటారును ఏ మోడ్‌లోనైనా ప్రోగ్రామ్ చేయడం మీ ఇష్టం, కాని నేను రెండు దశల ఆన్ స్టెప్పింగ్ ఫుల్ స్టెప్ మోడ్‌ను ఇష్టపడతాను. ఎందుకంటే ఈ పద్ధతి వేగవంతమైన వేగాన్ని అందిస్తుంది, అప్పుడు ఒక దశ పద్ధతి మరియు సగం మోడ్‌తో పోల్చినప్పుడు రెండు-దశల పద్ధతిలో తక్కువ సంఖ్యలో దశల కారణంగా కోడింగ్ భాగం తక్కువగా ఉంటుంది.

స్టెప్పర్ మోటార్లు మరియు దాని మోడ్‌ల గురించి ఇక్కడ మరింత తెలుసుకోండి

స్టెప్పర్ మోటారును నియంత్రించడానికి మాట్లాబ్ గ్రాఫికల్ యూజర్ ఇంటర్ఫేస్ను సృష్టించడం

అప్పుడు మేము స్టెప్పర్ మోటారును నియంత్రించడానికి GUI (గ్రాఫికల్ యూజర్ ఇంటర్ఫేస్) ను నిర్మించాలి. GUI ని ప్రారంభించడానికి, కమాండ్ విండోలో క్రింది ఆదేశాన్ని టైప్ చేయండి

గైడ్

పాపప్ విండో తెరుచుకుంటుంది, ఆపై క్రింద ఉన్న చిత్రంలో చూపిన విధంగా కొత్త ఖాళీ GUI ని ఎంచుకోండి,

క్రింద చూపిన విధంగా, స్టెప్పర్ మోటార్ సవ్యదిశలో మరియు యాంటీ-సవ్యదిశలో తిప్పడానికి ఇప్పుడు రెండు టోగుల్ బటన్లను ఎంచుకోండి,

పరిమాణాన్ని మార్చడానికి లేదా బటన్ ఆకారాన్ని మార్చడానికి, దానిపై క్లిక్ చేయండి మరియు మీరు బటన్ మూలలను లాగగలుగుతారు. టోగుల్ బటన్‌పై డబుల్ క్లిక్ చేయడం ద్వారా మీరు నిర్దిష్ట బటన్ యొక్క రంగు, స్ట్రింగ్ మరియు ట్యాగ్‌ను మార్చవచ్చు. దిగువ చిత్రంలో చూపిన విధంగా మేము రెండు బటన్లను అనుకూలీకరించాము.

మీకు నచ్చిన విధంగా బటన్లను అనుకూలీకరించవచ్చు. ఇప్పుడు మీరు దీన్ని సేవ్ చేసినప్పుడు, MATLAB యొక్క ఎడిటర్ విండోలో ఒక కోడ్ ఉత్పత్తి అవుతుంది. మీ ప్రాజెక్ట్‌కు సంబంధించిన ఏదైనా పనిని నిర్వహించడానికి మీ ఆర్డునోను కోడ్ చేయడానికి, మీరు ఎల్లప్పుడూ ఈ ఉత్పత్తి చేసిన కోడ్‌ను సవరించాలి. కాబట్టి క్రింద మేము MATLAB కోడ్‌ను సవరించాము. MATLAB ట్యుటోరియల్‌తో ప్రారంభించడంలో మీరు కమాండ్ విండో, ఎడిటర్ విండో మొదలైన వాటి గురించి మరింత తెలుసుకోవచ్చు.

ఆర్డునోతో స్టెప్పర్ మోటారును నియంత్రించడానికి మాట్లాబ్ కోడ్

స్టెప్పర్ మోటారును నియంత్రించడానికి పూర్తి మాట్లాబ్ కోడ్ ఈ ప్రాజెక్ట్ చివరిలో ఇవ్వబడుతుంది. డౌన్‌లోడ్ కోసం మేము ఇక్కడ GUI ఫైల్ (.fig) మరియు కోడ్ ఫైల్ (.m) తో సహా ఉన్నాము (లింక్‌పై కుడి క్లిక్ చేసి, 'లింక్‌ను ఇలా సేవ్ చేయి…' ఎంచుకోండి), వీటిని ఉపయోగించి మీరు మీ అవసరానికి అనుగుణంగా బటన్లను అనుకూలీకరించవచ్చు.. రెండు టోగుల్ బటన్లను ఉపయోగించి స్టెప్పర్ మోటార్‌ను సవ్యదిశలో మరియు యాంటిక్లాక్‌వైస్‌గా తిప్పడానికి మేము చేసిన కొన్ని ట్వీక్‌లు క్రింద ఉన్నాయి.

పంక్తి నంబర్‌లో ఈ క్రింది కోడ్‌ను కాపీ చేసి పేస్ట్ చేయండి. 74 మీరు m- ఫైల్‌ను నడుపుతున్న ప్రతిసారీ Arduino MATLAB తో మాట్లాడుతున్నారని నిర్ధారించుకోండి.

అన్నీ క్లియర్ చేయండి; గ్లోబల్ ఎ; a = arduino ();

మీరు క్రిందికి స్క్రోల్ చేసినప్పుడు, GUI లోని రెండు బటన్ల కోసం రెండు ఫంక్షన్లు సృష్టించబడినట్లు మీరు చూస్తారు. ఇప్పుడు మీరు క్లిక్‌పై చేయాలనుకుంటున్న పని ప్రకారం రెండు ఫంక్షన్లలోనూ కోడ్ రాయండి.

