Драйвер биполярного шагового двигателя с поддержкой «микрошага», разработанный товарищами из www.schmalzhaus.com, базируется на микросхеме A3967
Сверху графики работы драйвера в полношаговом и микошаговом режиме.
В полношагом режиме, драйвер запитывает обмотки двигателя полным током, а направление тока в обмотках двигателя изменяется с каждым шагом. Считается штатным режим работы двигателя. Главное достоинство, простота реализации. Из недостатков, двигатель сильнее подвержен вибрации и резонирует на низких скоростях.
В микрошаговом режиме происходит деление шага, в данном случаи на 8, с каждым шагом обмотки запитаны не полным током, а уровнем изменяемым по синусоидальному закону. Такой метод дает возможность фиксировать вал в промежуточных положениях между шагами, увеличить количество шагов и точность позиционирования вала двигателя, уменьшает вибрацию двигателя, особенно на низких скоростях, но требует применения специализированных драйверов.
код из видео.
/// код из видео https://youtu.be/yXoJgDPRips #define STEP 7 #define DIR 6 void setup() { pinMode(STEP, OUTPUT); pinMode(DIR, OUTPUT); } void stepper(unsigned int Step, int Speed, boolean Set) { digitalWrite(DIR, Set); for (int i = 0; i < Step; i++){ digitalWrite(STEP, HIGH); delayMicroseconds(Speed); digitalWrite(STEP, LOW); delayMicroseconds(Speed); } } void loop(){ stepper(500, 500, 1); stepper(1000, 200, 0); stepper(500, 2000, 1); stepper(100, 6000, 0); }
Запись опубликована 12.03.2018 автором admin в рубрике Обзоры с метками EasyDriver A3967, шаговый двигатель.
arduinolab.pw
Характеристики:
модель: A4988;напряжения питания: от 8 до 35 В;возможность установки шага: от 1 до 1/16 от максимального шага;напряжение логики: 3-5.5 В;защита от перегрева;максимальный ток на фазу: 1 А без радиатора, 2 А с радиатором;расстояние между рядами ножек: 12 мм;размер платы: 20 х 15 мм;габариты драйвера: 20 х 15 х 10 мм;габариты радиатора: 9 х 5 х 9 мм;вес с радиатором: 3 г;вес без радиатора: 2 г.
Описание и Схемы подключения здесь.
Плата создана на базе микросхемы A4988 компании Allegro - драйвера биполярного шагового двигателя. Особенностями A4988 являются регулируемый ток, защита от перегрузки и перегрева, драйвер также имеет пять вариантов микрошага (вплоть до 1/16-шага). Он работает от напряжения 8 - 35 В и может обеспечить ток до 1 А на фазу без радиатора и дополнительного охлаждения (дополнительное охлаждение необходимо при подаче тока в 2 A на каждую обмотку).
Описание:
Драйвер создан на базе микросхемы управления шаговым двигателем компании Allegro A4988, изготовленной по ДМОП-технологии с регулятором и защитой по току, поэтому мы настоятельно рекомендуем, перед использованием этого продукта, ознакомиться со спецификацией A4988 (1MB pdf). Этот драйвер позволит управлять биполярным шаговым двигателем с выходным током до 2 А на обмотку (для получения дополнительной информации смотрите раздел о рассеивании мощности). Ниже приведены ключевые особенности драйвера:
Обратите внимание, что Pololu производит несколько драйверов шаговых двигателей, которые могут быть использованы в качестве альтернативы этого модуля. У драйвера шагового двигателя Pololu A4988 Black Edition производительность на 20% выше, и за исключением тепловых характеристик, Black Edition, и данная (зеленая) плата являются взаимозаменяемыми. Есть также большая версия драйвера Pololu на A4988, которая имеет защиту от обратной мощности на главном входе питания, а также встроенной 5 В и 3,3 В стабилизаторы напряжения, которые устраняют необходимость в покупке отдельного питания для логики и двигателей. Платы Pololu на DRV8825 предлагают на около 50% более высокую производительность в более широком диапазоне напряжений и с несколькими дополнительными функциями, в то время как платы на DRV8834 работают с двигателями с напряжением питания от 2,5 В; любую из этих плат можно использовать в качестве альтернативы этого драйвера во многих приложениях.
