0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Валкодер из шагового двигателя схема

Вечный энкодер (валкодер) с устойчивыми положениями из шагового двигателя

Механический энкодер — вещь удобная в использовании, но он имеет некоторые досадные недостатки. В частности, контакты со временем изнашиваются и приходят в негодность, появляется дребезг. Оптические энкодеры гораздо надежнее, но они дороже, многие из них боятся пыли, и они редко встречаются в таком виде, в котором их удобно было бы использовать в радиотехнике.

Короче, когда я узнал о том, что шаговый двигатель можно использовать как энкодер, эта идея мне очень понравилась.
Практически вечный энкодер! Замучить его невозможно: соберешь раз и можешь энкодить всю жизнь.

Tamagawa

Компания ТAMAGAWA SEIKI (Ohyasumi, Япония) основана в1938 году и в настоящее время является одним из лучших мировых производителей приводной техники: энкодеров, сервоприводов, гироскопов, шаговых двигателей, систем автоматического контроля и т.д.

Высокое качество продукции TAMAGAWA обеспечивается сбалансированной интеграцией трех ключевых составляющих: электродвигателей, электронной схемотехники и прецизионной механики.

На сегодняшний день общий штат сотрудников компании составляет 650 человек, которые трудятся на 4-х заводах компании. Продажи ТAMAGAWA SEIKI по итогам 2013 года превысили 34,9 млрд. йен.

Каталог TAMAGAWA

  • Энкодеры
  • Резольверы
  • Приборы контроля движением
  • Серводвигатели и сервоприводы
  • Шаговые двигатели
  • Трекболы
  • Гироскопы

Энкодеры ТAMAGAWA SEIKI выпускаются под торговой маркой FA-CODER® и охватывают весь диапазон возможных приложений. Инкрементальные и абсолютные (одно- и многооборотные), энкодеры ТAMAGAWA обеспечивают точность позиционирования до 1 угл. секунды.

Резольверы TAMAGAWA – бесщеточные, предназначенные для обеспечения устойчивой обратной связи о положении и скорости вращения ротора двигателя и положении полюсов. Предназначены для тяжелых условий эксплуатации.

Серводвигатели ТAMAGAWA SEIKI выпускаются широкой линейкой стандартных моделей в различных вариациях.

  • Серия TBL (переменного тока)
  • Серия TBL-мини
  • Серия TBL-V
  • Серия ТRE (постоянного тока)

Шаговые двигатели ТAMAGAWA управляется программируемым контроллером, подающим через привод токовые импульсы. Частота вращения шагового двигателя определяется частотой подачи импульсов и его угол поворота определяется количеством импульсов. В 2-х фазных шаговых двигателях ТAMAGAWA величина шага составляет 1,8º, в 5-ти фазных – 0.72°.

Трекболы ТAMAGAWA обеспечивают точное управление позиционированием, выдавая соответствующие цифровые сигналы при вращении шара в любом направлении. Трекболы ТAMAGAWA включают в себя надежные оптические датчики с быстрой функцией отклика. Доступные исполнения: 1,4;2,0;3,0 дюймов.

Гироскопы ТAMAGAWA SEIKI – это большое разнообразие механических и оптоволоконных моделей, которые применяются для управления движением во многих отраслях промышленности, аэро- и судовождения. Доступные исполнения: одно-, двух- и трех-осевые гироскопы, а также гироскопы с датчиком угловой скорости.

Приборы контроля ТAMAGAWA SEIKI

  • Кодеры, конвертирующие аналоговый сигнал резольвера в цифровой. Применяются для определения углового положения.
  • Системы позиционирования
  • Система контроля воды

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.

Собрал эту схемку http://ru3ga.qrz.ru/UZLY/encod.htm , работает великолепно, но перестраивает частоту через один импульс. Получилось примерно 100 импульсов вместо 200. Как сделать чтобы было 200.

Вот это дааааа. Читал форумы по этим темам, там столько людей собирало их, а никто не испытывал похоже. У одного меня проблема с ним что ли?

Проблема не с шаговым двигателем и схемой, а с ПРОГРАММОЙ!

