Что такое режим драйвера для шагового двигателя

Драйвер шагового двигателя — устройство, виды и возможности

Шаговые двигатели применяются сегодня во многих промышленных сферах. Двигатели данного типа отличаются тем, что позволяют добиться высокой точности позиционирования рабочего органа, по сравнению с другими типами двигателей. Очевидно, что для работы шагового двигателя требуется точное автоматическое управление. Именно этой для этой цели и служат контроллеры шаговых двигателей , обеспечивающие бесперебойную и точную работу электроприводов различного назначения.

Грубо принцип работы шагового двигателя можно описать так. Каждый полный оборот ротора шагового двигателя состоит из нескольких шагов. Подавляющее большинство шаговых двигателей рассчитаны на шаг в 1,8 градуса, и на полный оборот приходится 200 шагов. Привод меняет положение на шаг при подаче на определенную обмотку статора напряжения питания. Направление вращения зависит от направления тока в обмотке.

Следующий шаг — выключается первая обмотка, питание подается на вторую и так далее, в итоге после отработки каждой обмотки ротор совершит полный оборот. Но это грубое описание, на деле алгоритмы несколько сложнее, и об этом будет рассказано далее.

Алгоритмы управления шаговым двигателем

Управление шаговым двигателем может быть реализовано по одному из четырех основных алгоритмов: попеременное включение фаз, управление с перекрытием фаз, полушаговое управление или микрошаговое управление.

В первом случае в каждый момент времени питание получает только одна из фаз, и точки равновесия ротора двигателя на каждом шагу совпадают с ключевыми точками равновесия — полюса отчетливо выражены.

Управление с перекрытием фаз позволяет ротору получить шаги к позициям между полюсными выступами статора, что увеличивает вращающий момент на 40% по сравнению с управлением без перекрытия фаз. Угол шага сохраняется, однако положение фиксации смещено — оно находится между полюсными выступами статора. Эти первые два алгоритма применяются в электротехническом оборудовании, где очень высокая точность не требуется.

Полушаговое управление — комбинация первых двух алгоритмов: через шаг питание получают то одна фаза (обмотка), то две. Размер шага уменьшается вдвое, точность позиционирования получается более высокой, снижается вероятность наступления механического резонанса в двигателе.

Наконец, микрошаговый режим. Здесь ток в фазах меняется по величине так, чтобы положение фиксации ротора на шаг приходилось бы на точку между полюсами, причем, в зависимости от соотношения величин токов в одновременно включенных фазах, таких шагов можно получить несколько. Регулируя соотношение токов, настраивая количество рабочих соотношений, получают микрошаги — наиболее точное позиционирование ротора.

Драйвер шагового двигателя

Чтобы выбранный алгоритм реализовать практически, применяют драйвер шагового двигателя . Драйвер содержит в себе силовую часть и контроллер.

Силовая часть драйвера — это полупроводниковый усилитель мощности, задача которого преобразовать подаваемые на фазы импульсы тока в перемещения ротора: один импульс — один точный шаг или микрошаг.

Направление и величина тока — направление и величина шага. То есть задача силовой части — подать ток определенной величины и направления в соответствующую обмотку статора, удержать этот ток в течение некоторого времени, а также осуществлять быстрое включение и выключение токов, чтобы скоростные и мощностные характеристики привода соответствовали бы поставленной задаче.

Чем более совершенна силовая часть драйвера, тем больший момент можно получить на валу. Вообще, тренд прогресса в совершенствовании шаговых двигателей и их драйверов — получить от двигателей малых габаритов значительный рабочий момент, высокую точность, и сохранить при этом высокий КПД.

Контроллер шагового двигателя

Контроллер шагового двигателя — интеллектуальная часть системы, которая обычно изготовлена на базе микроконтроллера с возможностью перепрограммирования. Именно контроллер отвечает за то, в какой момент, на какую обмотку, на какое время, и какой величины ток будет подан. Контроллер управляет работой силовой части драйвера.

Продвинутые контроллеры подключаются к ПК, и могут регулироваться в режиме реального времени при помощи ПК. Возможность многократного перепрограммирования микроконтроллера избавляет пользователя от необходимости каждый раз при корректировке задачи приобретать новый контроллер — достаточно перенастроить уже имеющийся, в этом гибкость, контроллер можно легко переориентировать программно на выполнение новых функций.

