Кормушка на 28BYJ-48 отмахала зиму без единого сбоя: три порции в день, полтора оборота шнека, тишина. Той же зимой я пытался гонять этим же мотором штору на балконе — и на третьем метре шнура редуктор сдался: пластиковые шестерни проскальзывали, мотор гудел, вал стоял на месте. Мотор плохой? Нет. Я просто полез туда же той же отвёрткой, которой закручиваю саморезы, — а там нужен шуруповёрт на шестнадцать ньютон-метров. Прикидка перед вторым заходом была короткой: штора в два килограмма на барабане радиусом сантиметр просит 2 кг·см, а у редуктора есть 0,3 — я знал это заранее и всё равно попробовал, потому что мотор уже лежал на столе.
В этом уроке два мотора раздела стоят рядом: крошечный 28BYJ-48 с пластиковым редуктором и типовой NEMA 17 со стальным фланцем 42 на 42 миллиметра. База у обоих уже была — первый урок про 28BYJ-48 и ULN2003 раскладывает редуктор 1:64 и подключение, урок про NEMA 17 объясняет 200 шагов на оборот. Здесь я ставлю их в одну весовую категорию и сравниваю честно: момент в ньютон-метрах, ток фазы, драйверы, цену и границу, за которой каждый сдаётся.
Спойлер один: разница в моменте — от семи раз, и это при том, что 28BYJ-48 уже живёт с редуктором, а NEMA 17 крутит вал напрямую. Всё остальное — арифметика и условия, при которых цифра верна.
Весовые категории
Начнём с силы. 28BYJ-48 выдаёт на валу около 0,03 Н·м — триста грамм-сантиметров: рычаг длиной 3 сантиметра проворачивает груз до ста граммов. Типовой NEMA 17 вроде 17HS4401 тянет 0,4 Н·м — четыре килограмм-сантиметра, а дорогие версии с длинным корпусом идут за 0,5-0,6. Семикратная разница — минимум из тех, что я встречал в каталогах; между ходовыми моделями выходит и все тринадцать. Со скоростью та же картина: потолок 28BYJ-48 на 5 вольтах — 12-15 об/мин, выше редуктор срывает шаги. NEMA 17 на A4988 от 12 вольт уверенно идёт на сотнях об/мин. Обе цифры — с условиями: момент NEMA падает с оборотами, а BYJ на полшага теряет и без того скромную тягу.
Точность у обоих дискретная, но природа разная. У 28BYJ-48 2048 шагов на оборот — один шаг 0,176 градуса, и цифра красивая, пока не крутите назад: пластиковые шестерни люфтят на 1-3 градуса, и каждый реверс берёт этот зазор на себя. У NEMA 17 шаг 1,8 градуса (0,9-градусные версии дают 400 шагов на оборот), паспортная точность — 5% от шага, а люфт задаёт ваша механика: ремень, шкив, винт. Грубо: мелкая дробь у BYJ с хлюпом, крупная у NEMA без него.
Токи сопоставьте в таблице ниже и запомните пропорцию. Катушки BYJ просят 90-100 мА — ULN2003 переваривает их без единой настройки. Фаза NEMA 17 тянет 1-1,7 ампера, и это уже силовой контур: чоппер, радиатор, отдельное питание. Нагрев тоже несимметричен: 28BYJ-48 после получаса езды просто тёплый, а NEMA 17 на полном шаге без радиатора обжигает за считаные минуты — и это штатный режим шаговиков, к которому моторчик для котика не готовит. Шум — единственная категория, где BYJ выигрывает вне конкурса: шелест пластика против звона стали.
