ماژول درایور استپر موتور ULN2003 Stepper Motor Driver

ماژول درایور استپر موتور ULN2003 Stepper Motor Driver

ماژول درایور استپر موتور ULN2003 یک ماژول الکترونیکی است که برای کنترل و راه‌اندازی موتورهای استپر استفاده می‌شود. این ماژول از مدار ULN2003 استفاده می‌کند که یک آرایه‌ی دارای هشت ترانزیستور داخلی است که به‌طور خاص برای کار با موتورهای استپر طراحی شده است.ULN2003 یک درایور قدرتی است که قابلیت کنترل جریان مورد نیاز برای موتورهای استپر را دارد. هر ترانزیستور در این آرایه قادر است تا جریان بالا را برای راه‌اندازی موتور فراهم کند. این ماژول به‌طور عمده در پروژه‌ها و دستگاه‌هایی استفاده می‌شود که نیاز به کنترل دقیق حرکت و موقعیت موتورهای استپر دارند.ماژول ULN2003 با میکروکنترلرها و بردهای کنترلی مختلف سازگاری دارد و به راحتی می‌توان آن را به آن‌ها متصل کرد. این ماژول می‌تواند جریان مورد نیاز برای موتورهای استپر را تأمین کند و قابلیت کنترل حرکت و سرعت موتور را فراهم می‌کند.

ویژگی‌ ماژول ULN2003 

• ولتاژ تغذیه: در محدوده 5 تا 12 ولت است.
• خروجی‌های ترانزیستور: هشت خروجی است که به‌طور مستقل کنترل می‌شوند.
• جریان خروجی: حداکثر جریانی که هر خروجی توانایی تأمین می‌کند، معمولاً حدود 500 میلی آمپر است.

بررسی پایه های ماژول uln2003

ماژول ULN2003 هشت پین ورودی دارد که به ترتیب به‌صورت IN1 تا IN8 نامگذاری می‌شوند. هر پین ورودی به ترانزیستور متناظر در آرایه ULN2003 متصل است. برای راه‌اندازی موتور استپر، شما باید سیگنال کنترلی را به پین‌های ورودی ماژول متصل کنید.برای کنترل جهت حرکت موتور،  می‌توانید الگوهای مختلفی از ورودی‌های ماژول را استفاده کنید. به عنوان مثال، برای حرکت در جهت عقربه‌های ساعت، می‌توانید IN1 و IN2 را با سطح منطقی HIGH و IN3 و IN4 را با سطح منطقی LOW تنظیم کنید. برای حرکت در جهت مخالف، می‌توانید این الگو را تغییر دهید.همچنین، برای کنترل سرعت موتور، می‌توانید از تکنیک PWM (پالس عرض متغیر) استفاده کنید. با تنظیم ورودی PWM مربوط به ماژول ULN2003، می‌توانید جریان موتور را تنظیم کنید و اثر آن روی سرعت حرکت موتور را مشاهده کنید.

نحوه اتصال ماژول ULN2003 به موتور استپر 

در ابتدا بررسی کنید که ولتاژ تغذیه ماژول ULN2003 با ولتاژ مورد نیاز موتور استپر (5 ولت یا 12 ولت) سازگار است. اگر لازم است، از یک منبع تغذیه جداگانه برای ماژول ULN2003 استفاده کنید. بسته به نوع موتور استپر، می‌توانید متصل کردن فیزیکال‌های موتور را به چهار ورودی خروجی ULN2003 انجام دهید. این فیزیکال‌ها معمولاً با نام‌های A+, A-, B+ و B- شناخته می‌شوند. برای اطمینان از درستی اتصال، به دیتاشیت موتور استپر خود مراجعه کنید.باید ورودی‌های ماژول ULN2003 را به میکروکنترلر یا برد کنترلی دیگر خود متصل کنید. به عنوان مثال، می‌توانید پین‌های کنترلی ماژول را به پین‌های GPIO میکروکنترلر خود وصل کنید. برای کنترل حرکت موتور، شما باید الگوهای مناسبی از ورودی‌های ماژول ULN2003 را به سیگنال کنترلی اعمال کنید. الگوهای مختلفی برای حرکت در جهت‌ها و سرعت‌های مختلف موتور وجود دارد، بنابراین بهتر است به دیتاشیت ماژول ULN2003 خود مراجعه کنید تا الگوهای مختلف را دریابید.

به همراه ماژول uln2003 چه اقلامی باید خریداری شود؟

• استپر موتور 
• آردوینو 
• کابل فلت

راه اندازی ULN2003 با آردوینو 

 ULN2003 یک درایور دارای ترانزیستور دارای دروازه‌های ورودی و خروجی است که می‌تواند به صورت کامل تا 7 موتور استپر یا بارگذاری‌های دیگر را کنترل کند. 

متصل کردن پایه‌های آردوینو:

•  اتصال پایه GND در آردوینو به پایه COM در ULN2003.
•  اتصال پایه 5V یا منبع تغذیه مثبت در آردوینو به پایه VCC در ULN2003.

متصل کردن پایه‌های کنترلی:

•  انتخاب یکی از پایه‌های دیجیتال در آردوینو برای کنترل ULN2003. به عنوان مثال، پایه 2 را انتخاب می‌کنیم.
•  اتصال پایه انتخاب شده در آردوینو به پایه IN1 در ULN2003.
•  اتصال پایه 3 در ULN2003 به پایه 1 در استپر موتور.
•  اتصال پایه 4 در ULN2003 به پایه 2 در استپر موتور.
•  اتصال پایه 5 در ULN2003 به پایه 3 در استپر موتور.
•  اتصال پایه 6 در ULN2003 به پایه 4 در استپر موتور.

کنترل موتور استپر:

 در برنامه آردوینو، ابتدا پایه انتخاب شده را به عنوان یک پایه خروجی تنظیم کنید. مثلاً برای پایه 2، از دستور زیر استفاده کنید:

pinMode(2, OUTPUT);

سپس می‌توانید با استفاده از دستورات آردوینو، موتور استپر را کنترل کنید. به عنوان مثال، برای چرخش به یک جهت مشخص، از دستورات زیر استفاده کنید:

digitalWrite(2, HIGH);  // روشن کردن موتور
delay(1000);           // توقف یک ثانیه
digitalWrite(2, LOW);   // خاموش کردن موتور
delay(1000);           // توقف یک ثانیه

با اجرای این برنامه، آردوینو پایه انتخاب شده را روشن و خاموش کرده و موتور را کنترل می‌کند برای استفاده از توان بیشتر در ULN2003، می‌توانید پایه 16 را به عنوان پایه VCC2 در آردوینو متصل کنید. این کار باعث افزایش جریان قابل ارائه توسط ULN2003 می‌شود. به طور معمول، شما می‌توانید از منبع تغذیه 5 ولت آردوینو برای این منظور استفاده کنید. اگر موتور شما برای چرخش در جهت‌های مختلف نیاز دارد، باید الگوی چرخش را به شکل صحیح تنظیم کنید. برای مثال، برای چرخش به راست، شما می‌توانید پایه 5 را روشن کنید و پایه 6 را خاموش کنید. برای چرخش به چپ، عمل بالعکس را انجام دهید.در صورت نیاز به کنترل سرعت موتور، می‌توانید از تاخیر (delay) در آردوینو استفاده کنید. با تغییر مقدار تاخیر، سرعت موتور تغییر می‌کند. همچنین، می‌توانید از پالس-عرض-مدولاسیون (PWM) برای کنترل سرعت دقیق‌تر استفاده کنید.