На рынке сегодня представлены широкие модельные ряды контроллеров шаговых двигателей от различных производителей, отличающиеся возможностями расширения функций. Программируемые контроллеры предполагают запись программы, а некоторые включают в себя программируемые логические блоки, при помощи которых возможна гибкая настройка алгоритма управления шаговым двигателем под тот или иной технологический процесс.

Управление шаговым двигателем при помощи контроллера позволяет достичь высокой точности вплоть до 20000 микрошагов на оборот. Причем управление может осуществляться как напрямую с компьютера, так и за счет прошитой в устройство программы или по программе с карты памяти. Если параметры в ходе выполнения задачи меняются, то компьютер может опрашивать датчики, отслеживать меняющиеся параметры и оперативно изменять режим работы шагового двигателя.

Есть в продаже блоки управления шаговым двигателем, к которым подключаются: источник тока, кнопки управления, источник тактового сигнала, потенциометр для настройки шага и т. д. Такие блоки позволяют быстро интегрировать шаговый двигатель в оборудование для выполнения повторяющихся цикличных задач с ручным или автоматическим управлением. Возможность синхронизации с внешними устройствами и поддержка автоматического включения, выключения и управления — несомненное достоинство блока управления шаговым двигателем.

Блок может управляться с компьютера напрямую, если, например, требуется воспроизвести программу для станка с ЧПУ, или в ручном режиме без дополнительного внешнего управления, то есть автономно, когда направление вращения вала шагового двигателя устанавливается датчиком реверса, а скорость регулируется потенциометром. Блок управления подбирается по параметрам к шаговому двигателю, который предполагается использовать.

В зависимости от характера поставленной цели выбирают способ управления шаговым двигателем. Если необходимо настроить простое управление маломощным электроприводом, когда в каждый момент времени один импульс подается на одну катушку статора: на полный оборот нужно, скажем, 48 шагов, и ротор будет перемещаться на 7,5 градусов при каждом шаге. Режим одиночных импульсов в этом случае подойдет.

Для достижения более высокого вращающего момента применяют двойной импульс — в две соседние катушки подается одновременно по импульсу. И если для полного оборота нужно 48 шагов, то опять же нужно 48 таких двойных импульсов, каждый приведет к шагу в 7,5 градусов но с на 40% большим моментом нежели в режиме одиночных импульсов. Скомбинировав оба способа можно получить 96 импульсов разделив шаги — получится 3,75 градуса на шаг — это комбинированный режим управления (полушаговый).

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Читать еще:  Шум при запуске двигателя tsi

Ранее на эту тему: Электропривод

Подписывайтесь на наш канал в Telegram!

Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Драйверы шаговых двигателей

Наша компания предлагет драйверы шаговых двигателей для управления ШД с широким диапазоном максимального тока обмотки, различными вариантами дробления шага и конструктивного исполнения.

Мы рады предложить нашим клиентам высококачественные промышленные цифровые драйверы для шаговых двигателей от ведущих мировых разработчиков и производителей устройств управления двигателями — Geckodrive Inc. (США) и Leadshine (Китай).

Драйвер шагового двигателя Geckodrive G201X

Максимальный ток обмотки ШД — 7 А
Нaпряжение питания — 18 .. 80 В
Режим рабoты — микрoшаг (1/10 шага)
Функции морфинга и подавления резонанса

Драйвер шагового двигателя Geckodrive G210X

Максимальный ток обмотки ШД — 7 А
Нaпряжение питания — 18 .. 80 В
Режимы — целый шаг, 1/2, 1/5 и 1/10 шага
Функции морфинга и подавления резонанса

Драйвер шагового двигателя Geckodrive G250X

Миниатюрный встраиваемый драйвер
Максимальный ток обмотки ШД — 3.5 А
Нaпряжение питания — 15 .. 50 В
Режим рабoты — микрoшаг (1/10 шага)
Функции морфинга и подавления резонанса