Использование:
Соединение с источником питания:
Для работы с драйвером необходимо питание логического уровня (3 - 5,5 В), подаваемое на выводы VDD и GND, а также питание двигателя (8 - 35 В) на выводы VMOT и GND. Чтобы обеспечить необходимый потребляемый ток (при пиковых до 4 А), необходимо поставить конденсаторы для гальванической развязки как можно ближе к плате.
|
Внимание: В плате используются керамические конденсаторы с низким эквивалентным последовательным сопротивлением, что делает её уязвимой для индуктивно-ёмкостных скачков напряжения, особенно если питающие провода длиннее нескольких сантиметров. В некоторых случаях, эти скачки могут превысить максимально допустимое значение (35 В для A4988) и повредить плату. Одним из способов защиты платы от подобных скачков является установка большого (не меньше 47 мкФ) электролитического конденсатора между выводом питания (VMOT) и землёй близко к плате. |
При правильном подключении, через Pololu A4988 можно управлять четырёх-, шести- и восьми- проводными шаговыми двигателями
|
Внимание: Соединение или разъединение шагового двигателя при включённом драйвере может привести к поломке двигателя. |
Размер шага (и микрошага):
У шаговых двигателей обычно установлена конкретная величина (например 1,8° или 200 шагов на оборот), при которой достигается полный оборот в 360°. Микрошаговый драйвер, такой как A4988 позволяет увеличить разрешение за счёт возможности управления промежуточными шагами. Это достигается путём возбуждения обмоток средней величины тока. Например, управление мотором в режиме четверти шага даст двигателю с величиной 200-шагов-за-оборот уже 800 микрошагов при использовании разных уровней тока.
Разрешение (размер шага) задаётся комбинациями переключателей на входах (MS1, MS2, и MS3). С их помощью можно выбрать пять различных шагов, в соответствии с таблицей ниже. На входы MS1 и MS3 переключателя установлены 100 кОм подтягивающие на землю резисторы, а на MS2 - 50 кОм, и если оставить их не подключёнными, двигатель будет работать в полношаговом режиме. Для правильной работы в режиме микрошага необходим слабый ток (см. ниже), который обеспечивается ограничителями по току. В противном случае, промежуточные уровни будут некорректно восприниматься, и двигатель будет пропускать микрошаги.
|
MS1 |
MS2 |
MS3 |
Разрешение микрошага |
|
Низкий |
Низкий |
Низкий |
Полный шаг |
|
Высокий |
Низкий |
Низкий |
1/2 шага |
|
Низкий |
Высокий |
Низкий |
1/4 шага |
|
Высокий |
Высокий |
Низкий |
1/8 шага |
|
|
Высокий |
Высокий |
1/16 шага |
Входы управления:
Каждый импульс на входе STEP соответствует одному микрошагу двигателя, направление вращения которого зависит от сигнала на выводе DIR. Обратите внимание, что выводы STEP и DIR не подтянуты к какому-либо конкретному внутреннему напряжению, поэтому вы не должны оставлять эти выводы плавающими при создании приложений. Если вы просто хотите вращать двигатель в одном направлении, вы можете соединить DIR непосредственно с VCC или GND. Чип имеет три различных входа для управления состоянием питания: RST, SLP и EN. Дополнительные сведения об этих состояниях см. в техническом описании. Обратите внимание, что вывод RST плавает; если вы его не используете, вы можете подключить его к соседнему контакту SLP на печатной плате, чтобы подать на него высокий уровень и включить плату.
 |
ePN Cashback - сервис, который возвращает часть денег с покупок, сделанных в интернет магазинах, представленных в ePN Cashback |
Ограничение тока:
Для достижения высокой скорости шага, питания двигателя, как правило, гораздо выше, чем это было бы допустимо без активного ограничения тока. Например, типичный шаговый двигатель может иметь максимальный ток 1 А с 5 Ом; сопротивлением обмотки, отсюда максимально допустимое питание двигателя равно 5 В (U=I*R). Использование же такого двигателя с питанием 12 В позволит повысить скорость шага. Однако чтобы предотвратить повреждение двигателя, необходимо ограничить ток до уровня ниже 1 А.
Pololu A4988 поддерживает активное ограничение тока, которое можно установить подстроечным потенциометром на плате. Один из способов установить предельный ток - подключить драйвер в полношаговый режим и измерять ток, протекающий через одну обмотку двигателя без синхронизации по входу STEP. Измеренный ток будет равен 0,7 части предельного тока (так как обе обмотки всегда ограничиваются примерно на 70% от текущей настройки предельного тока в полношаговом режиме). Учтите, что при изменении логического напряжения Vdd, на другое значение, изменит предельный ток, поскольку напряжение на выводе "ref" является функцией Vdd.
Еще один способ установить предельный ток – измерить напряжение на выводе "ref" и вычислить полученное ограничение тока (резисторы SENSE равны 0,05 Ом). Напряжение вывода доступно через металлизированное сквозное отверстие (в кружке на шёлкографии печатной платы). Ограничение тока относится к опорному напряжению следующим образом:
Current Limit = VREF × 2,5
Например: опорное напряжение равно 0,3 В, предельный ток 0,75 А. Как упоминалось выше, в режиме полного шага, ток через катушки ограничен 70% от текущего предела, поэтому, чтобы получить полный шаг тока катушки в 1 А, текущий предел должен быть 1 A / 0,7 = 1,4 А, что соответствует VREF 1,4 A / 2,5 = 0,56 В. Смотрите спецификацию A4988 для получения дополнительных сведений.
