Arduino 28BYJ-48

Отличный выбор! 28BYJ-48 — это, пожалуй, самый популярный и доступный шаговый двигатель для любительских проектов на Arduino и других микроконтроллерах.

Описание

28BYJ-48 — это 5-проводной униполярный шаговый двигатель с редуктором. Его ключевые особенности:

• Низкая скорость, высокий крутящий момент: Благодаря внутреннему редуктору (передаточное число обычно 1:64 или 1:16), двигатель медленный, но обладает приличным усилием для своего размера. Идеален для проектов, где не нужна высокая скорость, но важна точность позиционирования и "сила": автоматизация штор, поворот камеры, маленькие манипуляторы, управление клапанами, учебные проекты.
• Униполярное управление: Управляется одним драйвером (например, ULN2003), что упрощает схему и программирование. 5-й провод — это общий вывод двух обмоток.
• Низкое напряжение: Работает от 5В, что идеально совместимо с напряжением логики Arduino.
• Низкая стоимость: Главное преимущество, делающее его идеальным для экспериментов и прототипирования.

Технические характеристики (Типичные)

• Тип: Униполярный шаговый двигатель с редуктором.
• Напряжение питания: 5V DC (номинальное). Может работать в диапазоне ~5-12В, но при повышении напряжения необходим внешний источник и драйвер, а двигатель сильнее нагревается.
• Количество фаз: 4.
• Количество шагов на оборот (шаги двигателя): 32 (угол шага полной обмотки: 11.25°).
• Передаточное число редуктора: Чаще всего 1:64. Встречаются модификации 1:16.
• Общее количество шагов на оборот вала: 2048 шагов/оборот (при 1:64). Рассчитывается: 32 шага/оборот двигателя × 64 = 2048 микрошагов. Это дает теоретическое угловое разрешение: 360° / 2048 ≈ 0.176° на шаг.
  • Для версии 1:16: 32 × 16 = 512 шагов/оборот.
• Частота шагов: 1000 Гц (максимальная, на практике ниже).
• Сопротивление обмотки: ~50 Ом (при 25°C).
• Потребляемый ток: ~100-120 мА на фазу (общий ток зависит от режима работы).
• Крутящий момент: ~34.3 мН·м (при 1:64, типовое значение). На выходном валу после редуктора момент значительно выше.
• Вес: ~30 грамм.
• Диаметр корпуса: 28 мм.
• Длина вала: 10 мм.
• Диаметр вала: 5 мм (часто с внутренним сплющиванием для посадки шестерни).

Парт-номера и совместимые драйверы/модули

Сам двигатель редко имеет уникальный серийный номер. Его ищут по названию 28BYJ-48.

1. Драйверные модули (обязательны для работы):

• ULN2003 / ULN2003A — самый распространенный и дешевый драйвер. Модуль обычно имеет 4 светодиода для индикации активности фаз и разъем для подключения двигателя.
  • Парт-номер модуля: Часто не имеет, маркируется как "Stepper Motor Driver Board ULN2003 for 28BYJ-48".
• Универсальные драйверы шаговых двигателей:
  • A4988 (требует переделки двигателя в биполярный режим — необходимо изолировать центральный отвод обмоток).
  • DRV8825 (аналогично A4988, для биполярного режима).
  • TMC2208/TMC2225 (SilentStep, для биполярного режима, работают тихо и эффективно).

2. Совместимые платы и микроконтроллеры:

• Любые платы на базе Arduino: Uno, Nano, Mega, Leonardo и т.д.
• Платы ESP8266: NodeMCU, Wemos D1.
• Платы ESP32: ESP32-DevKit, NodeMCU-32S.
• Платы Raspberry Pi (через GPIO, но нужна отдельная схема питания и управления, например, через ULN2003).
• Платы STM32 (Blue Pill, Black Pill).
• Платы Micro:bit и Arduino Nano Every, RP2040 (Raspberry Pi Pico).

3. Популярные готовые наборы (Kits): Двигатель часто продается в наборе с драйвером и кабелем:

• "28BYJ-48 Stepper Motor + ULN2003 Driver Board" — стандартный набор для Arduino.
• Входит в состав многих стартовых наборов (Starter Kits) и наборов для робототехники.

Важные замечания по использованию с Arduino

1. Питание: При подключении более 1-2 двигателей не питайте их от вывода 5V Arduino! Используйте внешний источник питания (5V-12V) и подключайте его к входным клеммам модуля ULN2003. Контакты GND Arduino и источника питания должны быть соединены.
2. Библиотеки: Для удобства управления используйте библиотеки:
   • AccelStepper (рекомендуется) — поддерживает ускорение, замедление, сложные режимы.
   • Stepper.h — стандартная, простая библиотека Arduino.
3. Точность: Из-за конструкции пластикового редуктора двигатель имеет небольшой люфт на валу и не является высокоточным устройством для промышленного применения.
4. Режимы: Для повышения точности и плавности используется полушаговый и микрошаговый режимы (последний — на драйверах типа A4988).

Вывод: 28BYJ-48 — это идеальный "рабочий лошадка" для хобби-проектов, где важны низкая цена, простота управления и достаточный крутящий момент на низких скоростях. Для более серьезных задач (3D-принтеры, ЧПУ) лучше рассматривать биполярные шаговики типа NEMA 17.