Цифровой драйвер шагового двигателя Leadshine DM2282

Максимальный ток обмотки ШД — 8.2 А
Напряжение питания — 80 .. 220 В (АС)
Режимы работы — микрошаг до 1/512
Функции подавления резонанса и вибраций
Интегрированная защита драйвера

Драйвер шагового двигателя A15

Миниатюрный маломощный драйвер
Максимальный ток обмотки ШД — 1.5 А
Нaпряжение питания — 10 .. 27 В
Режимы — целый шаг, 1/2, 1/4 и 1/16 шага
Функции защиты от КЗ и переполюсовки

Драйвер коллекторного серводвигателя G320X

Максимальный ток двигателя — до 20 А
Напряжение питания — 18 .. 80 В
Квадратурный энкодер
Цифро-аналоговый ПИД-регулятор

Драйвер шагового двигателя Geckodrive G203V

Максимальный ток обмотки ШД — 7 А
Нaпряжение питания — 18 .. 80 В
Режим рабoты — микрoшаг (1/10 шага)
Функции морфинга и подавления резонанса
Интегрированная защита драйвера

Драйвер шагового двигателя Geckodrive G213V

Максимальный ток обмотки ШД — 7 А
Нaпряжение питания — 18 .. 80 В
Режимы — целый шаг, 1/2, 1/5 и 1/10 шага
Функции морфинга и подавления резонанса
Интегрированная защита драйвера

Управление шаговыми двигателями

Мы предлагаем Вашему вниманию драйверы для шаговых двигателей от ведущих мировых разработчиков и производителей устройств управления двигателями — Geckodrive Inc. (США) и Leadshine (Китай).

Мощным цифровым драйверам Leadshine DM2282 нет равных для управления высокомоментными шаговыми двигателями серий FL110STH и FL130BYG.

Драйверы шаговых двигателей GeckoDrive

Основной модельный ряд драйверов GeckoDrive представлен четырьмя драйверами: G201X, G210X, G203V и G213V. Все данные драйверы предназначены для управления биполярными шаговыми двигателями с максимальным рабочим током фазы до 7 Ампер при напряжении питания до 80 Вольт.

Драйвер G210X работает в режимах целого шага, а также в режимах 1/2, 1/5 и 1/10 шага. Драйвер G201X работает только в режиме микрошага 1/10. (Часто этого вполне достаточно).

Также есть два драйвера с большим количеством встроенных защит — G203V и G213V (защита от короткого замыкания, от случайного изменения полярности напряжения питания, от превышения напряжения питания, от перегрева и т.д.)

Преимущества драйверов GeckoDrive

Основными функциональными преимуществами драйверов Geckodrive является:

  • подавление низкочастотных вибраций;
  • компенсация среднечастотного резонанса;
  • «морфинг» формы тока в фазах шагового двигателя в зависимости от частоты вращения;
  • адаптивная рециркуляция тока при простое двигателя;

Также следует отметить, что при всем этом функциональном разнообразии драйверы имеют миниатюрные габариты и малый вес (100 г).

Аппаратная функция компенсации среднечастотного резонанса и подавления низкочастотных вибраций является главным ноу-хау компании Geckodrive, и на сегодняшний день драйверы Geckodrive являются единственными в мире драйверами шаговых двигателей без обратной связи по положению ротора, в которых полноценно реализована эта функция.

В комплексе с микрошаговым управлением данная функция обеспечивает качественное и плавное вращение ротора шагового двигателя в широком диапазоне рабочих частот — от единиц Гц до десятков кГц, тем самым позволяя добиться от двигателя превосходной динамики и высоких скоростей вращения. Таким образом, проблемы, связанные с пропуском шагов на низких частотах и срывом вращения на средних частотах, больше не актуальны для пользователей драйверов Geckodrive.

Другим преимуществом драйверов Geckodrive является функция «морфинга» – плавного изменения формы тока в фазах шагового двигателя в зависимости от частоты вращения ротора. С увеличением скорости, драйвер плавно переходит из микрошагового режима с синусоидальной формой тока в фазах шагового двигателя к полношаговому режиму с прямоугольной формой тока. Следует отметить, что несмотря на изменение режима управления, драйвер точно осуществляет позиционирование ротора двигателя и никаких «проскоков» шагов не возникает.