| Параметр | 28BYJ-48 | NEMA 17 |
|---|---|---|
| Момент на валу | около 300 г·см (0,03 Н·м) | 3000-6000 г·см — от семи раз больше |
| Скорость | потолок 12-15 об/мин на 5 В | сотни об/мин при 12 В на A4988 |
| Ток фазы и драйвер | 90-100 мА, ULN2003 до 500 мА | 1-1,7 А, A4988 с чоппером тока |
| Люфт на реверсе | 1-3 градуса, пластиковые шестерни | задаёт ваша механика, вал без люфта |
Драйверы: ULN2003 против A4988
ULN2003 — семь транзисторов Дарлингтона: канал держит до 500 миллиампер, ток не регулируется, падение на ключе около вольта. Для катушек BYJ по 90-100 мА — то, что нужно: копейки, нечувствительность к порядку пинов, светодиоды показывают фазы. На NEMA 17 его ставить нельзя: фаза требует 1-1,7 ампера, канал сгорает за минуты — я проверял на чужой плате, запах говорит сам за себя. Плата-переходник при этом стоит дешевле пиццы и не требует настройки вовсе — за это её и любят в стартовых наборах.
A4988 устроен иначе: чоппер режет ток по Vref, микрошаг до 1/16, логика 5 вольт, силовое питание 8-35 вольт. Настройка тока подстроечником разобрана в уроке про Vref, подключение STEP/DIR — в уроке про step-dir. Обратная связка тоже не работает: 28BYJ-48 на A4988 — нештатный режим. Ток-лимит честно не опускается до ста миллиампер, катушки по 50 Ом на 12 вольтах просят больше, чем им можно, и мотор живёт на грани перегрева. Драйверы несимметричны, как и моторы. Отдельный случай — два мотора в одном устройстве: кормушка на BYJ и подъёмный столик на NEMA живут на одной плате без конфликтов, если питания разведены. Добавлю ещё одно: ULN2003 — грубый ключ без регулировки тока, значит и микрошага у этой связки нет, единственная дробь, доступная 28BYJ-48, — программный полушаг.
// NEMA 17 + A4988, микрошаг 1/8: MS1 и MS3 в HIGH, MS2 в LOW// STEP - D3, DIR - D4, ENABLE - D6. VMOT - 12 В, общий GND с платой.const int STEP_PIN = 3;const int DIR_PIN = 4;const int EN_PIN = 6;const int IMPULSOV_OBOROT = 1600; // 200 полных шагов x 8 микрошагов void setup() { pinMode(STEP_PIN, OUTPUT); pinMode(DIR_PIN, OUTPUT); pinMode(EN_PIN, OUTPUT); digitalWrite(EN_PIN, LOW); // драйвер активен Serial.begin(9600); Serial.println("NEMA 17 gotova");} void proehd(long impulsov, int mks) { if (impulsov < 0) { digitalWrite(DIR_PIN, LOW); impulsov = -impulsov; } else { digitalWrite(DIR_PIN, HIGH); } for (long i = 0; i < impulsov; i++) { digitalWrite(STEP_PIN, HIGH); delayMicroseconds(mks); digitalWrite(STEP_PIN, LOW); delayMicroseconds(mks); }} void loop() { proehd(IMPULSOV_OBOROT * 5, 350); // пять оборотов вперёд delay(2000); proehd(-IMPULSOV_OBOROT * 5, 350); // и назад delay(2000);}Питание — отдельная песня. 28BYJ-48 ест 5 вольт и живёт от USB-порта макетки; NEMA 17 требует 8-35 вольт на VMOT, и 12-вольтовый блок — минимум для серьёзной езды. Как развести два питания и не устроить короткое замыкание общей землёй, собрано в уроке про внешнее питание. И мелочь, о которой пишут редко: при токе выше ампера радиатор на A4988 обязателен — я не держу такую плату без него дольше минуты даже на столе. И конденсатор на сто микрофарад прямо на вход VMOT: провода макетки длинные, и первый же рывок драйвера ловит выброс питания раньше, чем вы успеваете удивиться.
Моя рабочая шпаргалка по границе выбора. Медленно, тихо, точно, дёшево, груз до пары сотен граммов — 28BYJ-48. Быстро, сильно, с остановками под нагрузкой — NEMA 17. Середина: тяжёлые шторы, оси самодельных станков, звенящие полные шаги — там живут DRV8825 и TMC2209, сравнение драйверов и их шума закрывает тему. Кнопку «универсальный мотор» рынок пока не придумал.
