Что такое драйвер шагового двигателя?

Что такое драйвер шагового двигателя?

Определение драйвера шагового двигателя

Драйвер шагового двигателя определяется как схема, используемая для управления или работы шагового двигателя, состоящая из контроллера, драйвера и соединений с двигателем.

Основные компоненты

• Контроллер (по сути, микроконтроллер или микропроцессор)

• Интегральная схема (IC) драйвера для управления током двигателя

• Блок питания

Контроллер шагового двигателя

Выбор контроллера является первым шагом в создании драйвера. Он должен иметь минимум 4 выходных пина для шагового двигателя. Кроме того, он должен содержать таймеры, АЦП, последовательный порт и т.д., в зависимости от применения, в котором будет использоваться драйвер.

Драйвер шагового двигателя

В настоящее время люди переходят от дискретных компонентов драйвера, таких как транзисторы, к более компактным интегральным схемам (IC).

Эти интегральные схемы (IC) доступны по разумной цене и легче реализуются при сборке, что улучшает общее время проектирования схемы.

Драйверы должны быть выбраны в соответствии с характеристиками двигателя по току и напряжению. Серия драйверов ULN2003 наиболее популярна в приложениях, не основанных на H-мостах, подходящих для привода шагового двигателя.

Каждая пара Дарлингтона внутри ULN может обрабатывать до 500 мА, а максимальное напряжение может достигать 50 В постоянного тока.

 Блок питания для привода шагового двигателя

Шаговый двигатель работает при напряжении от 5 В до 12 В и потребляет от 100 мА до 400 мА. Используйте спецификации двигателя, предоставленные поставщиком, чтобы спроектировать стабилизированный блок питания, чтобы избежать колебаний скорости и момента.

Блок питания

Так как регулятор напряжения 7812 может обрабатывать только до 1 А тока, здесь используется внешний транзистор. Он может обрабатывать 5 А тока. Необходимо обеспечить надлежащий радиатор в зависимости от общего потребления тока.

Блок-схема показывает поток и соединения между компонентами платы драйвера.

• Различные компоненты

• Переключатели, потенциометры

• Радиатор

• Соединительные провода

Полный привод шагового двигателя

Привод шагового двигателя представляет собой неработоспособную электронику, если вы не запрограммируете микроконтроллер, чтобы правильно подавать сигналы шаговому двигателю через драйвер. Шаговый двигатель может работать в режимах полного шага, волнового привода или половинного шага. Драйвер должен быть интерактивным, чтобы позволять пользовательские команды для различных режимов шагов и управления скоростью. Кроме того, он должен поддерживать команды начала и остановки.

Для выполнения вышеуказанных функций нам нужно использовать дополнительные пины микроконтроллера. Два пина требуются для выбора типа шагов и для начала или остановки двигателя.

Один пин требуется для подключения потенциометра, который будет действовать как регулятор скорости. АЦП внутри микроконтроллера будет использоваться для контроля скорости вращения.

Алгоритм программы

• Инициализируйте портовые пины в режимах входа/выхода.

• Инициализируйте модуль АЦП.

• Создайте отдельные функции для половинного шага, полного шага и волнового привода, а также задержки.

• Проверьте два портовых пина для режима работы (00 - остановка, 01 - волновой привод, 10 - полный шаг, 11 - половинный шаг).

• Перейдите к соответствующей функции.

• Прочитайте значение потенциометра через АЦП и соответственно установите значение задержки.

• Завершите один цикл последовательности.

• Перейдите к шагу 4.

Плата драйвера

Если вы планируете сделать свою собственную плату, используя программное обеспечение CAD, такое как EAGLE, убедитесь, что вы предоставили достаточную толщину для токов двигателя, чтобы они могли течь без перегрева платы.

Кроме того, так как двигатели являются индуктивными компонентами, необходимо принять меры, чтобы не нарушать другие пути сигнала через помехи. Следует выполнять правильные проверки ERC и DRC.