Содержание

Драйвер для биполярного шагового двигателя схема

Ниже представлена принципиальная схема драйвера биполярных шаговых двигателей с двумя L усиленный 48В, 4А. Данный драйвер может использоваться для управления практически любых 2-фазных биполярных гибридных шаговиков с 4 выводами и может обеспечить ток работы до 4 ампер при максимальном напряжении 35В. Цепочкой R9 и C15 можно подбирать частоту ШИМ, при указанных номиналах она выше диапазона слышимых звуков, так что движок не жужжит. Потенциометром RV1 устанавливается рабочий ток двигателя. Если будете гонять на максимальной мощности , то нужно обязательно посадить его на хороший радиатор и поставить кулер, также не забудьте намазать термопастой.







Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.


По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.

Содержание:

  • Это интересно!

  • Шаговые двигатели и особенности их применения

  • Схема простого драйвера для униполярного шагового двигателя

  • Схемы управления шаговыми двигателями

  • Шаговые двигатели и моторы Ардуино 28BYJ-48 с драйвером ULN2003

  • Шаговый двигатель

  • Как запустить шаговый двигатель схема

  • Как запустить шаговый двигатель схема

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Драйвер для Шагового Двигателя Своими Руками Схема

Это интересно!






Ежедневно в мире производится более 20 млн. В статье обсуждаются особенности построения эффективных систем управления электродвигателями с использованием FPGA, возможности применения FPGA в промышленных сетях и вопросы выбора оптимальной системы управления электроприводом. В настоящее время вопросы повышения энергоэффективности электроприводов выходят на первый план в промышленных приложениях.

В статье рассмотрены такие методы улучшения КПД электродвигателя как применение оптимальных алгоритмов управления и контроль коэффициента мощности ККМ. Показано, что активная ККМ позволяет существенно улучшить энергоэффективность системы. Метод управления ориентацией поля в электроприводах с регулированием скорости вращения улучшает динамические параметры, позволяет выбрать оптимальный электродвигатель и улучшить эффективность системы.

В статье описаны базовые принципы метода, построение схемы управления и применение цифровых сигнальных контроллеров для эффективной реализации системы. Статья представляет собой перевод [1]. Продукция этой фирмы характеризуется высоким качеством и уровнем интеграции аналоговой и цифровой технологий. Одной из удачных разработок компании в г. По сути, она ознаменовала очередной этап эволюции архитектуры и технологии драйверов шаговых двигателей ШД. Для того чтобы по достоинству оценить уровень разработок AMIS, рассмотрим процесс эволюции микросхем для ШД от различных производителей.

Шаговые двигатели были разработаны в начале гг. Главное преимущество ШД — обеспечение точного позиционирования без применения датчиков положения обратной связи. Это преимущество значительно снизило цену систем приводов компьютерной периферии и сделало ее массовым и доступным изделием. По мере совершенствования параметров, удешевления производства, а также упрощения и удешевления схем управления шаговые двигатели завоевали популярность и в других приложениях.

Униполярные двигатели проще в управлении и требуют меньше управляющих элементов. Ранее этот фактор имел решающее значение в цене готового решения. После того, как значительно повысился уровень интеграции и снизилась цена микросхем драйверов, униполярные шаговые двигатели потеряли это преимущество. Если сравнивать их между собой, то биполярный ШД имеет более высокую удельную мощность. При одних и тех же размерах биполярные двигатели обеспечивают больший момент, который пропорционален магнитному полю, создаваемому обмотками статора.

Именно биполярные шаговые двигатели в основном выпускаются производителями. Двигатель имеет две обмотки, каждая из которых управляется мостовой схемой ключей. На рисунке 1 показана базовая схема управления биполярным шаговым двигателем. Для требуемой фазировки токов через обмотки внешняя схема должна обеспечить синхронное управление ключами двух мостовых схем.

Первые схемы управления шаговыми двигателями были реализованы полностью на дискретных элементах и микросхемах комбинационной логики. Базовая схема управления биполярным шаговым двигателем. Первым этапом интеграции стала реализация в одном корпусе элементов моста и простой логики управления его ключами.

Примером такой микросхемы является UC фирмы Unitrode в настоящее время часть TI , которая была разработана до г.

Для управления двигателем требовалось использовать две такие микросхемы и внешний контроллер шаговых перемещений. Применялся линейный токовый режим с большими потерями мощности на обмотках и биполярных транзисторах. Компания Infineon примерно в то же время г. В структуру драйвера стали вводить датчики выходного тока для слежения за токовой перегрузкой в мостовых схемах.

Контроль тока производился отдельно в каждом мосту в нижнем плече через внешний резистивный датчик. Сигналы перегрузки по каждому каналу управления обмотками были доступны внешнему управляющему контроллеру в виде сигналов ошибки открытый коллектор. На следующем этапе эволюции структуры драйвера для снижения потерь в мостовых схемах биполярные транзисторы заменили на DMOS.