А они разве не одинаковые. На входе синтеза формируется 10, 11, 01, 00. Это 4 щелчка двигателя. При этом происходит два шага наверх. Как можно получить два импульса за 1 щелчок.

Возмите упрощенную модель для оптовалкодера с оптюратором с четырьмя прорезями (Мальтийский крест). Это четыре «щелчка». За один оборот вы получите восемь изменеий состояния оптопары, а на двух фотоприемниках — шестнадцать.

Ну так с оптопарой понятно. У неё 2 фотоприёмника и 8 состояний. У шаговика 2 обмотки и . состояний. Я кстати разобрал двигатель и вывел все выводы обмоток отдельно. Получилось 2 пары обмоток совмещенных под 90 град. Можно ли включить 4 обмотки как нибудь. Я написал письмо RD3AY по поводу этой проблемы, но пока ответа нет.

С валкодером из шагового двигателя то же, что и с оптовалкодером. Посмотрите на схему, ссылку на которую Вы приводите ранее. И там и там на выходе два сигнала сдвинутые на 90 град. с цифровыми уровнями. Есть, правда, еще один нюанс. В валкодере из шагового двигателя Вы имеете именно ЩЕЛЧКИ — механическую фиксацию угла поворота. Один щелчек, как мы выяснили, это два перехода. Т.е. сдвинуть валкодер только на один переход НЕ ПОЛУЧИТСЯ! Это можно сделать только используя оптический валкодер. Заодно отпадет надобность в операционниках, значительно снижается вес и габариты.
Вот пример реализации валкодера из компьютерной мыши. Такие валкодеры прменяются в моем DDS синтезаторе.

Да, но некоторые шаговички имеют функцию так называемую режым полушагов. и при этом как раз таки имеют место быть промежуточные числа, которые не воспринимаются PIC-ом трансивера. При поключении шаговика с двумя обмотками, но с 50-ю щелчками, всё ровно, переключает при каждом щелчке. это скорее дело в движке.

Тогда смотри сообщение номер три.

Изначально непонятно о чем идет речь? Что за конструкция? Какой контроллер? Кто писал программу? Есть ли возможность ее изменить?
Если валкодер с формирователем исправно работает в статическом режиме (медленное вращение с контролем состояний по обоим каналам) то очевидно, что неувязки в управляемом устройстве.

Читать еще:  Греется двигатель на холостом ходу фольксваген

Валкодер из шагового двигателя схема

Тут я попробую выкладывать не готовые конструкции, а и просто идеи. Как свои, так и своих друзей, как «воплощенные» так и «только идеи». Если кто раньше авторов идей воплотит это в жизнь (точнее в «железо»), или повторит — you are welcome, единственная просьба — сообщите что получилось Впрочем, если не воплотите но будут какие-то мысли по поводу здесь написанного — тоже напишите.

ИТУН из Зена

Класический вариант Зена Нельсона Пасса:

Огромным достоинством этой схемы, которое не поколебит даже наличие выходного конденсатора (который все-же, необходимо ставить электролит высокого качества и обязательно шунтировать его пленочным 10-40мкФ), является нечуствительность к источнику питания. Происходит это благодаря тому, что последовательно с БП оказывается включенным источник тока V1 ( только в том случае, когда нагрузка подключена к минусу. Достаточно подключить ее к плюсу источника питания — и все достоинство пройдет). Не портит качество усилителя даже наличие обратной связи по напряжению — глубина ООС достаточна для уменьшения искажений, и достаточно мала, и к тому-же охватывет всего один каскад, т.е. является «местной», чтобы пагубно влиять на звук.

В последнее время, большой популярностью пользуются усилители, построенные как источник тока (ИТУН), что связано с улучшением характеристик акустических систем, при их питании от усилителя, с высоким выходным сопротивлением. Очень легко превратить и классические Зен в ИТУН — для этого нужно всего-лишь вместо ООС по напряжению, ввести ООС по току — установив небольшой резистор в source основного мосфета.

