Motor paso a paso Nodemcu esp8266 NEMA 17 controlado por WiFi

Este tutorial trata sobre cómo controlar el motor paso a paso a través de WiFi a través de un navegador de escritorio o móvil usando el módulo WiFi nodemcu esp8266. Nodemcu funcionará como servidor y servirá una página web. La página web contiene los botones de control del motor paso a paso. El motor paso a paso toma medidas para completar una rotación completa de 360 ​​grados. El número de pasos necesarios para completar una rotación completa depende del ángulo de paso específico del motor. Normalmente, los ángulos de paso son de 0,9 grados y 1,8 grados por paso. Los motores paso a paso son capaces de generar un par elevado en ángulos pequeños. Consumen mucha potencia para producir un par elevado. Sus pequeños pasos los han hecho populares para su uso en proyectos donde se requiere alta precisión. Se utilizan popularmente en la industria del automóvil. Los motores paso a paso impulsan brazos robóticos utilizados en la fabricación de automóviles. Los brazos del motor paso a paso tienen un ángulo tan preciso que un brazo puede insertar fácilmente una pequeña tuerca en las piezas del automóvil cuando sea necesario. Los motores paso a paso también son la parte principal de las impresoras 3D. Incluso las impresoras y controladores de disco normales utilizan motores paso a paso para girar los discos con precisión.

Motor paso a paso NEMA 17

Los motores paso a paso son motores de CC sin escobillas. Los motores paso a paso se dividen en dos categorías generales: motores paso a paso unipolares y motores paso a paso bipolares. Puedes encontrar muchos tutoriales en Internet que explican la diferencia entre ambos. Para este proyecto utilizaré un motor paso a paso bipolar. El motor paso a paso bipolar que usaré en el proyecto es NEMA 17. Nema 17 es un popular motor paso a paso de 4 cables y 2 bobinas. Su ángulo de inclinación es de 1,8 grados. Por tanto, para una rotación completa se necesitan 200 pasos (200 x 1,8 = 360). El consumo de energía normal para NEMA 17 es de 5 a 12 voltios y consume de 1 a 1,5 amperios de corriente continua cuando se le conecta una carga.
Cuatro cables NEMA 17 tienen colores diferentes. Normalmente los cables son rojo, azul, verde y negro. El rojo y el azul representan la primera bobina y el verde y el negro representan la segunda bobina. En algunos motores, el azul se reemplaza por amarillo y el negro por gris. Si va a utilizar NEMA 17 en un proyecto de bricolaje, primero asegúrese de utilizar el par de bobinas correcto con los colores.

Controlador de motor paso a paso A4988

Los motores paso a paso consumen mucha energía al mover cargas. Cuando no hay carga, el consumo de corriente se reduce drásticamente. Para suministrar la cantidad de energía comentada anteriormente al motor paso a paso (NEMA 17 12 voltios 1,5 amperios), necesitamos una fuente de alimentación externa. Con una fuente de alimentación externa también necesitamos un circuito que pueda controlar la rotación del motor de forma perfecta y sencilla. Tradicionalmente, se utiliza una combinación de transistores o mosfets conocida como circuito H-Bridge para controlar el motor paso a paso con microcontroladores. Hacer un circuito H-Bridge y probarlo es una tarea que requiere mucho tiempo. Hoy en día, se encuentran disponibles en el mercado una variedad de placas H-Bridge preensambladas o controladores de controladores de motores. No sólo son baratos sino también fáciles de trabajar. Para este proyecto decidí utilizar una de las placas de controlador de motor paso a paso H-Bridge preensambladas. El controlador de motor paso a paso que seleccioné para el proyecto es el A4988. A4988 es un controlador de motor paso a paso bipolar. Los requisitos de energía del A4988 son de 3,3 voltios a 5 voltios. Puede accionar fácilmente un motor paso a paso de dos bobinas. Se le suministra energía externa y su circuito interno H-Bridge divide la energía entre las bobinas cuando las bobinas están energizadas.
Expliqué cada pin del controlador del motor paso a paso bipolar A4988 en otro tutorial. La configuración de los pines y el modo de rotación más pronunciada del motor también se explican en el tutorial. Le sugiero que siga este tutorial primero para familiarizarse con el controlador A4988 y sus requisitos operativos. Si sigue ese breve tutorial y su parte sobre el controlador del motor A4988, podrá comprender fácilmente el código y el diagrama del circuito a continuación.

Requisitos de configuración y conexión del pin del controlador del motor paso a paso A4988

Diagrama del circuito del proyecto.