Что показывает стенд. На грузах до ста граммов моторы неразличимы — оба едут, и разница только в цене. Дальше кривые расходятся: BYJ останавливается между сотней и ста десятью граммами, NEMA 17 вытягивает весь ползунок и продолжает держать запас. Серая зона между полюсами — места, где я промахивался чаще всего: дозатор краски на шприце лежит ровно на границе, гусеница робота — тоже. Моё правило после пары переделок: если задача сходится к «ниже пятнадцати оборотов и меньше двухсот граммов» — беру BYJ и не думаю. Как только в требованиях всплывает скорость или вес — начинаю с NEMA 17 и A4988, даже если комплект дороже втрое.
Второе правило экономит деньги: инерция груза прощает слабый момент, если стартовать плавно. Штора на шнуре, которую я забраковал на полных шагах с рывком, поехала с мягким разгоном по полшага — редуктор успевал, пока я поднимал скорость в течение получминуты. Это не отменяет табличных границ, но отодвигает их: резкий старт убивает слабый мотор на грузе, который он смог бы тащить аккуратно.
- 1. Во сколько раз момент типового NEMA 17 больше момента 28BYJ-48?
- 2. Что случится при подключении NEMA 17 к ULN2003?
- 3. Почему A4988 плохо дружит с 28BYJ-48?
- 4. Где 28BYJ-48 — правильный выбор?
- 5. Что даёт NEMA 17 стальной вал без редуктора в плане точности?
- 28BYJ-48: 300 г·см, потолок 12-15 об/мин, 100 мА на фазу, копейки — медленные точные задачи без тяжестей
- NEMA 17: 3000-6000 г·см, сотни об/мин, 1-1,7 А на фазу — скорость и сила
- ULN2003 — грубый ключ до 500 мА без регулировки; A4988 — чоппер тока с микрошагом до 1/16 и питанием от 8 В
- Разница в моменте — от семи раз; пластик редуктора BYJ добавляет люфт 1-3 градуса на реверсе
- Связки не пересекаются: ULN2003 с NEMA 17 сгорает, A4988 с 28BYJ-48 — нештатный режим на грани нагрева
Частые вопросы по теме урока
- Во сколько раз момент типового NEMA 17 больше момента 28BYJ-48?
- 300 г·см против 3000-6000 г·см. Причём 28BYJ-48 уже с редуктором 1:64, а NEMA 17 крутит вал напрямую — запас прочности стали виден в цифрах. В семь раз и больше, вплоть до тринадцати у ходовых моделей
- Что случится при подключении NEMA 17 к ULN2003?
- Ключи Дарлингтона в ULN2003 рассчитаны до 500 мА на канал. Катушка NEMA 17 тянет ампер-полтора — перегоревший канал и запах выгоревшего пластика через минуты. Канал ULN2003 сгорит: фаза требует 1-1,7 А против 500 мА
- Почему A4988 плохо дружит с 28BYJ-48?
- Катушки BYJ рассчитаны на 90-100 мА при 5 В. Чоппер A4988 не режет так низко честно, а 12 вольт на обмотке 50 Ом греют мотор сверх нормы. Ток-лимит честно не опускается до 100 мА катушек, а 5 В — нештатный режим
- Где 28BYJ-48 — правильный выбор?
- Медленно, тихо, точно, дёшево, груз до пары сотен граммов — территория 28BYJ-48. Принтер и ЧПУ требуют момент и скорость NEMA 17. Кормушка: порция раз в несколько часов, груз — граммы
- Что даёт NEMA 17 стальной вал без редуктора в плане точности?
- Паспортная точность шага — 5% от 1,8 градуса. Пластикового редуктора нет, значит нет и его люфта; зазоры возникают только в ремнях и шкивах, которые ставите вы. Шаг 1,8 градуса честен в пределах 5%, люфт задаёт ваша механика