లో సవ్యదిశలో బటన్ యొక్క ఫంక్షన్, కాపీ మరియు సవ్య దిశలో మోటార్ రొటేట్ కేవలం ఫంక్షన్ ముగింపు ముందు కోడ్ క్రింద అతికించండి. సవ్యదిశలో స్టెప్పర్ మోటారును నిరంతరం తిప్పడం కోసం, సవ్యదిశలో దిశ కోసం రెండు దశల దశల పూర్తి మోడ్ దశలను పునరావృతం చేయడానికి మేము లూప్ ఉపయోగిస్తున్నాము.

పొందేటప్పుడు (hObject, 'Value') గ్లోబల్ a; writeDigitalPin (a, 'D8', 1); writeDigitalPin (a, 'D9', 0); writeDigitalPin (a, 'D10', 0); writeDigitalPin (a, 'D11', 1); విరామం (0.0002); writeDigitalPin (a, 'D8', 0); writeDigitalPin (a, 'D9', 0); writeDigitalPin (a, 'D10', 1); writeDigitalPin (a, 'D11', 1); విరామం (0.0002); writeDigitalPin (a, 'D8', 0); writeDigitalPin (a, 'D9', 1); writeDigitalPin (a, 'D10', 1); writeDigitalPin (a, 'D11', 0); విరామం (0.0002); writeDigitalPin (a, 'D8', 1); writeDigitalPin (a, 'D9', 1); writeDigitalPin (a, 'D10', 0); writeDigitalPin (a, 'D11', 0); విరామం (0.0002); ముగింపు

ఇప్పుడు యాంటీ-క్లాక్‌వైజ్ బటన్ ఫంక్షన్‌లో, మోటారును సవ్యదిశలో తిప్పడానికి ఫంక్షన్ యొక్క క్రింది కోడ్‌ను అతికించండి. యాంటీ-సవ్యదిశలో స్టెప్పర్ మోటారును నిరంతరం తిప్పడం కోసం, సవ్యదిశలో వ్యతిరేక దిశ కోసం రెండు దశల దశల పూర్తి మోడ్ దశలను పునరావృతం చేయడానికి మేము లూప్ ఉపయోగిస్తున్నాము.

పొందేటప్పుడు (hObject, 'Value') గ్లోబల్ a; writeDigitalPin (a, 'D8', 1); writeDigitalPin (a, 'D9', 1); writeDigitalPin (a, 'D10', 0); writeDigitalPin (a, 'D11', 0); విరామం (0.0002); writeDigitalPin (a, 'D8', 0); writeDigitalPin (a, 'D9', 1); writeDigitalPin (a, 'D10', 1); writeDigitalPin (a, 'D11', 0); విరామం (0.0002); writeDigitalPin (a, 'D8', 0); writeDigitalPin (a, 'D9', 0); writeDigitalPin (a, 'D10', 1); writeDigitalPin (a, 'D11', 1); విరామం (0.0002); writeDigitalPin (a, 'D8', 1); writeDigitalPin (a, 'D9', 0); writeDigitalPin (a, 'D10', 0); writeDigitalPin (a, 'D11', 1); విరామం (0.0002); ముగింపు

మెటీరియల్ అవసరం

• మాట్లాబ్ ఇన్‌స్టాల్ చేసిన ల్యాప్‌టాప్ (ప్రాధాన్యత: R2016a లేదా అంతకంటే ఎక్కువ వెర్షన్లు)
• ఆర్డునో UNO
• స్టెప్పర్ మోటార్ (28BYJ-48, 5VDC)
• ULN2003 - స్టెప్పర్ మోటార్ డ్రైవర్

సర్క్యూట్ రేఖాచిత్రం

మాట్లాబ్‌తో స్టెప్పర్ మోటారును నియంత్రించడం

సర్క్యూట్ రేఖాచిత్రం ప్రకారం హార్డ్‌వేర్‌ను సెటప్ చేసిన తర్వాత,.m ఫైల్‌లో సవరించిన కోడ్‌ను అమలు చేయడానికి రన్ బటన్‌పై క్లిక్ చేయండి

మాట్లాబ్ ప్రతిస్పందించడానికి కొన్ని సెకన్ల సమయం పట్టవచ్చు, దిగువ చూపిన విధంగా మాట్లాబ్ ఎడమ మూలలో దిగువ భాగంలో బిజీ సందేశాన్ని చూపించే వరకు ఏ జియుఐ బటన్లపై క్లిక్ చేయవద్దు,

ప్రతిదీ సిద్ధంగా ఉన్నప్పుడు, మోటారును తిప్పడానికి సవ్యదిశలో లేదా యాంటిక్లాక్వైస్ బటన్ పై క్లిక్ చేయండి. మేము టోగుల్ బటన్‌ను ఉపయోగిస్తున్నప్పుడు, మనం మళ్ళీ బటన్‌ను నొక్కే వరకు స్టెప్పర్ మోటారు సవ్యదిశలో కదులుతుంది. అదేవిధంగా, యాంటీ-క్లాక్‌వైస్ టోగుల్ బటన్‌ను నొక్కడం ద్వారా, మనం మళ్లీ బటన్‌ను నొక్కే వరకు మోటారు యాంటీ-సవ్యదిశలో తిరగడం ప్రారంభిస్తుంది.