Was ist ein Schrittmotortreiber?
Was ist ein Schrittmotortreiber?
Definition des Schrittmotortreibers
Ein Schrittmotortreiber ist definiert als ein Schaltkreis, der zum Antrieb oder Betrieb eines Schrittmotors verwendet wird und aus einem Steuergerät, einem Treiber und Motorkontakten besteht.
Wesentliche Komponenten
Steuergerät (im Wesentlichen ein Mikrocontroller oder ein Mikroprozessor)
Ein Treiber-IC zur Handhabung des Motorstroms
Eine Stromversorgungseinheit
Schrittmotorsteuerung
Die Auswahl eines Steuergeräts ist der erste Schritt beim Aufbau eines Treibers. Es muss mindestens vier Ausgangspins für den Schrittmotor haben. Darüber hinaus muss es je nach Anwendung, in der der Treiber verwendet wird, Timer, ADC, serielle Schnittstelle usw. enthalten.
Schrittmotortreiber
Heutzutage gehen die Leute von diskreten Treiberkomponenten wie Transistoren zu kompakteren integrierten ICs über.
Diese Treiber-ICs sind zu vernünftigen Kosten erhältlich und leichter im Zusammenbau, was die Gesamtentwicklungszeit des Schaltkreises verbessert.
Die Treiber müssen so ausgewählt werden, dass sie den Motorwerten in Bezug auf Strom und Spannung entsprechen. Die ULN2003-Serie von Treibern ist in nicht-H-Brücke-basierten Anwendungen am beliebtesten und geeignet für einen Schrittmotortreiber.
Jedes Darlington-Paar innerhalb der ULN kann bis zu 500mA handhaben und die maximale Spannung kann bis zu 50VDC betragen.
Stromversorgung für den Schrittmotortreiber
Ein Schrittmotor arbeitet bei Spannungen zwischen 5V und 12V und zieht 100mA bis 400mA. Verwenden Sie die vom Lieferanten angegebenen Motorspezifikationen, um eine geregelte Stromversorgung zu entwerfen, um Geschwindigkeits- und Drehmomentfluktuationen zu vermeiden.
Stromversorgungseinheit
Da der 7812-Spannungsregler nur bis zu 1A Strom handhaben kann, wird hier ein externer Transistor verwendet. Er kann 5 A Strom handhaben. Je nach dem gesamten Stromverbrauch muss ein angemessener Kühlkörper bereitgestellt werden.
Das Blockdiagramm zeigt den Fluss und die Verbindungen zwischen den Komponenten der Treiberplatine.
Verschiedene Komponenten
Schalter, Potentiometer
Kühlkörper
Verbindungsdrähte
Kompletter Schrittmotortreiber
Der Schrittmotortreiber ist ein dummer elektronischer Teil, es sei denn, Sie programmieren den Mikrocontroller, um Signale korrekt an den Schrittmotor über den Treiber zu senden. Ein Schrittmotor kann in Modi wie Vollschritt, Wellenlauf oder Halbschritt arbeiten. Der Treiber sollte interaktiv sein, um Benutzerbefehle für verschiedene Schrittmodi und Geschwindigkeitssteuerung zu ermöglichen. Zudem muss er Start/Stop-Befehle unterstützen.
Um die obengenannten Funktionen zu erreichen, müssen wir zusätzliche Pins am Mikrocontroller verwenden. Zwei Pins sind erforderlich, um den Art der Schritte auszuwählen und den Motor zu starten oder zu stoppen.
Ein Pin ist erforderlich, um einen Potentiometer anzuschließen, der als Geschwindigkeitsregler fungiert. Das ADC im Mikrocontroller wird verwendet, um die Drehgeschwindigkeit zu steuern.
Programmieralgorithmus
Initialisiere die Portpins in Eingabe/Ausgabemodi.
Initialisiere das ADC-Modul.
Erstelle separate Funktionen für Halbschritt, Vollschritt und Wellenlauf sowie Verzögerung.
Überprüfe zwei Portpins für den Betriebsmodus (00-Stop, 01-Wellenlauf, 10-Vollschritt, 11-Halbschritt).
Gehe zur entsprechenden Funktion.
Lese den Potentiometerwert über das ADC und setze entsprechend einen Verzögerungswert.
Führe einen Zyklus der Sequenz aus.
Gehe zu Schritt 4.
Treiberplatine
Wenn Sie planen, Ihre eigene Platine mit CAD-Software wie EAGLE herzustellen, stellen Sie sicher, dass Sie ausreichende Dicke für die Motorströme bereitstellen, ohne dass die Platine überhitzen kann.
Außerdem müssen bei induktiven Bauteilen wie Motoren Vorsichtsmaßnahmen getroffen werden, um andere Signalwege durch Störungen nicht zu beeinträchtigen. Es müssen ordnungsgemäße ERC- und DRC-Prüfungen durchgeführt werden.
