BOOST-DRV8711步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)開發(fā)版測評(píng)

Hi 大家好，歡迎觀看本期貿(mào)澤電子測評(píng)內(nèi)容，本期將由電子工程師劉熙和大家測評(píng)一款步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)開發(fā)版——BOOST-DRV8711。

眾所周知，步進(jìn)電機(jī)具有控制靈活、性能好、運(yùn)行可靠、誤差不會(huì)長期累積、適用于電子控制等優(yōu)點(diǎn);已經(jīng)廣泛應(yīng)用在數(shù)字加工設(shè)備、自動(dòng)化生產(chǎn)線、自動(dòng)控制儀表、計(jì)算機(jī)、辦公自動(dòng)化和家用電器中，對(duì)于想要入門步進(jìn)電機(jī)的同學(xué)，選一款好的評(píng)估套件，可以加快學(xué)習(xí)進(jìn)度。

這款評(píng)估套件具體如何，讓我們一起來看看： 1 開箱

我們打開包裝盒，里面有一個(gè)評(píng)估版(BOOST-DRV8711)、一個(gè)防靜電袋、使用說明書和一塊防撞海綿。

2 評(píng)估版介紹

這款評(píng)估套件由以下元器件組成：

1)一顆DRV8711控制芯片

2)四顆CSD88537ND MOSFET3)一路步進(jìn)電機(jī)輸出控制接口4)一路直流電源輸入

5)一個(gè)MCU控制插排

該評(píng)估套件支持8.2-52V的直流電源輸入，持續(xù)輸出電流可達(dá)4.5A，所選MOS管Vds電壓為60V，Rds導(dǎo)通電阻僅有12.5mΩ，該芯片最高支持1/256微步進(jìn)分度器，具有過流、過熱和嵌壓鎖定等保護(hù)功能，支持SPI高速接口，它可以驅(qū)動(dòng)一組雙極性步進(jìn)電機(jī)或兩組直流有刷電機(jī)?？纱钶dTI Launchpad系列的MCU，官方配套有GUI界面，可以領(lǐng)代碼實(shí)現(xiàn)對(duì)步進(jìn)電機(jī)的評(píng)估，非常適合想要深入了解步進(jìn)電機(jī)控制技術(shù)和驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)技術(shù)的工程師。

3 開發(fā)板體驗(yàn)

圖3

如何使用這款評(píng)估套件來驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)呢?首先拿TI ESP430G2的開發(fā)版將其插入到步進(jìn)電機(jī)評(píng)估套件上，然后將兩相四線制步進(jìn)電機(jī)接入到評(píng)估套件，然后接入12V直流電源，最后則通過USB線將步進(jìn)電機(jī)評(píng)估版接入我們的電腦，需要做的準(zhǔn)備工作主要包括：

1)使用TI CCS軟件將固件下載到430開發(fā)版中

2)安裝GUI界面

安裝好CCS軟件后(省略安裝過程)，打開文件-導(dǎo)入-選擇已存在的CCS工程-next進(jìn)行下一步，將資料文件中的FIRMWARE文件導(dǎo)入，導(dǎo)入成功后出現(xiàn)圖4的界面：

圖4

之前我們已將USB線連接到開發(fā)版，現(xiàn)在選擇Debug按鍵，代碼會(huì)自動(dòng)編譯，編譯完成后，固件會(huì)自動(dòng)下載到開發(fā)版中，此時(shí)關(guān)閉界面即可。

接下來我們再來安裝GUI界面，這里提示下，GUI界面需要安裝兩個(gè)軟件，一個(gè)是基礎(chǔ)支撐軟件 GUI_Composer，安裝完成后按官方要求，將GUI界面拷貝到對(duì)應(yīng)文件夾內(nèi);然后打開該軟件，打開后的界面如圖5所示。

圖5

第一個(gè)界面由三部分構(gòu)成，界面分為左中右三列：

1、左邊部分：基本控制

1)Device Mode 控制模式，有兩個(gè)控制鍵

nSLEEP：直接控制開發(fā)版進(jìn)入低功耗模式，該模式下，無法控制步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行任何操作

RESET：點(diǎn)擊后可以對(duì)開發(fā)版進(jìn)行復(fù)位，通常用于出現(xiàn)異常時(shí)的復(fù)位恢復(fù)

2)Bridge Control 對(duì)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行進(jìn)步一操控