При этом следует уделить особое внимание каскаду, стоящему перед выходным — поскольку в этой схеме отсутствует резистор R1, который уменьшает влияние входной емкости мосфета, этот каскад должен быть достаточно мощным, т.е. быть с небольшим выходным сопротивлением и быть способным работать на емкостную нагрузку. А теперь самое прикольное -если “холодный” конец нагрузки включить не на миус питания а в точку соединения сорса мосфета с резистором у него в сорсе, то получится интересная зависимость тока нагрузки от входного сигнала.

Дополнительная фильтрация в ЦАП

Хорошую идею, подал Дима Харций: использованный в моем фильтре для сабвуфера фильтр Бесселя 8 порядка, на переключаемых конденсаторах, можно попробовать применить для пост-фильтрации в ЦАП, что я ему на это только заметил — тактовую частоту необходимо выбрать весьма хитрым образом, и обязательно синхронную с тактовой частотой ЦАПа.

Валкодер — шаговый двигатель

Использование шагового двигателя в качестве валкодера не ново:

в интернете достаточно схем на эту тему. При практическом использовании, удобно завести одну фазу на обычный вход микроконтроллера, а вторую — на вход, генерирующий прерывание при изменении состояния.

При этом прерывание генерируется при любом изменении — как фронте так и срезе сигнала одной фазы, и в обработчике прерывания достаточно сравнить состояние двух фаз — если они одинаковые, то значит происходит вращение в одну сторону, если они разные — в другую.

Такой валкодер удобно использовать например как регулятор громкости с электронным управлением. (С другой стороны — многие, кто не признает электронных регуляторов, используют моторизированные регуляторы громкости, т.е. обычный потенциометр, на одном валу с моторчиком — для возможности реализации дистанционного управления, в этом случае, при отсутствии готового ALPS или другого «моторизированного» регулятора, можно использовать как обычный моторчик постоянного тока, так и шаговый двигатель).

В первом случае, для электронной регулировки, возникает проблема индикации, поскольку валкодер не имеет ограничений на угол поворота — его вал свободно вращающийся. Как конкретно сделать индикацию — дело вкуса и предпочтений конструктор. Это может быть светодиодный/ЖКИ индикатор, с отображением значения цифрами (в децибеллах или абстрактных величинах), линейный индикатор («полоска» и т.д.). При наличии дистанционного управления, и использовании в качества валкодера шагового двигателя (например я использовал двигатели привода головок со старых 5″ дисководов) — можно сделать интересный вариант, когда двигатель используется и как валкодер, и как двигатель. Технически — это просто соединение схемы валкодера с ключами управления шаговиком:

Но есть один ньюанс — как Вы видите, выходы компараторов обьединены со входами ключей. Что это дает ? В большинстве микроконтроллеров, выводы могут быть запрограммированы как входы так и выходы, причем те выводы, который способны генерировать прерывание при изменении состояния, делаю.т это в любом случае — что они работают как входы и изменяются внешним сигналом, что они работают как выходы, и управляются самим микроконтроллером. В данном случае, один из сигналов управления должен быть подключен к такому выводу. В номальном состоянии, выводы запрограммированы как входы, и шаговый двигатель работает как валкодер, генерируя прерывания одной фазой, и обработчик прерывания проверяет состояние двух фаз как описано выше и выдает сигналы на индикацию и на сам регулятор громкости

Как только начинает работать дистанционное управление — микроконтроллер переводит выводы в состояние «выход», и управляет шаговиком как обычным шаговым двигателем. Передачи информации на индикацию и регулятор громкости при этом не требуется — ведь одна из фаз генерирует прерывание при своем изменении, а далее — см. выше!

Читать еще:  Toyota caldina не заводится двигатель

Если на рукоятке имеются отчетливо видимые метки, то вращение рукоятки при регулировке громкости при помощи ДУ- производит неизгладимое впечатление на впервые это видящих 🙂

Допплеровский датчик ЭМОС

Тот-же пьезик, который применяют в качестве микрофонного датчика ЭМОС, что укреплен на пятаке динамика, только использовать его не как микрофон, а как излучатель, на него кварцованные килогерц 50, второй такой-же пьезик — над ним как микрофон. Как обрабатывать все это — понятно, например PLL на 4046.