Известно, что микрошаговый режим отлично подходит для низких скоростей вращения шаговых двигателей, но с увеличением скорости двигатель в данном режиме не может обеспечить достаточный крутящий момент, что приводит к срыву вращения. Использование функции «морфинга» позволяет увеличить крутящий момент шагового двигателя на средних и высоких скоростях до 30%.

Во всех драйверах Geckodrive используется функция адаптивной рециркуляции тока в обмотках шагового двигателя, которая позволяет без потери выходного крутящего момента на валу двигателя уменьшить нагрев его корпуса как при вращении, так и в статическом режиме. Кроме того, благодаря данной функции корпус самого драйвера при работе на токах до 4 Ампер не нагревается больше чем на 40°, и, соответственно, не требует принудительного охлаждения.

В дополнение к данной функции в драйверах реализован режим автоматического уменьшения рабочего тока в обмотках шагового двигателя при простое. Данный режим дополнительно уменьшает нагрев как самого двигателя, так и драйвера, и позволяет значительно сократить потребляемую приводом мощность в статическом состоянии.

Схема подключения шагового двигателя

Схемы подключения шаговых двигателей к биполярным драйверам (на примере драйверов GeckoDrive) вы можете посмотреть на страничке

Нюансы биполярного и униполярного подключения мы выделили в отдельную страничку:

Мы рекомендуем вам ознакомиться с материалами этой статьи. Она поможет вам правильно пользоваться каталогом.

Важно знать, что для двигателей, имеющих более четырех выводвов, в каталоге приводятся «униполярные» параметры — ток фазы для униполярного подключения, статический ужерживающий момент при униполярном подключении, сопротивление и индуктивность обмотки для этого типа подключения ШД.

Для биполярных двигателей возможна только биполярная схема подключения ШД, поэтому все параметры в каталоге приводатся для этого типа подключения.

Читать еще:  Двигатель s6d на каких машинах

Крутящий момент униполярного двигателя, подключенного по биполярной схеме (например, для двигателей серии FL57STH76, подключенных без использования центральных отводов каждой обмотки), будет равен крутящему моменту биполярного двигателя того же габарита.

Блоки управления

Драйвер шагового двигателя SMD-8.0DIN

SMD-8.0DIN является драйвером шаговых двигателей нового поколения, поддерживает два режима управления и показывает отличную динамику и высокий момент на больших скоростях. Блок предназначен для работы с шаговыми двигателями с током фазы до 8.0 А в биполярном режиме. Крепление драйвера на стандартную DIN рейку облегчает его размещение в условиях производства.

Способы управления шаговым двигателем:

  • Импульсное управление положением
  • Аналоговое управление скоростью

Дополнительные возможности:

  • Встроенный тормозной резистор для работы с высокоинерционной нагрузкой
  • Возможность подключения внешнего тормозного резистора
  • Автоматический переход между токовым (с более высоким моментом и лучшей динамикой) и вольтовым (с более плавной и тихой работой) режимами управления фазами
  • Дробление шага до 1/128
  • Выбор значения тока удержания 70% или 100%
  • Возможность инвертирования сигнала Enable

Принципиальное отличие этого драйвера от предыдущих исполнений — новая конструкция и улучшенная схемотехника, которые обеспечивают очень быстрый разгон и сохранение значительного крутящего момента на высоких скоростях. Разгон до скоростей 1000 об/мин и более может осуществляться за доли секунды. Рабочая скорость более 4000 об/мин с поддержанием крутящего момента, достаточного для выполнения полезной работы теперь доступна для большинства моделей шаговых двигателей.

Технические характеристики драйвера шагового двигателя SMD-8.0DIN
Напряжение питания 24. 48В
Режимы дробления шага 1, 1/2, 1/4, 1/8, 1/16, 1/32, 1/64, 1/128
Максимальный ток фазы двигателя 8,0А

Размеры драйвера шаговых двигателей SMD-4.2

В зависимости от поставленной задачи блок управления может использоваться в одном из двух режимов управления — импульсное управление положением для решения задач позиционирования, управление скоростью аналоговым сигналом — для задач поддержания и регулирования скорости.