STEP/AIN1：單步運(yùn)動(dòng)控制

DIR/AIN2：運(yùn)動(dòng)方向切換

3)Status Outputs 步進(jìn)電機(jī)錯(cuò)誤指示燈

nFAULT：步進(jìn)電機(jī)錯(cuò)誤指示燈

nSTALL：步進(jìn)電機(jī)堵轉(zhuǎn)指示燈

2、中間是步進(jìn)電機(jī)的配置文件(Stepper Motion Profile )，由上下兩部分組成：

1)基于速度的配置文件

2)基于步數(shù)的配置文件

先來看第一個(gè)基于速度的配置文件，眾所周知，當(dāng)步進(jìn)電機(jī)啟動(dòng)的時(shí)候，最好從低速開始，然后逐漸提高至我們的目標(biāo)轉(zhuǎn)速，這里有一個(gè)很好的示例框，需要我們依次設(shè)置開始/停止速度、目標(biāo)轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)速加速度。接下來設(shè)置第二個(gè)基于步數(shù)的配置文件，當(dāng)填寫完這個(gè)參數(shù)后，可以讓步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行設(shè)置好的步數(shù)。3、右側(cè)部分 Common Settings

1)Step Mode微步模式，DRV8711最高支持1/256個(gè)微步，這里我們選擇full進(jìn)行測試

2)Decay Mode衰減模式

3)TORQUE 力矩

4)ISGAIN 電流增益

5)電流輸出值 根據(jù)上面的3和4可以算出步進(jìn)電機(jī)電流輸出的最大值全部設(shè)置完成后，點(diǎn)擊Set All按鍵，將參數(shù)寫入開發(fā)版。第二個(gè)界面是寄存器界面，當(dāng)?shù)谝粋€(gè)界面設(shè)置好后，參數(shù)會(huì)自動(dòng)同步到寄存器界面中。當(dāng)電子工程師需要開發(fā)自己的控制代碼時(shí)，可以根據(jù)寄存器界面，快速獲取應(yīng)該填入的參數(shù)，如下圖6所示。

圖6

下面我們來具體演示下，具體參數(shù)設(shè)置如圖7所示，完成后點(diǎn)擊開始按鈕，可以看到步進(jìn)電機(jī)正在按照我們設(shè)置的速度在正常運(yùn)轉(zhuǎn);點(diǎn)擊停止按鈕，可以根據(jù)聲音聽出來，步進(jìn)電機(jī)逐漸減速的過程。

圖7我們再來測試下基于步數(shù)的設(shè)置，通過參數(shù)我們可以看到，該步進(jìn)電機(jī)的力矩角度為1.8度，那么理論上，步數(shù)設(shè)置為200時(shí)，剛好旋轉(zhuǎn)一周360度，設(shè)置好后點(diǎn)擊開始按鈕，電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)正常：

圖8我們再來測試下基于步數(shù)的配置文件，根據(jù)剛才的演示，我們把步進(jìn)電機(jī)微布置設(shè)置成1/2，在1.8度的步距角下，現(xiàn)在200步的步數(shù)應(yīng)該只能轉(zhuǎn)到180度，如圖9所示，我們點(diǎn)擊下設(shè)置按鈕，然后點(diǎn)擊開始。

圖9可以看到步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速更慢且更細(xì)膩，同時(shí)旋轉(zhuǎn)角度由360度變?yōu)?80度。

4 開發(fā)板點(diǎn)評(píng)總結(jié)

紅色外觀的板子很漂亮，官方提供了完善的資料和GUI界面，讓設(shè)計(jì)師可以在很短時(shí)間內(nèi)零代碼完成對(duì)步進(jìn)電機(jī)的初步評(píng)估，所以這款開發(fā)套件非常適合初學(xué)者進(jìn)行使用。

由于步進(jìn)點(diǎn)擊具有運(yùn)行進(jìn)度搞的特點(diǎn)，現(xiàn)在已經(jīng)廣泛應(yīng)用在3D打印機(jī)中，我們都知道3D打印機(jī)是基于熱融的方式對(duì)塑料進(jìn)行一個(gè)增程的制造，這就要求塑料的噴頭可以在x、y、z三個(gè)軸上進(jìn)行精確的運(yùn)動(dòng)和控制，再加上abs塑料的進(jìn)料口，一共需要四個(gè)步進(jìn)電機(jī)，在四個(gè)步進(jìn)電機(jī)的共同作用下，可以輕松作出外觀和精度都很贊的3D打印作品。

在DRV8711進(jìn)行步進(jìn)電機(jī)控制時(shí)，步進(jìn)電機(jī)的選型非常重要，可以根據(jù)步進(jìn)電機(jī)的力矩做一個(gè)選型。下圖12為步進(jìn)電機(jī)的力矩計(jì)算公式，大家可以參考這個(gè)公式選擇適合自己的步進(jìn)電機(jī)。

圖10

關(guān)于DRV8711的硬件上，我們有以下建議給到大家：

圖11

在DRV8711電路中所采用電阻我們也有一些建議，詳見圖14：

圖12

如果你對(duì)這款開發(fā)套件感興趣，可以點(diǎn)此到貿(mào)澤電子官網(wǎng)購買。

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原文標(biāo)題：【開箱視頻】 TI BOOST-DRV8711電機(jī)驅(qū)動(dòng)開發(fā)板測評(píng)

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審核編輯：湯梓紅