Кроме того, стал использоваться метод ШИМ токового управления, который позволил значительно уменьшить рассеиваемую на драйвере мощность. В структуре драйвера появились схемы защиты от перегрузки по току и перегрева кристалла, схемы обнаружения обрыва обмоток и короткого замыкания. Был добавлен режим энергосбережения. На рисунке 2 показаны диаграммы сигналов управления обмотками шагового биполярного двигателя для различных режимов. Обычно используется полношаговый или полушаговый режимы. Драйверы для их поддержки существенно проще и дешевле.

Диаграммы сигналов для управления шаговым двигателем Микрошаговый режим позволяет осуществлять дробление основного шага на несколько позиций и получать непосредственно без редуктора большую точность позиционирования вала двигателя.

Allegro Microsystems была первой фирмой, которая разработала и начала серийный выпуск недорогих интегральных драйверов SLAM и SLAM для двигателей, которые поддерживали режим микрошагового управления г.

На следующем этапе в структуру драйвера была добавлена логика, которая упростила управление двигателем и снизила нагрузку на внешний контроллер. Отныне для управления вращением вала на один шаговый угол требовались всего два сигнала — сигнал направления DIR и тактовый сигнал CLK или NXT , задающий скорость вращения. Этот интерфейс впервые появился у драйверов Allegro Microsystems и в дальнейшем стал использоваться в драйверах других производителей. Шаговые двигатели имеют ряд особенностей управления, связанных с инерционностью вала двигателя с нагрузкой и дискретностью движений вала.

После выполнения каждого шага под управлением токовых импульсов, поданных на обмотки, производилась фиксация вала за счет закорачивания цепей обмоток режим Slow или переполюсовки сигналов для более быстрой фиксации Fast см. Для преодоления этих недостатков потребовалась обратная связь, возможность изменять режимы управления фазами разгона и торможения при выполнении шага и др.

После оценки сигнала обратной связи можно выработать стратегию для изменения параметров управляющих сигналов. Например, если ситуация соответствует зоне проскока на шаг вперед, значит, для данного скоростного режима недостаточна сила торможения. В этом случае можно уменьшить ток активной фазы или использовать режим быстрого торможения. В руководстве по драйверам приводятся методики для выбора оптимальных параметров управления. Для адаптации параметров управляющих сигналов под конкретные параметры двигателя и режим движения, а также возможности динамической подстройки параметров сигналов для устранения потери шага, резонансного эффекта, повышения динамики на больших скоростях был добавлен последовательный интерфейс и соответствующие схемы цифровой регулировки параметров.

Параметры загружались в соответствующие режимные регистры. Этот уровень был впервые использован в микросхемах драйверов Allegro Microsystems, а затем появился в структурах драйверов STMicroelectronics, TI, Infineon.

К началу разработки компанией AMIS своей архитектуры драйверов на рынке уже присутствовали драйверы шаговых двигателей, которые имели, с одной стороны, достаточно высокий уровень интеграции, а с другой — набор функциональных параметров, обеспечивавших реализацию оптимальной и дешевой схемы управления. В качестве примера такого драйвера можно привести драйвер-контроллер А Allegro Microsystems. Для его управления использовался ШИМ, в мостовых схемах — полевые ключи; были реализованы различные типы защит от перегрузок.

Загрузка параметров и управление движением производилась через последовательный интерфейс. Поддерживался режим микрошага. В обеих мостовых схемах использовались два внешних резистивных токовых датчика для контроля перегрузки. Для улучшения формы кривой при микрошаговом режиме в А применялось автоматическое изменение режима спада тока в зависимости от текущего микрошага Mixed Decay Mode.

При ее разработке требовалось создать модульную архитектуру для реализации линейки микросхем с функциональными параметрами, ориентированными на различные варианты применения с разными уровнями цен. Степень интеграции и функциональности должна была соответствовать лучшим на то время образцам интегральных драйверов-контроллеров.

В архитектуре требовались модули, обеспечивавшие расширенные функциональные возможности. На рисунке 4 показана модульная архитектура линейки драйверов AMISxxx. Архитектура микросхем драйверов AMISxxx Белые поля соответствуют резидентным модулям, которые присутствуют во всех микросхемах семейства. Цветными полями маркированы необязательные модули, определяющие специфику и назначение микросхемы драйвера.

В семейство AMISxxx входит семь микросхем A—G , различающихся интерфейсом управления, поддержкой некоторых функций и электрическими характеристиками см. Они отличаются некоторыми функциональными элементами, применением и, что особенно важно, ценой. Первая серия микросхем AMISxx см. При разработке большинства современных приложений она может служить отличной и недорогой альтернативой драйверам Allegro Microsystems, Infineon, Toshiba, TI, National Semiconductor, ROHM, обеспечивая функциональную совместимость.

