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步進(jìn)電機控制的基礎(chǔ)知識

2388651 2022-10-27 | zip | 0.13 MB | 次下載 | 2積分

資料介紹

描述

大家好！我希望你已經(jīng)喜歡我之前的教程“如何制作人形機器人”。這是一個內(nèi)容豐富的教程，教你任何步進(jìn)電機控制的基礎(chǔ)知識，我已經(jīng)發(fā)布了一個關(guān)于控制直流電機的速度和方向的，今天我們將開始使用步進(jìn)電機，希望在下一個教程中我將解釋如何玩一些伺服電機。

在撰寫這篇文章的過程中，我們試圖確保本教程將成為您的最佳指南，以便您享受學(xué)習(xí)步進(jìn)電機控制的基礎(chǔ)知識，因為這對于那些想要開始電子和機器人學(xué)習(xí)的人來說非常重要。所以我們希望本教程包含所需的文檔。您將從本教程中學(xué)到什么：

定義步進(jìn)電機的用途和需求。
了解步進(jìn)電機機構(gòu)。
了解步進(jìn)電機驅(qū)動器 A4988 的重要性。
使用 Arduino 板制作適當(dāng)?shù)慕泳€圖。
編寫您的第一個步進(jìn)控制測試。
開始測試和調(diào)試

第 1 步：什么是“步進(jìn)電機”！

步進(jìn)電機，又稱步進(jìn)電機或步進(jìn)電機，屬于無刷直流電動機，其特點是將一個完整的旋轉(zhuǎn)分成多個相等的步或我們更好地稱之為等角，可以控制電機的軸位置移動并且在沒有反饋傳感器的情況下保持在這些角度，并且由于其高扭矩容量，這種電機可以在負(fù)載重時保持電機軸保持穩(wěn)定。

談到兩相的步進(jìn)電機類別，我們有：

雙極電機

帶有 4 根線來控制線圈的電源極性

單極電機

它帶有 5 或 6 根線用于控制。

第 2 步：步進(jìn)電機的工作原理

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線圈用于控制電機按照某些極性順序執(zhí)行的步驟。

兩個線圈雙極步進(jìn)的典型驅(qū)動模式為：A+ B+ A? B?

我們可以通過測量步進(jìn)連接線之間的電阻來用毫米定義線圈圖案，它應(yīng)該測量每兩個線圈端之間的一些電阻，請查看上面的照片。

為了使步進(jìn)器移動，控制器應(yīng)通過步進(jìn)驅(qū)動器發(fā)送一個電源極性序列，每次改變序列時，步進(jìn)器以恒定速度沿精確方向執(zhí)行一步，即序列速度，因此越快序列移動得越快，步進(jìn)器旋轉(zhuǎn)得越快。

第 3 步：步進(jìn)驅(qū)動器 A4988

回到控制驅(qū)動器，基本上是一些晶體管來控制流過步進(jìn)線圈的電流。

在我們的教程中，我們將使用A4988驅(qū)動器，它使我們能夠輕松控制步進(jìn)器的方向和速度，并且可以為電機提供高達(dá) 35V 2Amps 的輸出控制，驅(qū)動器將連接到我們的核心 Arduino Nano 板控制部分。

您可以在下面下載驅(qū)動程序完整數(shù)據(jù)表

第 4 步：電路圖

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移動電路圖我使用EasyEDA平臺創(chuàng)建上述原理圖（您可以從下載鏈接PDF格式中獲得它），EasyEDA將幫助您輕松建立電路圖，然后將其轉(zhuǎn)換為PCB，因為它的內(nèi)置功能您可以從JLCPCB 下訂單并訂購您的 PCB 。順便說一句，我邀請你們加入JLCPCB 為創(chuàng)客發(fā)布的新社區(qū) HUB ，以便更多地參與社區(qū)。

回到我們的電路圖，如上圖所示，我們將 Arduino 板通過 A4988 驅(qū)動器連接到步進(jìn)電機。

關(guān)于驅(qū)動程序，我們需要三個引腳來連接到 Arduino，它們是啟用、步進(jìn)和方向引腳。

關(guān)于驅(qū)動器輸出，您將每個引腳連接到適當(dāng)?shù)木€圈端。一件重要的事情是將睡眠和復(fù)位引腳相互連接，否則電機會顫抖并且不會移動。

第 5 步：代碼和測試

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關(guān)于控制程序，此任務(wù)不需要庫，因此只需一些pinmode()和giditalWrite()函數(shù)

首先，我們設(shè)置引腳并將它們配置為 OUTPUT，我們將 Enable 輸出的初始值設(shè)置為 LOW 以激活步進(jìn)電機驅(qū)動器。

const int EN=2;         //ENABLE PIN
const int Step=3;       // STEP PIN
const int dir=4;        // DIRECTION PIN
/*----------------------------SETUP FUNCTION--------------------------*/
void setup()
{
pinMode(EN,OUTPUT);     // ENABLE AS OUTPUT
pinMode(dir,OUTPUT);    // DIRECTION AS OUTPUT
pinMode(Step,OUTPUT);   // STEP AS OUTPUT
digitalWrite(EN,LOW);   // SET ENABLE TO LOW
}
/*----------------------------LOOP FUNCTION--------------------------*/
void loop()
{
digitalWrite(dir,LOW);        // SET DIRECTION LOW FOR FORWARD ROTATION
for(int x = 0; x < 1000; x++) // LOOP 1000 TIMES FOR 1000 RISING EDGE ON STEP PIN
{
digitalWrite(Step,HIGH);    // STEP HIGH
delay(1);                   // WAIT
digitalWrite(Step,LOW);     // STEP LOW
delay(1);                   // WAIT
}
delay(10);                    // DELAY BEFOR SWITCH DIRECTION
digitalWrite(dir,HIGH);       // SET DIRECTION HIGH FOR BACKWARD ROTATION
for(int x = 0; x < 1000; x++) // LOOP 1000 TIMES FOR 1000 RISING EDGE ON STEP PIN
{
digitalWrite(Step,HIGH);    // STEP HIGH
delay(1);                   // WAIT
digitalWrite(Step,LOW);     // STEP LOW
delay(1);                   // WAIT
}
delay(10);                    // DELAY BEFOR SWITCH DIRECTION
}