Что такое шаговый двигатель stm

Что такое Nano USM и как он сравнивается с объективом STM или USM?

dpollitt

Canon EF-S 18-135mm f / 3.5-5.6 IS USM имеет обозначение Nano USM на объективе. Что это значит? Каковы преимущества его использования по сравнению с STM или USM?

У нас есть поток терминологии, который обычно охватывает эти вопросы, но он еще не решен, и я заинтересован в сравнении с аналогичной технологией, которую предлагает Canon.

dpollitt

Объективы Canon с автофокусом долгое время фокусировались на скорости, а не на плавной и тихой работе. Это то, что мы знаем сегодня как USM (ультразвуковой двигатель) . Поскольку использование зеркальных фотокамер для видео стало более популярным, Canon представила объективы STM (шаговый двигатель) , обеспечивающие более плавное восприятие; хотя в небольшом недостатке на стороне скорости.

Nano USM устраняет недостатки STM, обеспечивает скорость USM и обладает плавностью STM. Производительность Nano USM основана на аналогичной ультразвуковой вибрации, преобразованной в методологию движения, которую USM использовала в течение некоторого времени. Фактическая работа автофокуса практически бесшумна, что важно в основном для видео, но может быть рассмотрено при определенных сценариях съемки неподвижных изображений.

Его претензии в конечном итоге представляют его как лучшее из обоих миров ; Это означает, что шутеры и видеографы, скорее всего, будут довольны работой и результатами. Поскольку эта технология доступна только в объективах Canon, а первая была анонсирована только недавно — только время покажет, насколько она эффективна, как заявлено.

Для получения дополнительной информации см. Статью Canon USA: что нового: Nano USM — новая технология ультразвукового двигателя

Майкл Кларк

ceving

daninmich

Одной из функций, не упомянутых выше, является возможность подключения нового объектива к адаптеру Canon Power Zoom PZ-E1. Как мне объяснили, этот адаптер дает видеографам возможность увеличивать или уменьшать изображение при съемке видео сцены с помощью ручного пульта, а не ручного увеличения. Возможно, это не важно, если вы снимаете только фото, но это может быть очень удобно при съемке видео.

Майкл Кларк

До сих пор фокусирующие двигатели Canon Nano USM использовались в объективах EF 18-135 мм f / 3,5-5,6 IS USM и EF 70-300 мм f / 4-5,6 IS II USM.

Это тип двигателя AF, который, как и Ring USM, использует микропьезо-колебания для перемещения элементов фокусировки объектива. В случае двигателей Nano USM AF движение происходит в линейном, а не вращательном направлении.

Для более детального ознакомления с множеством фотографий нового мотора Nano USM AF, посмотрите запись в блоге Роджера Цикала о его демонтаже EF 70-300mm f / 4-5.6 IS USM II.

Использование прямых линейных перемещений элементов автофокусировки означает, что линзы Nano USM можно фокусировать только вручную, используя механическое, а не механическое соединение между фокусирующим кольцом объектива и фокусирующими элементами.

Это похоже на технологию шагового двигателя Canon (STM), которая также требует ручной фокусировки по проводам (хотя шаговые двигатели Canon используют вращательные движения). Это исключает возможность фокусировки объектива при использовании «тупых» удлинительных трубок или freelensing. Вы не можете перемещать элементы фокусировки, чтобы парковать их, когда объектив не прикреплен к включенному корпусу камеры EOS. Камера должна быть включена и экспозамер должен быть активен для перемещения фокусирующих элементов объектива. Существует даже очень небольшое количество (в основном, старых, снятых с производства) объективов USM с фокусировкой по проводам , но подавляющее большинство объективов USM способны регулировать фокусировку вручную, перемещая кольцо фокусировки без какого-либо электрического подключения или питания.

При съемке с использованием системы ручной фокусировки фокусировки проводов объективов STM и Nano USM необходимо учитывать некоторые факторы, которые могут вызывать или не вызывать беспокойство в зависимости от пользователя. Дополнительную информацию о сравнительных различиях трех разных типов электродвигателей АФ в трех недорогих объективах Canon 50 мм см. В разделе: Какой объектив лучше, 40 или 50 мм, для прогулок?