Их интерфейс управления образован последовательным портом SPI для конфигурирования и мониторинга и специализированными линиями ввода-вывода, в т.

DIR direction определяет направление вращения, а сигнал на входе NXT Next подается в качестве команды для выполнения очередного шага поворота вала.

Скорость движения и режим дробления шага устанавливаются предварительно через режимные регистры драйвера. Работая совместно с внешним микроконтроллером, ИС AMISxx выполняет преобразование заданной команды управления путем генерации на выходе драйверного каскада ШИМ-сигналов. Эта функция открывает широкие возможности по контролю и анализу работы ШД, обнаружению пропуска шага и возврата на шаг назад, введению обратных связей по положению и скорости, не требуя применения каких-либо дополнительных внешних компонентов.

Используется тот же сигнал противо-ЭДС и интегрированный автомат, изменяющий динамические параметры сигналов управления. Вход SWI можно использовать при отладке рабочих режимов или в штатном режиме типа концевика. Алгоритм управления AMISXX реализован в виде конечного автомата, то есть разработчику следует подать команду переместить двигатель в определенное положение, предварительно задав необходимое ускорение и максимальную скорость, а также требуемый размер микрошага.

Определяются рядом уровней нарастающих или спадающих напряжений, которые будут использоваться при выполнении соответствующей фазы по команде, поданной через сетевой интерфейс. Хост-контроллер при этом освобождается от локального контроля данных процессов. Для контроля используется встроенный запрограммированный пользователем автомат.

Заданы начальные и конечные точки процессов, определены ряды значений, устанавливающие степень ускорения и торможения. Выбор за разработчиком. Собственно, наличие счетчика числа шагов не всегда облегчает задачу, если в устройстве так или иначе используется микроконтроллер либо DSP. Расчет траектории производится программно. В большинстве приложений ресурс управляющего микроконтроллера достаточен для того, чтобы решать сложные задачи в реальном масштабе времени.

Поскольку не во всех случаях потребуются предельные режимы движения шагового двигателя, то не понадобится и сложный алгоритм управления динамическими параметрами драйвера. Реализованный в микросхеме интерфейс SPI можно использовать для задания таких параметров драйвера как амплитуда тока, шаговый режим, частота ШИМ. Микросхема драйвера, в свою очередь, передает в микроконтроллер статусы флагов состояния. В состав обоих семейств драйверов шаговых двигателей ON Semiconductor входит обратная связь, которая позволяет сравнивать электрическое и расчетное положение ротора, что можно использовать для контроля функционирования двигателя.

Драйвер AMIS идеально подходит для позиционирования подвижных элементов небольших устройств. Его основные приложения: коррекция угла наклона ламп в автомобильных фарах, кондиционеры, привод холостого хода двигателей, механика систем круиз-контроля, промышленное оборудование, устройства домашней автоматизации. Достигнутый благодаря новой технологии уровень интеграции позволил получить миниатюрный драйвер и уменьшить число сигналов управления.

Возможность объединения в одной ИС аналоговых и силовых каскадов на повышенные напряжения, а также низковольтных цифровых каскадов сделало возможным появление полностью интегрированных контроллеров ШД. Собственно двигатель получил цифровой интерфейс.

Шаговые двигатели и особенности их применения

Началось мое станкостроение со случайной ссылки на немецкий станок за DM, который на мой взгляд выглядел по детски, однако мог выполнять довольно много занятных функций. В тот момент, меня заинтересовала возможность рисовать платы это было еще до появления в моей жизни ЛУТ. В результате протяженных поисков в сети было найдено несколько сайтов посвященных этой проблеме, однако русскоязычных среди них не было ни одного это было примерно 3 года назад. Все собрал, запустил.

Шаговые двигатели и моторы Ардуино 28BYJ с драйвером ULN . Еще одна схема подключения биполярного шагового двигателя Nema

Схема простого драйвера для униполярного шагового двигателя

OpenRobo Производство на роботах. Драйвер шагового двигателя своими руками Содержание этой части обучения. Как крутить шаговый двигатель. Программа для микроконтроллера на двигатель. Nema Шнур с вилкой. Индикаторная отвертка. Соединитель Nema Драйвер IR Транзистор IRFN.

Схемы управления шаговыми двигателями

Предыстория Понадобилось мне прошлой осенью восстановить измерительный стенд. Одна из главных частей стенда — система протяжки лески с закрепленной на ней трубочке сквозь СВЧ-резонатор это такая медная банка весом кг. Причем протяжка должна осуществляться периодически с фиксацией положения на 1мм подвинул, остановился, подождал секунду, ещё на 1мм подвинул, и так далее. Естественно сразу возникла мысль о шаговом двигателе ШД. Но как им управлять?