|
Примечание: Ток обмотки может сильно отличаться от тока источника питания, поэтому не следует измерять ток на источнике питания, чтобы установить ограничение тока. Подходящим местом для измерения тока является одна из обмоток вашего шагового двигателя. |
Рекомендации по рассеиванию мощности:
Максимально допустимый ток подаваемый на обмотку, у микросхемы A4988 равен 2 A. Фактический ток, который можно подать на плату, зависит от качества охлаждения микросхемы. Плата разработана с учётом отвода тепла от микросхемы, но при токе выше 1 A на обмотку необходим теплоотвод или другое дополнительное охлаждение.
|
Эта плата может нагреться так, что можно получить ожог, задолго до того как перегреется сама микросхема. Будьте осторожны при обращении с платой и со всеми подключёнными к ней устройствами. |
Обратите внимание, что ток, измеренный на источнике питания, как правило, не соответствует величине тока на обмотке. Так как напряжение, подаваемое на драйвер, может быть значительно выше напряжения на обмотке, то, соответственно, измеряемый ток на источнике питания может быть немного ниже, чем ток на обмотке (драйвер и обмотка в основном работают в качестве переключаемого источника с пошаговым понижением питания). Кроме того, если напряжение питания намного выше необходимого двигателю уровня для достижения требуемого тока, то скважность будет очень низкой, что также приводит к существенным различиям между средним и RMS током (среднеквадратичное значение переменного тока).
www.progdron.com
категория
материалы в категории
Данный драйвер может использоваться для управления 2-фазными биполярными и униполярными шаговыми двигателями с 4 выводами, и может обеспечить ток работы до 2 А при максимальном напряжении 35 В.
Характеристики: • Номинальное напряжение питания: 5 В; • Номинальный ток потребления: 100 мА; • Напряжение питания двигателя: < 36 В; • Рабочий ток двигателя: < 2 А.
Схема, внешний вид и печатная плата драйвера
Драйвер поддерживает режимы работы "ШАГ" и "ПОЛУШАГ" (HALF/FULL), которые можно выбрать с помощью джампера JP2 или программно через разъём Р2, для этого нужно убрать джампер JP2 и на 3 контакт разъёма Р2подать логическую "1" - режим "ПОЛУШАГ", или логический "0" - режим "ШАГ".
Так же, можно установить с помощью джампера JP1 или программно направление движения вала шагового двигателя по часовой стрелке или против часовой стрелки (CW/CCW). Для этого нужно установить джампер JP1 в нужное положение или убрать джампер JP1 и подать на 4 контакт разъёма Р2 логическую "1" - по часовой стрелке, логический "0" - против часовой стрелки.
Шаговый двигатель делает 1 шаг после того как на контакт 5 разъёма Р2 (STEP) поступает импульс. Контакт 6 разъёма Р2 (ENABLE) разрешающий работу данного драйвера, то есть при подаче на него "1" - работа разрешена, если "0" - работа запрещена. Перед началом работы с помощью потенциометра RV1 нужно установить опорное напряжение для ШИМ в пределах 0…3 В, его величина зависит от тока обмоток двигателя.
Примечание: При работе с двигателями, у которых рабочий ток свыше 1 Ампера рекомендуется на микросхему L298 установить тепло отводящий радиатор.
Примечание 2Данное устройство можно приобрести в виде набора для самостоятельной сборки (печатная плата и комплект деталей) здесь
radio-uchebnik.ru
Драйвер униполярного шагового двигателя.
Если у вас есть5.25’ дисковод со старого компьютера, не спешите его выбрасывать. С него можно снять шаговый двигатель, а крутиться в разные стороны и с разной скоростью заставит его эта схема.
Рис.1. Принципиальная схема драйвера униполярного ШД.
В данном включении запитывать двигатель лучше напряжением 9±2В, при меньшем он начинает проскальзывать, при большем – греется. Максимальная частота генератора, которая не приводит к проскальзыванию – 400 Гц (при Uпит=7В). Транзисторы – можно использовать любые MOSFET, с током стока не менее 0,5 А. Переключатель направления – тумблер ТП1-2 или кнопка П2К. П2К вообще-то не рекомендую. Отстой. Сколько не видел схем с ними - везде неисправность одна - не работают именно они. В принципе, для этих шаговых двигателей рекомендуютсхему с запускающим импульсом длиной 150 мкс и амплитудой 15-18В, но это приводит к усложнению схемы, а наша цель – простота. Для тех, кто интересуется шаговыми двигателями, можно сходитьсюда, здесь много полезной информации.
Генератор импульсов можно сделать, например, на 555 таймере. Вариант с регулируемой частотой от 1,5 до 450 Гц приведен на рис.2, а модель генератора в формате MicroCAP лежит здесь (для моделирования запускать "transient mode").
Рис.2. Генератор импульсов 1,5 - 450 Гц.
А вообще по 555 таймеру мне очень понравилась вот эта ссылка. Очень подробно, внятно, много примеров, на английском только…
(c) SM, 1995 г.
Сайт управляется системой uCozmuralev.narod.ru