Читать еще: Электрические схемы двигателя исузу

_{Focus «фокусировка по проводам» означает, что нет прямой связи между кольцом ручной фокусировки и механизмом фокусировки объектива.} _{Скорее, кольцо фокусировки передает набор электронных инструкций на корпус камеры, который, в свою очередь, отправляет электронные инструкции на объектив для перемещения элементов фокусировки с помощью того же двигателя, что и при автоматической фокусировке объектива на камере.} _{Наименьшее возможное движение фокуса с мотором STM AF составляет один «шаг» шагового двигателя в объективе.} _{Однако можно выполнить ручную фокусировку (даже если «по шагам» по проводам), не отключая AF с помощью переключателя на боковой поверхности тубуса объектива.} _{Это известно как «полная ручная фокусировка».} _{Для этого необходимо сначала наполовину нажать кнопку спуска затвора или нажать кнопку AF-ON или кнопку AE Lock (*), чтобы активировать систему фокусировки камеры, прежде чем можно будет вручную сфокусировать объектив.}

AVR Урок 18. Подключаем шаговый двигатель. Часть 2

Урок 18

Подключаем шаговый двигатель

Продолжим подключение к микроконтроллеру Atmega8a подключить шагового двигателя.

В прошлой части занятия мы изучили принцип работы шагового двигателя, а также драйвера шагового двигателя, а также изучили определёные режимы работы данного двигателя.

В данной части занятия мы подключим его к живому контроллеру, а венее к нашей отладочной плате, и, хотя мы, скорее всего, им пока ещё не зашагаем, но код писать начнём.

Для наглядности шагания я прицепил яркую скрепку к валу ротора двигателя, получилось вот так

Шаговый двигатель мы будем подключать вот к такому драйверу

Ну, давайте и подключим

Черный и белый провод, которые мы видим подключенными к драйверу будут подавать питание не микросхему, а также, следовательно и на двигатель чеез выходные ножки разъёма. Питание мы подадим вот с такого вот блока питания на 9 вольт от внешнего жесткого диска

Но 9 вольт для двигателя много, так как питаться он должен от 5 вольт, поэтому применим вот такой вот преобразователь, который на выходе нам выдаст стабилизированные 5 вольт. Данный преобразователь может также выдавать и 3,3 вольт, но нам нужно именно 5 вольт

Подключим к преобразователю питание с блока питания

С преобразователя стабилизированное питание пойдёт на драйвер мотора по белому и чёрному проводу

К контроллеру Atmega8A мы подведём 4 провода для управления двигателем через драйвер на ножки 23 – 26 (ножки портов PC0-PC3)

С другой стороны данные провода мы подключим к ножкам драйвера IN1-In3

Осталось нам подключить к плате программатор и включить к питанию 220 вольт блок питания.

Теперь пришло время заняться кодом.

Проект был создан стандартным образом и назван MyStepMotor, также обычным образом к проекту подключен файл main.h и созданы два файла для будущей библиотеки шагового двигателя с именами stepmotor.h и stepmotor.c.

Содержание файла MyStepMotor.c у нас такое

#include «main.h»

int main ( void )

while (1)

А содержимое main.h такое

#ifndef MAIN_H_

#define MAIN_H_

#define F_CPU 8000000UL

#include

#include «stepmotor.h»

#endif /* MAIN_H_ */

В файле stepmotor.c мы подключим хедер-файл и напишем некоторые макроподстановки для удобного написания кода и обращения к ножкам портов, благо мы знаем к каким ножкам драйвера от каких ножек порта поступает сигнал, также напишем макрос для задержки. 5 милисекунд нам хватит

#include «stepmotor.h»

#define SM_port PORTC

#define SM_ddr DDRC

#define IN1 PORTC0

#define IN2 PORTC1

#define IN3 PORTC2

#define IN4 PORTC3

#define SM_delay _delay_ms (5)

Теперь давайте напишем первую функцию. Это будет функция инциализации нашего двигателя

void SM_ini ( void )

SM_ddr |= (1 IN4 )|(1 IN3 )|(1 IN2 )|(1 IN1 );

((1 IN4 )|(1 IN3 )|(1 IN2 )|(1 IN1 ));

Это стандартная функия инициализация ножек порта на выход и установки всех ножке порта в низкое логическое состояние.

Напишем для неё прототип в хедере

void SM_ini ( void );

А затем вызовем в main()

SM_ini ();

Попробуем собрать код, прошивать пока не будем, так как смысла в этом нет. Функций ещё будет много.

Читать еще: Чем закрепить защиту двигателя

Программатор и шаговый двигатель 28YBJ-48 с драйвером ULN2003 можно приобрести здесь:

Смотреть ВИДЕОУРОК (нажмите на картинку)

STSPIN820: все управление шаговыми двигателями до 45 В — в одной миниатюрной ИС

Компании STMicroelectronics, за счет отказа от встроенного микроконтроллера, удалось упаковать драйвер шагового двигателя с разрешением 256 микрошагов и напряжением до 45 В в корпус 4х4 мм.