La batería de 9 voltios está conectada entre los pines Vmot y Gnd del controlador del motor A4988. 9 voltios son suficientes para alimentar las bobinas NEMA 17. Las bobinas del motor paso a paso están conectadas a los pines 1A, 1B, 2A y 2B del controlador del motor paso a paso A4988. El controlador A4988 funciona con un riel de alimentación de salida nodemcu de 3,3 voltios. El pin paso a paso del A4988 está conectado al pin D3 o GPIO-0 del nodemcu esp866 12e. El pin Dir del A4988 está conectado al D4 del módulo WiFi nodemcu. Los pines Restablecer y Suspender están interconectados. Los pines de modo A4988 Ms1, Ms2 y Ms3 se dejan abiertos. En esta configuración, el motor se coloca en modo de paso completo. El pin de activación también está abierto. Se baja internamente y el módulo siempre permanece en modo habilitado. Una vez más, te animo a que sigas el tutorial recomendado anteriormente; de ​​lo contrario, no podrás comprender el circuito discutido anteriormente y el código que se discutirá más adelante.

Nodemcu esp8266 12 y control del motor paso a paso vía WiFi

Nodemcu esp8266 12 y control del motor paso a paso vía WiFi
Llegando al código del proyecto. Primero, la biblioteca ESP8266WiFi está incluida en el código. Esta biblioteca inicializa el servidor y el WiFi del módulo WiFi nodemcu esp8266. Se requiere el SSID y la CONTRASEÑA del WiFi al que desea conectar su módulo WiFi nodemcu. Será la contraseña WiFi de tu enrutador doméstico y el SSID si estás probando el proyecto de bricolaje en casa. Ingrese la contraseña y el SSID en el código antes de continuar. Ingrese el ssid y la contraseña entre comillas dobles.

const char* ssid = “Su SSID”;
const char* contraseña = “Tu contraseña de Wifi”;

A continuación, se definen los pines de control A4988. El pin paso a paso del controlador del motor paso a paso A4988 está conectado al pin GPIO-0 o D3 del módulo WiFi nodemcu. El pin de dirección de A4988 está conectado al GPIO-2 del pin D4 de la placa nodemcu esp8266.

En la función de configuración, los pines de control se declaran como salida. El monitor serie Arduino ide arranca con una velocidad de baudios de 115200. Se inicia el servidor y se publica la IP de la página web. Hablaré más sobre esto después del código. En la función de bucle, se ejecuta la lógica principal del programa. En la función de bucle, el servidor espera una solicitud del cliente. Una vez que el servidor recibe la solicitud del cliente, la maneja y responde a la solicitud.

Simplemente haga el circuito y descargue el código anterior. Antes de enviar el código a nodemcu, primero asegúrese de seleccionar la placa correcta. Después de descargar el código en nodemcu, abra el monitor serie arduino en arduino ide. Tan pronto como abra el monitor serie, verá que nodemcu le solicita a su enrutador una asignación de IP. Después de la asignación de IP, nodemcu iniciará su servidor. Después de que se inicie el servidor, la dirección del servidor se imprimirá en la ventana del monitor serie. Esta dirección es en realidad la dirección de la página web que contiene los controles del motor paso a paso. Debe introducir esta dirección en su navegador para acceder a la página web.
La dirección de la página web HTTP de ejemplo se proporciona en la esquina superior derecha. Una cosa más importante. El servidor (nodemcu, esp8266) y el cliente (móvil, computadora de escritorio, computadora portátil o notebook) deben estar conectados a la misma red WiFi. Si algún módulo cliente o servidor está conectado a otra red, la página web no aparecerá en su navegador. Después de ingresar la IP en el navegador, aparecerá la siguiente página web en el navegador.

Control WiFi de motor paso a paso con nodemcu esp8266

Control WiFi de motor paso a paso con nodemcu esp8266
La página web tiene dos botones, uno para avanzar y otro para retroceder. Si presiona el botón de avance, el motor se moverá 50 pasos por cabeza. Si presiona hacia atrás, el motor cambiará de dirección y comenzará a retroceder 50 pasos. Recuerde que estamos usando un motor paso a paso NEMA 17 y se necesitan 200 pasos para completar una rotación. Entonces, si muevo el motor 50 pasos con cada botón que presiono. Esto significa que estoy moviendo el eje del motor paso a paso 90 grados con cada pulsación de botón. Se ejecuta un bucle for 50 veces para permitir que el motor paso a paso dé 50 pasos. Entonces, en nuestro caso, el motor paso a paso toma 4 pasos para completar una rotación de 360 ​​​​grados o 1 paso para moverse 90 grados.

Fotografía

Conteo de ángulos de paso del motor paso a paso
Recomendaciones futuras

Este tutorial es un tutorial sencillo sobre cómo controlar el motor paso a paso a través de WiFi utilizando el módulo WiFi nodemcu. En el futuro, podrá probar otros modos de rotación del motor paso a paso en micropasos de 1/4, 1/8 y 1/16. También puede ingresar pasos manualmente en la página web y mover el motor de acuerdo con el número ingresado. Se puede insertar una barra en la página web y a través de ella se puede controlar la posición del motor utilizando el lenguaje de desarrollo web AJAX.

Descarga el código del proyecto. La carpeta contiene el archivo .ino del código arduino de nodemcu. El código es de código abierto y se puede utilizar y modificar. Por favor envíenos sus comentarios sobre el tutorial.
Código/Archivos

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