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步进电机驱动器驱动原理和电路图

发表时间:2021-08-12 17:20【 阅读量:-

  什么是步进电机驱动器?


  步进电机驱动器(或步进电机驱动)是用于驱动或运行的步进电机的电路。步进电机驱动器通常由控制器、驱动器和步进电机的连接组成。


  目前市场上有很多驱动电路。随着时间的推移,这些已经变得越来越容易与步进电机连接。将驱动电路连接到电机后,几乎可以立即运行电机。这些电路具有额定电流和电压,因此根据电机的额定值选择正确的驱动器电路非常重要。


  步进电机驱动的基本组件:


  1.控制器(本质上是一个微控制器或微处理器)

  2.用于处理电机电流的驱动器IC

  3.一个电源单元


  步进电机驱动电路图:

步进电机驱动电路图

  步进电机控制器


  控制器的选择是构建驱动程序的第一步。它必须至少有4个用于步进器的输出引脚。此外,它必须包含定时器、ADC、串行端口等,具体取决于将使用驱动程序的应用程序。


  步进电机驱动器


  如今,人们正在从晶体管等分立驱动器组件转向更紧凑的集成IC。这些驱动器IC的成本合理,并且在组装时更容易实现,从而缩短了电路的整体设计时间。


  驱动器的选择必须适合电机在电流和电压方面的额定值。ULN2003系列驱动器在基于非H桥的应用中最流行,适用于步进电机驱动器。ULN内的每个达林顿对可处理高达500mA的电流,最大电压可高达50VDC。

1.png

  步进电机驱动电源


  步进电机可以在5 V到12 V的电压下运行,类似地,电流消耗将在100 mA到400 mA的范围内。供应商将提供电机规格。因此,我们必须设计电源。必须调节功率,以避免速度和扭矩的波动。


  供电单元


  由于7812稳压器最多只能处理1A的电流,因此这里使用了外置晶体管。它可以处理5 A的电流。必须根据总电流消耗提供适当的散热器。

2.png

  上面的框图显示了驱动板各个组件之间的连接流程和互连。


  杂项


  1.开关、电位器

  2.散热器

  3.连接线


  全面的步进电机驱动:


  除非您对微控制器进行编程以通过驱动器正确地向步进电机提供信号,否则步进电机驱动器是一个愚蠢的电子设备。步进电机可以在多种模式下运行,例如全步、波形驱动或半步(请参阅有关步进电机的文章以了解步进顺序)。


  因此,我们必须使驱动程序具有足够的交互性,以便从用户那里获取命令并执行所需的步进操作。此外,我们必须控制旋转速度。启动/停止命令必须启动或停止电机旋转。为了完成上述功能,我们需要在微控制器上使用额外的引脚。选择步进类型和启动或停止电机需要两个引脚。需要一个引脚来连接一个电位器,它将作为一个速度控制器。微控制器内部的ADC将用于控制旋转速度。


  程序算法


  1.在输入/输出模式下初始化端口引脚。

  2.初始化ADC模块。

  3.为半步、全步以及波形驱动和延迟创建单独的函数。

  4.检查操作模式的两个端口引脚(00停止,01波驱动,10全步,11半步)。

  5.转到相应的功能。

  6.通过ADC读取电位计值并相应地设置延迟值。

  7.完成一个序列的循环。

  8.转到步骤4。


  驱动板


  如果您打算使用EAGLE等CAD软件制作自己的电路板,请确保为电机电流提供足够的厚度,而不会使电路板过热。此外,由于电机是电感元件,因此必须注意不要通过干扰干扰其他信号路径。必须遵循适当的ERC和DRC检查。


  注意:


  构建步进电机驱动器更多的是选择合适的电源和驱动器,微控制器的选择是次要的。许多微控制器可以完成旋转电机的简单工作。尽管如此,在设计驱动器时您必须关注有关电压和电流的设计注意事项。此外,单个驱动器板必须在很宽的范围内处理电压和电流,而不仅仅是单个电机。这将使您能够在许多不同的项目中使用相同的电路板,而不是每次都制作一个新的电路板。

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