Що таке драйвер крокового двигуна?

Що таке драйвер крокового мотора?

Визначення драйвера крокового мотора

Драйвер крокового мотора визначається як схема, використовувана для керування або запуску крокового мотора, що складається з контролера, драйвера та з'єднань мотора.

Основні компоненти

• Контролер (в основному, мікроконтролер або мікропроцесор)

• Інтегральна схема драйвера для обробки струму мотора

• Блок живлення

Контролер крокового мотора

Вибір контролера — це перший крок у створенні драйвера. Він повинен мати не менше 4 вихідних пінів для крокового мотора. Додатково, він повинен містити таймери, АЦП, серійний порт тощо, залежно від застосування, в якому буде використовуватися драйвер.

Драйвер крокового мотора

Сьогодні люди віддаляються від дискретних компонентів драйвера, таких як транзистори, до більш компактних інтегральних схем.

Ці інтегральні схеми доступні по розумним цінам і легші у реалізації при зборці, що покращує загальний час проектування схеми.

Драйвери повинні бути вибрані з урахуванням характеристик мотора за струмом та напругою. Серія драйверів ULN2003 найпопулярніша в неперехідних застосуваннях, придатна для приводу крокового мотора.

Кожна пара Дарлінгтона всередині ULN може обробляти до 500 мА, а максимальна напруга може бути до 50 В постійного струму.

 Живлення для приводу крокового мотора

Кроковий мотор працює при напрузі від 5 В до 12 В і споживає 100 мА до 400 мА. Використовуйте специфікації мотора, надані постачальником, для проектування регульованого блоку живлення, щоб уникнути коливань швидкості та моменту.

Блок живлення

Оскільки регулятор напруги 7812 може обробляти лише до 1 А струму, тут використовується зовнішній транзистор. Він може обробляти 5 А струму. Потрібно забезпечити правильне теплообмінне середовище, залежно від загального струму.

Блок-схема показує потік та з'єднання між компонентами плати драйвера.

• Різні компоненти

• Перемикачі, потенціометри

• Теплообмінне середовище

• З'єднуючі провода

Комплексний привід крокового мотора

Привід крокового мотора є безрозумним електронним пристроєм, поки ви не програмуєте мікроконтролер для коректного подання сигналів до крокового мотора через драйвер. Кроковий мотор може працювати в режимах, таких як повний крок, хвиля, або півкрок. Драйвер повинен бути інтерактивним, щоб дозволяти команди користувача для різних режимів крокування та керування швидкістю. Додатково, він повинен підтримувати команди старт/стоп.

Для виконання вищевказаних функцій, нам потрібно використовувати додаткові піни мікроконтролера. Два піни потрібні для вибору типу крокування та старту або зупинки мотора.

Один пін потрібен для підключення потенціометра, який буде використовуватися як регулятор швидкості. АЦП всередині мікроконтролера буде використовуватися для керування швидкістю обертання.

Алгоритм програми

• Ініціалізувати піни портів у режимах вводу/виводу.

• Ініціалізувати модуль АЦП.

• Створити окремі функції для півкроку, повного кроку, хвилі та затримки.

• Перевірити два піни порту для операційного режиму (00-стоп, 01-хвиля, 10-повний крок, 11-півкрок).

• Перейти до відповідної функції.

• Прочитати значення потенціометра через АЦП та відповідно встановити значення затримки.

• Завершити один цикл послідовності.

• Перейти до кроку 4.

Плата драйвера

Якщо ви плануєте створити свою власну плату, використовуючи CAD-програмне забезпечення, таке як EAGLE, забезпечте достатню товщину для того, щоб струми мотора могли протікати без перегріву плати.

Також, оскільки мотори є індуктивними компонентами, треба бути обережним, щоб не завадити іншим сигнальним шляхам через інтерференцію. Потрібно дотримуватися правильних перевірок ERC та DRC.