Популярное семейство драйверов шаговых двигателей, к которому принадлежат STSPIN220, STSPIN230, STSPIN233 производства STMicroelectronics, пополнилось еще одним интересным продуктом.

Микросхема STSPIN820 представляет собой драйвер шагового двигателя с напряжением питания 45 В, разрешением до 256 микрошагов и наименьшими габаритами по сравнению с аналогами, представленными на рынке.

Рис. 1. Внешний вид драйвера STSPIN820 в 24-выводном корпусе QFN 4×4 мм

При выборе товара как профессионалы, так и обычные потребители предпочитают изделия меньшего размера, особенно если это изделия для повседневного использования. Даже если конечный продукт имеет размеры, сопоставимые с вендинговым автоматом или банкоматом, разработчики стремятся уменьшить габариты применяемых в нем контроллеров двигателя, так как это способствует сокращению количества компонентов, упрощению конструкции, повышению надежности и уменьшению затрат на разработку и производство изделия. Исходя из потребностей рынка, компания STMicroelectronics ориентируется на монокристальную структуру драйверов двигателя.

Драйвер STSPIN820 размещен в компактном корпусе размером 4×4 мм (рисунок 1) и содержит схему управления, два независимых широтно-импульсных модулятора (ШИМ) с контролем тока и силовой каскад, состоящий из двух мостовых схем с защитой от короткого замыкания нагрузки. Диапазон рабочих напряжений драйвера, составляющий 7…45 В, позволяет использовать его в системах управления двигателями с напряжением 10, 24 или 36 В, при этом во всем диапазоне сохраняется достаточный запас по напряжению с учетом возможных пульсаций на шине электропитания. Таким образом, благодаря максимальному напряжению питания 45 В обеспечивается совместимость драйвера с широкой номенклатурой встраиваемых систем.

Оптимизация характеристик драйвера

Для того чтобы получить разрешение 256 микрошагов, компания ST разработала усовершенствованный прецизионный алгоритм управления двигателем посредством широтно-импульсной модуляции с контролем тока. В данном алгоритме очередной шаг формируется встроенным компаратором, который сравнивает мгновенное значение тока двигателя с порогом, заданным цифро-аналоговым преобразователем (ЦАП).

Одной из важных характеристик драйвера STSPIN820 является более тихая и плавная работа двигателя, достигнутая благодаря оптимизации структуры драйвера. Шаговые двигатели являются достаточно шумными устройствами, и разработчики, ориентирующиеся только на свой практический опыт, принимают это как должное, не видя возможности улучшить данную ситуацию. Усовершенствованные алгоритмы, разработанные компанией ST, позволяют контролировать пульсации момента вращения, благодаря чему драйвер способен снизить акустический шум шагового двигателя до уровня, сопоставимого с уровнем шума бесколлекторного двигателя.

Оптимизированная структура STSPIN820 позволила также отказаться от встроенного микроконтроллера (МК), имеющегося в других драйверах серии STSPIN, например, STSPIN32F0(A). Такое решение обусловлено тем, что разработчики мобильных электронных устройств имеют в своем распоряжении широкую номенклатуру МК с вычислительными ресурсами, достаточными для управления двигателями. Отказ от встроенного МК позволил компании ST значительно уменьшить размеры кристалла, сохранив при этом все преимущества нового драйвера без ухудшения его характеристик.

Оптимизация энергопотребления драйвера

Благодаря инновационной структуре (рисунок 2), драйвер шагового двигателя STSPIN820 обладает наименьшими габаритами среди аналогичных устройств, представленных на рынке. Другим фактором оптимизации является использование встроенных МОП-транзисторов с сопротивлением канала в открытом состоянии R_DS(ON) = 500 мОм. Некоторые разработчики склонны выбирать МОП-транзисторы со сверхнизким значением R_DS(ON), однако такие транзисторы имеют большие габариты и высокую стоимость. Преимуществом STSPIN820 является удачный компромисс между размерами, стоимостью и характеристиками драйвера двигателя. Значение R_DS(ON) драйвера STSPIN820 меньше по сравнению с большинством аналогов, в которых используются транзисторы с сопротивлением канала 700 и 800 мОм. При этом встроенные МОП-транзисторы занимают малую площадь кристалла и рентабельны в производстве, что обеспечивает драйверу STSPIN820 широкие возможности применения при привлекательной цене. Учитывая, что для большинства встраиваемых устройств действующее значение тока нагрузки драйверов не превышает 1,5 А, транзисторы с R_DS(ON) = 500 мОм имеют достаточный запас по рассеиваемой мощности.

