ステッピングモータードライバーとは何ですか
ステッピングモータードライバーとは何か
ステッピングモータードライバーの定義
ステッピングモータードライバーは、コントローラー、ドライバー、およびモータ接続で構成されるステッピングモーターを駆動または動作させるための回路として定義されます。
重要な構成要素
コントローラー（基本的にマイクロコントローラーやマイクロプロセッサー）
モータ電流を処理するためのドライバIC
電源ユニット
ステッピングモーターコントローラー
ドライバーの構築における最初のステップはコントローラーの選択です。少なくとも4つの出力ピンが必要です。さらに、タイマ、ADC、シリアルポートなど、ドライバーが使用されるアプリケーションに応じて必要となる機能も含める必要があります。
ステッピングモータードライバー
現在では、トランジスタなどの個別のドライバーコンポーネントからよりコンパクトな統合ICへと移行しています。
これらのドライバICは、合理的なコストで入手でき、組み立てが容易であり、回路全体の設計時間を改善します。
ドライバーは、電流や電圧の観点からモータの評価に適合するように選択する必要があります。Hブリッジベースのアプリケーション以外では、ULN2003シリーズのドライバーが最も一般的で、ステッピングモータードライブに適しています。
ULN内の各ダーリントンペアは最大500mAまで対応し、最大電圧は50VDCまでです。
ステッピングモータードライブ用の電源
ステッピングモーターは5Vから12Vの電圧で動作し、100mAから400mAの電流を消費します。速度やトルクの変動を避けるために、供給元が提供するモータ仕様に基づいて制御された電源を設計してください。
電源ユニット
7812電圧レギュレータは最大1Aまでの電流しか扱えないので、ここでは外部トランジスタを使用します。これは5Aの電流を扱うことができます。総電流消費量に応じて適切なヒートシンクを提供する必要があります。
ブロック図は、ドライバーボードのコンポーネント間の流れと相互接続を示しています。
その他のコンポーネント
スイッチ、ポテンショメータ
ヒートシンク
接続ワイヤ
包括的なステッピングモータードライブ
ステッピングモータードライブは、マイクロコントローラーをプログラミングしてドライバーを通じてステッピングモーターに正確な信号を与えるまで、電子機器としては無意味です。ステッピングモーターはフルステップ、ウェーブドライブ、またはハーフステッピングなどのモードで動作できます。ドライバーは、異なるステッピングモードや速度制御のためのユーザーコマンドに対応できるようにする必要があります。また、開始/停止コマンドをサポートする必要があります。
上記の機能を達成するには、マイクロコントローラーの追加ピンを使用する必要があります。ステッピングの種類を選択したり、モーターの開始/停止を行うために2つのピンが必要です。
速度制御器として機能するポテンショメータを接続するために1つのピンが必要です。マイクロコントローラー内のADCを使用して回転速度を制御します。
プログラムアルゴリズム
入出力モードでポートピンを初期化する。
ADCモジュールを初期化する。
ハーフステッピング、フルステッピング、ウェーブドライブ、およびディレイのための個別の関数を作成する。
動作モード（00-停止、01-ウェーブドライブ、10-フルステップ、11-ハーフステッピング）を確認するために2つのポートピンをチェックする。
適切な関数に進む。
ADCを介してポテンショメータの値を読み取り、それに応じてディレイ値を設定する。
シーケンスの1サイクルを完了する。
ステップ4に戻る。
ドライバーボード
EAGLEのようなCADソフトウェアを使用して独自のボードを作る場合は、モータ電流がボードを過熱せずに流れられる十分な厚さを確保してください。
また、モータはインダクティブなコンポーネントであるため、他の信号パスを干渉によって妨げないよう注意が必要です。適切なERCおよびDRCチェックを行う必要があります。