В режиме импульсного управления положением есть возможность инверсии сигнала разрешения EN.

Драйвер SMD-8.0DIN предусматривает два варианта коммутации обмоток шагового двигателя:

  • Токовое регулирование — при дроблении шага от 1 до 1/16
  • Вольтовое регулирование — при дроблении шага от 1/32 до 1/128

При токовом режиме управления контролируется максимальный ток, подаваемый на фазу двигателя. Для управления в этом режиме можно использовать любой шаговый двигатель с установкой максимального тока в настройках контроллера. Этот режим управления характеризуется большим крутящим моментом, высокой скоростью вращения, но ограничен максимальной величиной дробления до 1/16 от основного углового шага ШД.

Вольтовый режим управления характеризуется большей плавностью хода и возможностью дробления шага двигателя до 1/128 от величины основного углового шага. Однако, скорость и крутящий момент на выходном валу двигателя в этом режиме управления ниже по сравнению с токовым режимом. Режим вольтового управления может использоваться только с теми шаговыми двигателями, список параметров которых сохранен в памяти блока.

Обзор драйвера шагового двигателя A4988

Автор: Сергей · Опубликовано 11.04.2019 · Обновлено 13.04.2020

Сегодня расскажу о драйвере A4988, данный драйвер подойдет тем, кто планирует создать свой собственный 3D-принтер или станок ЧПУ с управлением шаговым двигателям.

Технические параметры

► Напряжения питания: от 8 до 35 В
► Установка шага: 1, 1/2, 1/4, 1/8, 1/16
► Напряжение логики: 3 В или 5.5 В
► Защита от перегрева: Есть
► Максимальный ток на фазу: 1 А без радиатора, 2 А с радиатором.
► Габариты модуля: 20 мм х 15 мм х 10 мм
► Габариты радиатора: 9 мм х 5 мм х 9 мм

Общие сведения о драйвере A4988

Основная микросхема модуля это драйвер от Allegro — A4988, которая имеет небольшие размеры (всего 8 мм х 6 мм), хоть микросхема и маленькая, но она может работать с выходным напряжение до 35 В с током до 1 А на катушку без радиатора и до 2 А с радиатором (дополнительным охлаждением). Для управления шаговым двигателем, необходимо всего два управляющих контакта (по сравнению с L298N необходимо четыре), один используется для управления шагами, второй для управления вращения двигателем.
Драйвер позволяет использовать пять вариантов шага, полный шаг, полшага, четверть шага, восьмой шаг и шестнадцатый шаг.

Распиновка драйвера A4988:
На драйвере A4988 расположено 16 контактов, назначение каждого можно посмотреть ниже:

EN — включение и выключение модуля (0 — включен, 5 В — выключен).
MS1, MS2 и MS3 — выбор режима микро шаг (смотрите таблицу ниже).
RST — сброс драйвера.
SLP — вывод включения спящего режима, если подтянуть его к низкому состоянию драйвер перейдет в спящий режим.
STEP — управляющий вывод, при каждом положительном импульсе, двигатель делает шаг (в зависимости от настройки микро шага), чем быстрее импульсы, тем быстрее вращаться двигатель.
DIR — управляющий вывод, если подать +5 В двигатель будет вращается по часовой стрелке, а если подать 0 В против часовой стрелки.
VMOT & GND — питание шагового двигателя двигателя от 8 до 35 В (обязательное наличие конденсатора на 100 мкФ ).
2B, 2A, 1B, и 1A — подключение обмоток двигателя.
VDD & GND — питание внутренней логики от 3 В до 5,5 В.

Если не планируете использовать вывод RST необходимо подключить его к выводу SLP, чтобы подтянуть его к питанию, тем самым включить драйвер.

Настройка микрошага
Драйвер A4988 может работать микрошаговом режиме, то есть может подавать питание на катушки с промежуточным уровням. Например, если взять двигатель NEMA17 с шагом 1.8 или 200 оборотов, в режиме 1/4, двигатель будет выдавать 800 шагов за оборот
Дня настройки микрошагов, драйвер A4988 имеет три выхода, а именно MS1, MS2 и MS3. Установив соответствующие логические уровни для этих выводов, можно выбрать режим микрошага.