Читать еще: Prado 120 тюнинг двигателя

Рис. 2. Структурная схема драйвера шагового двигателя STSPIN820

Другим фактором оптимизации является энергосберегающая технология, разработанная компанией ST и реализованная в драйвере STSPIN820 посредством специального вывода дежурного режима (вывод 16). В тех промежутках времени, когда двигатель неактивен, драйвер можно перевести в режим пониженного энергопотребления, при котором питание силового каскада отключено и ток потребления драйвера снижается до величины не более 45 мкА. Наличие вывода дежурного режима позволяет также быстро активировать драйвер и перевести его из дежурного в рабочий режим.

Начало работы с STSPIN820

Для освоения драйвера STSPIN820 компания ST предлагает плату расширения X-NUCLEO-IHM14A1 (рисунок 3). Использование платы расширения является наиболее быстрым и доступным способом изучения режимов работы и характеристик драйвера, например, режима управления ШИМ с контролем тока и энергосберегающего дежурного режима.

Рис. 3. Плата расширения X-NUCLEO-IHM14A1 на основе драйвера STSPIN820

В дополнение к плате расширения компания ST предлагает пакет программ X-CUBE-SPN14, который может быть полезен как начинающим пользователям, так и разработчикам со стажем. Пакет программ содержит предварительно скомпилированные двоичные файлы, что позволяет сразу же начать работу с шаговым двигателем, выполнив всего три последовательных действия:

подключение к плате расширения X-NUCLEO-IHM14A1 шагового двигателя и отладочной платы STM32 NUCLEO;
подключение платы STM32 NUCLEO к ПК;
перемещение предварительно скомпилированного двоичного файла в соответствующую папку с проектом STM32 NUCLEO и нажатие на кнопку сброса платы.

После запуска тестового приложения разработчик получает доступ ко всем функциям STSPIN820, в частности – к перечисленным в документации режимам установки шага двигателя и другим параметрам драйвера.

Что такое шаговый двигатель stm

Объектив Canon EF f/3.5-5.6 IS STM

Объектив Canon EF 50 мм f/1.8 STM

Объектив Canon 10-18 мм f/4.5-5.6 IS STM

Почувствуйте себя в центре событий

Компактный телеобъектив позволит вам почувствовать себя в центре событий. Стабилизатор изображения предотвращает размытость изображения, возникающую вследствие случайных движений камеры. Технология STM обеспечивает плавную и бесшумную фокусировку при съемке видео.

Компактный, мощный зум-телеобъектив

Объектив EF-S 55-250mm f/4-5.6 IS STM идеально дополнит стандартный зум-объектив EOS 18-55mm и подойдет для путешествий, съемки дикой природы и спортивных событий. Он сочетает в себе мощные характеристики телеобъектива, отличное качество изображения и удобное интуитивное управление.

Оптический стабилизатор изображения

Объектив EF-S 55-250mm f/4-5.6 IS STM применяет технологию стабилизации изображения Canon для большей резкости про съемке. Это позволяет снимать при выдержке на 3,5 ступени медленнее по сравнению со стандартными значениями, защищая при этом изображение от случайных сотрясений камеры — это очень важно при съемке в условиях низкой освещенности или с большим приближением. При распознавании съемки с проводкой происходит автоматическое отключение стабилизации по вертикали или по горизонтали соответственно, помогая передать ощущение скорости при съемке объектов в движении.

Технология STM

Объектив EF-S 55-250mm f/4-5.6 IS STM оснащен технологией шагового двигателя (STM) для плавной, бесшумной, следящей фокусировки при видеосъемке с использованием камер EOS и быстрым, точным автофокусом для фотосъемки. Фокусировка STM работает настолько тихо, что ее шум не улавливает даже микрофон камеры, позволяя снимать видео со звуком без посторонних шумовых помех.

Великолепное качество изображения

Объектив EF-S 55-250mm f/4-5.6 IS STM оснащен линзой с ультранизкой дисперсией (UD) со специальным покрытием Super Spectra, что обеспечивает четкие, резкие, высококонтрастные изображения вне зависимости от фокусного расстояния. 7-лепестковая диафрагма повышает качество областей изображения, находящихся вне зоны резкости, в результате резкий объект съемки выделяется на мягком, размытом фоне.

Создан для прекрасных фотографий

Кольцо ручной фокусировки позволяет точно и быстро наводиться на резкость в любых условиях, а минимальное фокусное расстояние 0,85 м позволяет вести фотосъемку маленьких объектов. Неподвижный передний компонент позволяет удобное использование фильтров.