Co to jest sterownik silnika krokowego?
Czym jest sterownik silnika krokowego?
Definicja sterownika silnika krokowego
Sterownik silnika krokowego definiuje się jako obwód służący do napędzania lub uruchamiania silnika krokowego, składający się z kontrolera, sterownika i połączeń z silnikiem.
Podstawowe komponenty
Kontroler (w zasadzie mikrokontroler lub mikroprocesor)
Czip sterownika do obsługi prądu silnika
Zasilacz
Kontroler silnika krokowego
Wybór kontrolera to pierwszy krok w budowie sterownika. Musi posiadać co najmniej 4 wyjściowe piny dla silnika krokowego. Dodatkowo, musi zawierać timery, ADC, port szeregowy itp., w zależności od zastosowania, w jakim będzie używany sterownik.
Sterownik silnika krokowego
Obecnie ludzie odsuwają się od dyskretnych komponentów sterowniczych, takich jak tranzystory, na rzecz bardziej kompaktowych zintegrowanych układów IC.
Te czipy sterownicze są dostępne w rozsądnych cenach i łatwiejsze w implementacji, co poprawia ogólny czas projektowania obwodu.
Sterowniki muszą być dobrane tak, aby odpowiadały parametrom silnika pod względem prądu i napięcia. Seria sterowników ULN2003 jest najpopularniejsza w aplikacjach nie opartych na mostku H, odpowiednia do napędu silnika krokowego.
Każda para Darlingtona wewnątrz ULN może obsłużyć do 500mA, a maksymalne napięcie może wynosić nawet 50VDC.
Zasilanie sterownika silnika krokowego
Silnik krokowy działa przy napięciu między 5V a 12V i pobiera prąd od 100mA do 400mA. Wykorzystaj specyfikacje silnika dostarczone przez producenta, aby zaprojektować regulowany zasilacz, aby uniknąć fluktuacji prędkości i momentu obrotowego.
Jednostka zasilająca
Ponieważ stabilizator napięcia 7812 może obsługiwać tylko do 1A prądu, tu użyto zewnętrznego tranzystora. Może on obsługiwać 5 A prądu. Należy dostarczyć odpowiedni chłodzenie w zależności od całkowitego poboru prądu.
Schemat blokowy pokazuje przepływ i połączenia między komponentami płyt sterowniczych.
Różnorodne komponenty
Przełączniki, potencjometry
Chłodzenie
Przewody łączące
Kompleksowy sterownik silnika krokowego
Sterownik silnika krokowego to bezmyślny element elektroniki, dopóki nie zaprogramujesz mikrokontrolera, aby prawidłowo wysyłał sygnały do silnika krokowego przez sterownik. Silnik krokowy może działać w trybach, takich jak pełny krok, napęd falowy lub półkrok. Sterownik powinien być interaktywny, umożliwiając użytkownikowi wprowadzanie poleceń dla różnych trybów krokowania i kontroli prędkości. Ponadto, musi obsługiwać polecenia start/stop.
Aby osiągnąć powyższe funkcje, potrzebujemy użyć dodatkowych pinów mikrokontrolera. Dwa piny są wymagane do wyboru rodzaju krokowania i startu lub zatrzymania silnika.
Jeden pin jest wymagany do połączenia z potencjometrem, który będzie działał jako regulator prędkości. Wewnętrzny ADC mikrokontrolera będzie używany do sterowania prędkością obrotu.
Algorytm programu
Zainicjalizuj piny portu w trybach wejścia/wyjścia.
Zainicjalizuj moduł ADC.
Utwórz osobne funkcje dla półkrokowania, pełnego krokowania i napędu falowego oraz opóźnienia.
Sprawdź dwa piny portu dla trybu działania (00-stop, 01-napęd falowy, 10-pełny krok, 11-półkrokowanie).
Przejdź do odpowiedniej funkcji.
Odczytaj wartość potencjometru za pomocą ADC i odpowiednio ustaw wartość opóźnienia.
Ukończ jeden cykl sekwencji.
Przejdź do kroku 4.
Płyta sterownicza
Jeśli planujesz stworzyć własną płytę za pomocą oprogramowania CAD, takiego jak EAGLE, upewnij się, że zapewnisz wystarczającą grubość ścieżek, aby prądy silnika mogły płynąć bez nadmiernego nagrzewania płyty.
Ponadto, ponieważ silniki są elementami indukcyjnymi, należy zadbać, aby nie zakłócały innych ścieżek sygnałowych. Należy przestrzegać odpowiednich sprawdzianów ERC i DRC.