Биполярные двигатели имеют две обмотки и, соответственно, четыре вывода.

Шаговые двигатели и моторы Ардуино 28BYJ-48 с драйвером ULN2003

В статье приводятся принципиальные схемы вариантов простого, недорогого контроллера шагового двигателя и резидентное программное обеспечение прошивка для него. Несмотря на простую схему и низкую стоимость комплектующих, контроллер обеспечивает довольно высокие характеристики и широкие функциональные возможности. Контроллер не имеет защиты от коротких замыканий обмоток двигателя. Но реализация этой функции значительно усложняет схему, а замыкание обмоток — случай крайне редкий. Я с таким не сталкивался.

Шаговый двигатель

Биполярные двигатели имеют две обмотки и, соответственно, четыре вывода. Униполярные двигатели также имеют две по обмотки, но у каждой из них есть центральный отвод, что позволяет использовать для управления двигателем простой униполярный драйвер т. Иногда средние отводы могут быть объединены внутри двигателя, такой двигатель может иметь 6 или 5 выводов. В силу простоты униполярной схемы управления эти двигатели находят широкое применение в самых различнх областях промышленности. Однако большинство драйверов предназначено для управления биполярными двигателями. Поэтому наибольший практический интерес у новичков вызывает именно схема управления биполярным шаговым двигателем. Постараемся разабраться, каким образом можно подключить 6-ти или 8-ми выводной мотор к биполярной схеме управления и как при этом изменяются электрические характеристики двигателя? Для подключения 6-ти выводного шагового двигателя к классическому биполярному драйверу может быть выбран один из двух способов — униполярное либо биполярное подключение обмоток двигателя.

Функциональная схема блока управления шаговым двигателем .. 33 . Основная задача драйвера шагового двигателя заключается в том, что бы . низкий момент, чем у биполярного двигателя тех же габаритов. Тем не.

Как запустить шаговый двигатель схема

Для управления шаговыми двигателями используют специальные устройства — драйверы шаговых двигателей. Популярный драйвер шагового двигателя А работает от напряжения В и может обеспечить ток до 1 А на фазу без радиатора. Рисунок 4.

Как запустить шаговый двигатель схема

Предшественником шагового двигателя является серводвигатель. Шаговые импульсные двигатели непосредственно преобразуют управляющий сигнал в виде последовательности импульсов в пропорциональный числу импульсов и фиксированный угол поворота вала или линейное перемещение механизма без датчика обратной связи. Это обстоятельство упрощает систему привода и заменяет замкнутую систему следящего привода сервопривода разомкнутой, обладающей такими преимуществами, как снижение стоимости устройства меньше элементов и увеличение точности в связи с фиксацией ротора шагового двигателя при отсутствии импульсов сигнала. Очевиден и недостаток привода с шаговым двигателем: при сбое импульса дальнейшее слежение происходит с ошибкой в угле, пропорциональной числу пропущенных импульсов [2]. Поэтому в задачах, где требуются высокие характеристики точность, быстродействие используются серводвигатели. В остальных же случаях из-за более низкой стоимости, простого управления и неплохой точности обычно используются шаговые двигатели.

Драйвер шагового двигателя своими руками — хотя биполярные шаговые двигатели относительно дороги, для своих физических размеров они обеспечивают высокий вращающий момент.

В статье рассматриваются типы шаговых двигателей, особенности их применения и схемы несложных устройств управления, позволяющие оценить возможности и освоить этот тип двигателей на практике. Статья написана на основании опыта автора по использованию шаговых двигателей в робототехнике. А именно для систем синхронной связи на постоянном токе. Скорость вращения шагового двигателя определяется только частотой следования импульсов управления. Для устройств на основе шаговых двигателей, как правило, не требуется концевых выключателей или каких-то конечных сенсоров. При этом подсчитываются импульсы ЭДС, генерируемые обмоткой двигателя при вращении его ротора внешней силой.

Ежедневно в мире производится более 20 млн. В статье обсуждаются особенности построения эффективных систем управления электродвигателями с использованием FPGA, возможности применения FPGA в промышленных сетях и вопросы выбора оптимальной системы управления электроприводом. В настоящее время вопросы повышения энергоэффективности электроприводов выходят на первый план в промышленных приложениях. В статье рассмотрены такие методы улучшения КПД электродвигателя как применение оптимальных алгоритмов управления и контроль коэффициента мощности ККМ.






Драйверы двигателей

Сортировка:

Таблица 1. Требуемые импульсные входы на шагах A и B
Шаг № А_Шаг B_Шаг
0 Х л
1 л л
2 л Х
3 Х Х
4 Х л