Вывода MS1, MS2 и MS3 в микросхеме A4988 подтянуты резистором к земле, поэтому, если не подключать их, двигатель будет работать в режиме полного шага.

Система охлаждения A4988
При интенсивной работе микросхемы A4988 начинает сильно греется и если температура превысит придельные значение, может сгореть. По документации A4988 может работать с током до 2 А на катушку, но на практике микросхема не греется если ток не превышает 1 А на катушку. Поэтому если ток выше 1 А необходимо устанавливать радиатор охлаждения, который идет в комплекте.

Настройка тока A4988
Перед использованием мотора нужно сделать небольшую настройку, необходимо ограничить максимальную величину тока, протекающего через катушки шагового двигателя и ограничить его превышение номинального тока двигателя, регулировка осуществляется с помощью небольшого потенциометра.
Существует два способа настройки:
1. Замерить ток, для этого возьмем амперметр и подключим его в разрыв любой из обмоток (двигатель должен работать в полношаговом режиме), так же, при настройки ток должен составлять 70% от номинального тока двигателя.
2. Расчет значение напряжения Vref, согласно документации на A4988, есть формула I_TripMax = Vref / (8 × Rs), из которой мы можем получить формулу.

Читать еще:  Что такое адаптация двигателя для холодного двигателя

Vref = I_TripMax x 8 x Rs

где,
I_TripMax — номинальный ток двигателя
Rs — сопротивление на резисторе.

В моем случаи на драйвере A4988 установлены резисторы Rs = 0,100 Ом (R100), а номинальный ток двигателя 17HS4401 равняется 1,7 А.

Vref = 1,7 х 8 х 0,100 = 1,36 В

Мы рассчитали максимальное значение для двигателя 17HS4401, но при таком напряжение двигатель будет греться в режиме ожидания, необходимо уменьшить это значение на 70%, то есть:

Vref х 0,7 = 0,952 В

Осталось только настроить, берем отвертку и вольтметр, плюсовой шуп вольтметра устанавливаем на потенциометр, а шуп заземления на вывод GND и выставляем нужное значение.

Подключение драйвера шагового двигателя A4988 к Arduino UNO

Необходимые детали:
Arduino UNO R3 x 1 шт.
► Драйвер шагового двигателя A4988 x 1 шт.
► Шаговый двигатель 17HS4401 x 1 шт.
► Комплект проводов DuPont 2.54 мм, 20 см x 1 шт.

Подключение:
Теперь, можно приступить к сборке схемы. Первым делом, подключаем VDD и GND к 5 В и GND на Arduino. Контакты DIR и STEP подключим к цифровым контактам 2 и 3 на Arduino. Подключение шагового двигатель к контактам 2B, 2A, 1A и 1B.

Предупреждение: Подключение или отключение шагового двигателя при включенном приводе может привести к его повреждению.

Затем необходимо подключить контакт RST к соседнему контакту SLEEP, чтобы включить драйвер. Так-же контакты выбора микрошага необходимо оставить не подключенными, чтобы работал режим полный микрошаг. Теперь осталось подключить питание двигателя к контактам VMOT и GND, главное не забудьте подключить электролитический конденсатор на 100 мкФ, в противном случаи при скачке напряжение, модуль может выйти из строя.

Программа:
Теперь можно приступки к программной части и начать управлять шаговым двигателем с помощью драйвера A4988, загружайте данный скетч в Arduino.

Драйвер шагового двигателя, DRV8825 для Arduino

С этим товаром берут

Общие сведения

Драйвер шагового двигателя DRV8825 — предназначен для управления биполярными шаговыми двигателями, работающими от напряжения 8,2 — 45 В и потребляющими до 2,2 А на каждую обмотку двигателя. Драйвер построен на базе одноимённого чипа DRV8825 производства Texas Instruments, он получил широкое распространение (в роботостроении, станках ЧПУ, 3D принтерах и т.д) благодаря простоте подключения, широкому функционалу и совместимости с драйвером A4988.

С принципом работы шаговых двигателей можно ознакомиться в разделе Wiki — Шаговые двигатели .