Еще одна идея Дмитрия Харция, она посвящается любителям
мультибитных ЦАП-ов.

Есть у них забота — сделать «правостороннее выравнивание» данных между S/PDIF-приемником (типа там CS84xx, работающим на выход в формате Left Justified) и собственно ЦАП-ом (множество мультибитников только Right Justified и понимают). И тулят туда всякие батареи регистров сдвиговых (правда, периодически им не хватает скорости выбраных чипов). С другой стороны, есть чип AD1895 от Analog Devices, который они должны любить, а вместо этого ненавидят «лютой ненавистью» — там ведь слово ASRC (Asynchronous Sample Rate Converter) написано! Чем же может быть полезен чип сей? Да все просто — на его вход, сконфигурированный «славиком» подаются данные от CS84xx, работающего «мастером». Выход AD1895 конфигурируем на работу в формате Right Justified (вот и преобразовали форматы), плюс формат Right Justified единственный позволяет ограничивать длинну выходного слова 16-ю битами (что собственно и делаем — вот и отключили «дишеринг»). И еще «чудо» — AD1895 синхронизуем (хотите, кварцем, подключенным к ее соответсвующим ногам, хотите, внешним генератором: хоть ЭСЛ, хоть «трехточкой») частотой равной 44,1*256=11,2896 МГц — вот и нет преобразования частот — 44,1 въезжает — 44,1 выезжает! В итоге от AD1895 остается только FIFO-буфер, НО, синхронизующий выходные данные петлей своей внутренней ФАПЧ, ошибка которой не превышает 5 пс.! Да плюс преобразователь интерфейсов. Ну где еще такой джиттер найти? У CS84xx, например нормировано не более 200 пс.

Bi-wirering в Фолловере А.Чуффоли и подобных схемах.

Оригинальная функциональная схема Фолловера-99 Андреа Чуфолли показана ниже:

Она очень похожа на схему усилителя Зена (Нельсона Пасса), как будто «вверх ногами». На самом же деле, она весьма отличается по работе, но в даном случае — хотелось-бы остановится на одной возможности.

Как и для Зена, одним из недостатков Фолловера-99 считают наличие выходного конденсатора. Я не отношусь к сторонникам такой уж «сильной критики» этого конденсатора, поскольку при использовании конденсаторов хорошего качества, работающих при сильной поляризации, да еще и набранных «бутербродом» (большой электролит+электролит поменьше+ пленочный конденсатор) — ничего пагубного со звуком не происходит. Но (!) в Фоловере есть возможность реализовать то, что нельзя реализовать в Зене из-за наличия резисторов обратной связи, стоящих после конденсатора (без изменений в схеме)

Основные проблемы с конденсатором — связаны с диэлектрической адсорбцией, влияющей на воспроизведение средних и высоких частот. Вместе с тем, в кроссоверах 2-х и 3-х полосных АС обязательно присутствуют конденсаторы, включенные последовательно.

Но ведь они оказываются включены последовательно и с выходным конденсатором Фоловера! Поэтому само напрашивается решение — перенести эти конденсаторы в усилитель, и заставить играть роль не только кроссоверных, но и разделительных конденсаторов. При этом, к большому электролитическому конденсатору С2 нужно подключать НЧ динамик, а СЧ/НЧ — через отдельный, гораздо меньший пленочный конденсатор С3, как показано на рисунке:

Таким образом и реализуется би-ваеринг, и снижается влияние электролита на СЧ и ВЧ, а в случае эксплуатации с имеющими полный кроссеверы АС (или однополосных) — можно просто замкнуть перемычкой разьемы НЧ и СЧ/ВЧ между собой, и исползовать все как было раньше.

А это — не столько идея, сколько пример «цифрового бреда» :

> Только тут есть маленькая деталь — разработчик полностью поменял идеологию работы со звуком .

> Ничего я не менял. В то время просто не было нужной элементной базы и технологий. Усилитель 70-х и 90-х — аналоговый, потому что тогда только так умели. Технология развивалась и в те годы, но ее уровень был недостаточен для революции в усилителестроении. Усилитель 2000-х будет цифровым, только сейчас уровень технологии подходит к требуемому для этого уровню. Пока еще цифровые усилители уступают аналоговым, но это дело времени. У меня пока эксплуатируется аналоговый усилитель, потому что сделать полностью цифровой усилитель приемлемого качества я пока не могу (могу только предварительный). Но вкладывать силы в дальнейшее развитие схемотехники усилителей класса AB на сегодняшний день нерационально. Вот этот труд точно пропадет даром. Раньше я слушал в основном компакт-кассеты, но когда появились компакт-диски, я перешел на них, так как они по всем параметрам лучше. Да, в кассетную деку вложено много труда, который пропадает. Но что Вы хотите предложить, чтобы он не пропал? Вернуться к компакт-кассетам? Не хочу. Я считаю, что свое дека отработала, труд не пропал полностью. К тому же, остался опыт, полученный при конструировании. Но вкладывать сегодня силы в разработку новой кассетной деки нерационально, если, конечно, не преследовать учебную цель.

> Весь опыт и знания мгновенно перечёркнуты абсолютно другими идеологиями

> Вот тут Вы не правы. Опыт никуда не делся. Другое дело, что для создания современной аудиотехники требуются дополнительные знания (в основном в области цифровой обработки сигналов), а некоторые знания из области аналоговой схемотехники могут не пригодиться.

> всё в этом мире пытаются квантовать

> И что в этом плохого? В результате получается более точное воспроизведение аналоговой величины, чем это было при использовании только аналоговых методов.

> даже то, что изначально аналоговое.

> Ну это еще вопрос. Мир имеет квантовую природу. Правда, квантовые свойства проявляются лишь в микромире. Есть примеры и более грубого квантования. Например, физиология слуха человека является дискретной как минимум в плане частотного разделения звуков. Кстати, процесс записи на магнитную ленту с высокочастотным подмагничиванием не является непрерывным, он квантован доменной структурой рабочего слоя ленты и дискретизирован частотой подмагничивания. Артефактов мы не замечаем только потому, что тракт записи-воспроизведения представляет собой хороший antialiasing фильтр.

> Скоро динамики начнут квантовать — диффузор будет передвигаться ступеньками и управляться процессором.

> Очень может быть. Цифровая ЭМОС позволила бы намного точнее контролировать положение диффузора.

LM1036 знаете? Полная дрянь, если ее по прямому назначению использовать.

А если не по прямому?

Сдвигаем ей соответсующим образом частоты перегиба регулятора тембра НЧ и ВЧ, сам регулятор ВЧ ставим на макс. подавление. Оба канала включаем последовательно — для увеличения крутизны фильтров (т.е увеличиваем порядок фильтров вдвое).

Далее — регуляторы громкости и тембра НЧ выводим на переднюю панель, для оперативной регулировки. После ЛМ-ки — ставит еще дополнительный ФНЧ 2-го порядка, герц на 200 — чтобы дополнительно подфильтровать СЧ/ВЧ вместе с шумами самой ЛМ-ки.

Читать еще:  Двигатель g6ea на холодную

Да, а собственно чего мы получили, догадались?

Какой-никакой фильтр для саба. Авось получится 🙂

Программирование энкодера

Современные энкодеры внутри себя имеют микроконтроллер (процессор) все данные энкодера передаются по цифровому последовательному интерфейсу, наиболее распространённый RS485. В процессоре энкодера хранятся данные о двигателе, в котором этот датчик установлен (ток, напряжение, инерция, угол смещения ротора, индуктивности и естественно тип двигателя с серийным номером).

Именно поэтому новые энкодеры просто поставить на оборудование не получится, придется программировать. Программирование энкодера производится с помощью компьютера со специальным программным обеспечением либо с помощью программатора.

Обзор драйвера шагового двигателя DRV8825

Автор: Сергей · Опубликовано 22.04.2019 · Обновлено 13.04.2020

В предыдущей статье рассказывало о драйвере для биполярного шагового двигателя A4988, который часто используют в проектировании станков ЧПУ. В этой статье расскажу о другом драйвере DRV8825, который полностью взаимозаменяемый с драйвером A4988 и может работать с микрошагом до 1/32, напряжением до 45 В и током до 2.5 А.

Технические параметры

► Напряжения питания: от 8,2 до 45 В
► Установка шага: 1, 1/2, 1/4, 1/8, 1/16, 1/32
► Напряжение логики: 3.3 В
► Защита от перегрева: Есть
► Максимальный ток на фазу: 1.5 А без радиатора, 2.5 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 DRV8825

Основная микросхема модуля это драйвер от TI (Texas Instruments Inc.) DRV8825, которая способна управлять одним биполярным шаговым двигателем. Как говорил ранее данный драйвер полностью взаимозаменяемый с драйвером A4988. Микросхема DRV8825 может работать с выходным напряжение до 45 В и током до 1.5 на катушку без радиатора и до 2.5 А с радиатором (дополнительным охлаждением). Так же, модуль имеет внутренний стабилизатор напряжение, который напитывает логическую часть модуля напряжение 3.3 В от источника шагового питания двигателя.
Драйвер позволяет использовать шесть вариантов шага: 1, 1/2, 1/4, 1/8, 1/16, 1/32

Распиновка драйвера DRV8825:
На драйвере DRV8825 расположено 16 контактов, назначение каждого можно посмотреть ниже:

EN — включение и выключение модуля (0 — включен, 5 В — выключен).
M0, M1 и M2 — 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 MOT — питание шагового двигателя двигателя от 8.2 до 45 В (обязательное наличие конденсатора на 100 мкФ). Так же, нет необходим
B2, B1, A1, и A2 — подключение обмоток двигателя.
► FAULT — Выход включения защиты, если состояние «0», значит полевые транзисторы H-моста отключены в результате защиты от перегрузки по току или был перегрев.
GND LOGIC — заземление микроконтроллера.

Настройка микрошага
Драйвер DRV8825 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 на драйвере DRV предусмотрены три выхода, а именно M0, M1 и M2. Установив соответствующие логические уровни для этих выводов, можно выбрать режим микрошага.

Вывода M0, M1 и M2 в микросхеме DRV8825 подтянуты резистором к земле, поэтому, если не подключать их, двигатель будет работать в режиме полного шага.

Система охлаждения DRV8825
При интенсивной работе микросхемы DRV8825 начинает сильно греется и если температура превысит придельные значение, может сгореть. По документации DRV8825 может работать с током до 2.5 А на катушку, но на практике микросхема не греется если ток не превышает 1.2 А на катушку. Поэтому если ток выше 1.2 А необходимо устанавливать радиатор охлаждения, который идет в комплекте.

Настройка тока DRV8825
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.
Для настройки необходимо рассчитать значение напряжения Vref.

Vref = Current Limit / 2

где,
Current Limit — номинальный ток двигателя
В моем случаи, номинальный ток двигателя 17HS4401 равняется 1,7 А.

Vref = 1,7 / 2 = 0,85 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 DRV8825 к Arduino UNO

Необходимые детали:
Arduino UNO R3 x 1 шт.
► Драйвер шагового двигателя DRV8825 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 GND LOGIC к GND на Arduino. Контакты DIR и STEP подключим к цифровым контактам 2 и 3 на Arduino. Подключение шагового двигатель к контактам B2, B1, A2 и A1.

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

Затем необходимо подключить контакт RST к соседнему контакту SLP к 5В на Arduino, 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 MOT, 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 DRV8825, загружайте данный скетч в Arduino.

Объяснение программы для Arduino

Полный код программы приведен в конце статьи, здесь же мы кратко рассмотрим его основные фрагменты. Комментарии к коду программы также переведены в конце статьи, в этом разделе я их оставил без перевода.

Сначала мы должны скачать и установить библиотеку PID контроллера для Arduino по следующей ссылке:

Далее в коде программы мы должны подключить заголовочные файлы всех используемых библиотек – мы в нашем проекте используем только библиотеку управления PID контроллером. Затем мы укажем все используемые контакты.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector