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步進(jìn)電機(jī)控制的基礎(chǔ)知識(shí)

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(jī)器人”。這是一個(gè)內(nèi)容豐富的教程，教你任何步進(jìn)電機(jī)控制的基礎(chǔ)知識(shí)，我已經(jīng)發(fā)布了一個(gè)關(guān)于控制直流電機(jī)的速度和方向的，今天我們將開(kāi)始使用步進(jìn)電機(jī)，希望在下一個(gè)教程中我將解釋如何玩一些伺服電機(jī)。

在撰寫(xiě)這篇文章的過(guò)程中，我們?cè)噲D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(jī)控制的基礎(chǔ)知識(shí)，因?yàn)檫@對(duì)于那些想要開(kāi)始電子和機(jī)器人學(xué)習(xí)的人來(lái)說(shuō)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(jī)的用途和需求。
了解步進(jìn)電機(jī)機(jī)構(gòu)。
了解步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器 A4988 的重要性。
使用 Arduino 板制作適當(dāng)?shù)慕泳€圖。
編寫(xiě)您的第一個(gè)步進(jìn)控制測(cè)試。
開(kāi)始測(cè)試和調(diào)試

第 1 步：什么是“步進(jìn)電機(jī)”！

步進(jìn)電機(jī)，又稱步進(jìn)電機(jī)或步進(jìn)電機(jī)，屬于無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)，其特點(diǎn)是將一個(gè)完整的旋轉(zhuǎn)分成多個(gè)相等的步或我們更好地稱之為等角，可以控制電機(jī)的軸位置移動(dòng)并且在沒(méi)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(jī)可以在負(fù)載重時(shí)保持電機(jī)軸保持穩(wěn)定。

談到兩相的步進(jìn)電機(jī)類別，我們有：

雙極電機(jī)

帶有 4 根線來(lái)控制線圈的電源極性

單極電機(jī)

它帶有 5 或 6 根線用于控制。

第 2 步：步進(jìn)電機(jī)的工作原理

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線圈用于控制電機(jī)按照某些極性順序執(zhí)行的步驟。

兩個(gè)線圈雙極步進(jìn)的典型驅(qū)動(dòng)模式為：A+ B+ A? B?

我們可以通過(guò)測(cè)量步進(jìn)連接線之間的電阻來(lái)用毫米定義線圈圖案，它應(yīng)該測(cè)量每?jī)蓚€(gè)線圈端之間的一些電阻，請(qǐng)查看上面的照片。

為了使步進(jìn)器移動(dòng)，控制器應(yīng)通過(guò)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器發(fā)送一個(gè)電源極性序列，每次改變序列時(shí)，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(dòng)得越快，步進(jìn)器旋轉(zhuǎn)得越快。

第 3 步：步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器 A4988

回到控制驅(qū)動(dòng)器，基本上是一些晶體管來(lái)控制流過(guò)步進(jìn)線圈的電流。

在我們的教程中，我們將使用A4988驅(qū)動(dòng)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(jī)提供高達(dá) 35V 2Amps 的輸出控制，驅(qū)動(dòng)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(dòng)程序完整數(shù)據(jù)表

第 4 步：電路圖

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移動(dòng)電路圖我使用EasyEDA平臺(tái)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?yàn)樗膬?nèi)置功能您可以從JLCPCB 下訂單并訂購(gòu)您的 PCB 。順便說(shuō)一句，我邀請(qǐng)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(guò) A4988 驅(qū)動(dòng)器連接到步進(jìn)電機(jī)。

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

關(guān)于驅(qū)動(dòng)器輸出，您將每個(gè)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(jī)會(huì)顫抖并且不會(huì)移動(dòng)。

第 5 步：代碼和測(cè)試

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

首先，我們?cè)O(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(jī)驅(qū)動(dòng)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
}