Характеристики

  • Напряжение питания двигателя: 8,2 . 45 В.
  • Максимальный ток на одну обмотку двигателя: 1,5 А без радиатора, 2,2 А с радиатором.
  • Напряжение питания логической части драйвера: 2,5 . 5,25 В.
  • Размер одного шага двигателя: от 1 до 1/32 полного шага.
  • Защита: от перегрева и от перегрузки по току.
  • Габариты платы драйвера: 20×15 мм.
  • Габариты радиатора: 9x5x9 мм.

Подключение

Питание

  • Напряжение питания логической части драйвера, от 2,5 до 5,25 В постоянного тока.
  • Напряжение питания двигателя, от 8,2 до 45 В постоянного тока.

Подробнее о драйвере

Шаговый двигатель это бесколлекторный двигатель, ротор которого вращается не плавно, а шагами (дискретно). Один оборот ротора (360°) состоит из определённого количества шагов. Количество полных шагов в одном обороте указывается в технической документации двигателя.

Управление шаговым двигателем осуществляется через входы «ENABLE», «STEP» и «DIR» драйвера (если считать, что на выводах «RESET» и «SLEEP» установлен уровень логической «1»). Подача логического «0» на вход «ENABLE» разрешает работу драйвера. С каждым фронтом импульса на входе «STEP», ротор двигателя будет поворачиваться на один шаг, направление поворота которого будет зависеть от логического уровня на входе «DIR».

Пример для двигателя 17HS1352-P4130 в полношаговом режиме:

  • Для разрешения работы драйвера, необходимо установить уровень логического «0» на входе «ENABLE» (так как вход инверсный).
  • У двигателя 17HS1352-P4130, один оборот ротора состоит из 200 полных шагов, значит за один полный шаг ротор повернётся на 1,8° (360° / 200 шагов).
  • Если подать на вход «STEP» 400 импульсов, при наличии логической «1» на входе «DIR», то ротор двигателя совершит два полных оборота в одну сторону.
  • Если подать на вход «STEP» 400 импульсов, при наличии логического «0» на входе «DIR», то ротор двигателя совершит два полных оборота в другую сторону.
  • Чем выше частота следования импульсов на входе «STEP», тем быстрее будет осуществляться поворот ротора.
  • Если работа драйвера разрешена (на входе «ENABLE» уровень логического «0») и на вход «STEP» не поступают импульсы, то ротор двигателя будет удерживаться в одном и том же положении, вне зависимости от уровня на входе «DIR». Удержание ротора означает что его трудно (или невозможно) повернуть прикладывая внешнюю физическую силу.
  • При подаче логической «1» на вход «ENABEL», драйвер отключится и ротор двигателя освободится, вне зависимости от состояния на остальных входах драйвера.

Ограничение максимального тока двигателя

Если на двигатель подать напряжение выше его номинального значения, это приведёт к увеличению скорости шага. Но увеличение напряжения приведёт и к увеличению силы тока, а превышение максимального тока двигателя, выведет его из строя.

Но драйвер DRV8825 позволяет ограничивать максимальный выходной ток двигателя (настраивается подстроечным резистором на плате драйвера). Таким образом можно увеличить напряжение в сети питания двигателя, предварительно ограничив выходной ток, по следующей формуле:

IMAX = VREF * 2, следовательно, VREF = IMAX / 2 , где:

Из представленной выше формулы ясно, что ограничение максимального тока зависит только от опорного напряжения. Настройка опорного напряжения VREF осуществляется подстроечным резистором, без подачи питания двигателя VMOT (настройку можно выполнять даже при отключённом от драйвера двигателе).

Пример

Настройка ограничения максимального тока для двигателя с номинальным током в 1 А.
IMAX = 1 А.
VREF = IMAX / 2 = 1 / 2 = 0,5 В.

Подаём питание логической части драйвера, но не подаём питание двигателя VMOT. Подключаем вольтметр черным щупом к любому выводу GND, а красным щупом к центральному выводу подстроечного резистора (металлическая вращающая часть). Поворачивая вращающуюся часть подстроечного резистора, добиваемся показаний на вольтметре = 0,5 В. Теперь можно подать питание двигателя VMOT. Ток протекающий через его обмотки не будет превышать 1 А.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector