Как подключить шаговый двигатель от принтера

Шаговый двигатель от старого принтера как генератор

Разобрав старый принтер мне достался вот такой красавец:

Что это? Шаговый двигатель, двигателей такого типа полно в принтерах и CD/DVD’ромах и в старых флоппиках.

Для чего он может пригодится спросите Вы? Из них выходят отличные генераторы переменного тока (спасибо Тесле), и без проблем переменный ток можно преобразовать в постоянный. А что самое интересное — переменний ток при выпрямлении можно умножать при помощи умножителя напряжения, о них расскажет ChipiDip:

Собрал по классической схеме удвоитель напряжения и подключил его к одной фазе двигателя:

Конденсаторов на 10 000 мкФ и лихвой хватит для роботы с моим шаговиком.

Диоды Шоттки имеют немного высший КПД нежели обычные кремниевые, потому я остановился на них. Мои диоды рассчитанные на ток 5 Ампер, так что спалить их не боюсь.

Крутнул несколько раз от руки и…

Попробуем сделать искру:

Накопившейся энергии в конденсаторах хватило даже на две.

Напряжение ушло выше 20-ти вольт, но не следует думать что выше 20 вольт это уже много, как видим энергия накопившаяся в конденсаторах несильно раскрутила компьютерный кулер. Как учили в школе, мощность (измеряется в Ваттах) это напряжение умножено на ток, ток же, небольшой, что можно будет увидеть на видео ниже:

Может от руки полученная мощность и небольшая но кулер крутится немного быстрей ежели через обычный мостовой выпрямитель, да и можно же собрать ещё один удвоитель и подключить его к второй свободной фазе и подсоединяя последовательно или параллельно можно удваивать ток или же напряжение.

С уважением HWman.

Мой канал на ютюбе, подписывайтесь, дальше будет интересней.

ПОДЕЛИТЕСЬ С ДРУЗЬЯМИ!

About HWman

Выбор и подключение шаговых двигателей

На платах Duet используются двухполюсные драйверы шаговых двигателей. Это означает, что вы можете использовать шаговые двигатели, подходящие для биполярного привода, которые имеют 4, 6 или 8 проводов. Вы не можете использовать двигатели с 5 проводами, потому что они предназначены для работы только в однополярном режиме. (Некоторые однополярные двигатели можно превратить в биполярные двигатели, обрезав их на печатной плате.)

Самый простой для подключения 4-проводный двигатель. Внутри шагового двигателя находятся две катушки, каждая катушка имеет провод, соединенный с каждым концом.Пара проводов и катушек называется фазой. 4 провода соответствуют 4 выходным контактам каждого шагового драйвера в Duet (см. Ниже для определения фаз и подключения).

В 6-проводных шаговых двигателях по-прежнему есть 2 катушки, но у каждой катушки есть центральный отвод, который при необходимости эффективно разрезает катушку пополам. Это создает дополнительный провод для каждой катушки. Вы можете использовать их в полукатушке, оставив два концевых провода не подключенными, или в режиме полной катушки, оставив центральные провода не подключенными. Обратитесь к спецификации двигателя, чтобы убедиться, что ваш Duet может подавать достаточный ток для того, как вы хотите их подключить.

8-проводный степпер имеет 4 катушки, поэтому с двумя проводами на катушку получается 8 проводов. Вы можете запустить 8-проводный шаговый двигатель в полукатушке (с подключением только 2 катушек) или в режиме полной катушки, а в режиме полной катушки вы можете подключить катушки последовательно или параллельно. В интернете есть много другой документации о том, как это сделать, просто убедитесь, что Duet справится с текущими требованиями. В конечном итоге нам нужно всего лишь 4 провода для подключения к Duet.

Это максимальный ток, который вы можете пропустить через обе обмотки одновременно.Максимальный ток через одну обмотку (который действительно имеет значение при использовании микрошагования) редко указывается и будет немного выше. Однако, даже если одна обмотка приводится в действие при указанном номинальном токе, двигатель сильно нагревается. Таким образом, обычной практикой является установка тока двигателя не более 85% от номинального тока. Поэтому, чтобы получить максимальный крутящий момент от ваших двигателей без их перегрева, вы должны выбирать двигатели с номинальным током не более чем на 25% выше, чем рекомендуемый максимальный ток привода шагового двигателя.Это дает:

Duet 0.6 и Duet 0.8.5 (рекомендуемый максимальный ток двигателя 1,5 A RMS) => Номинальный ток шагового двигателя <= 1,9 A
Duet 2 WiFi и Duet 2 Ethernet (максимальный ток двигателя 2,4 A RMS) => Номинальный шаговый двигатель ток <= 3.0A
Duet 2 Maestro (рекомендуемый максимальный ток двигателя 1.4A RMS с хорошим охлаждением вентилятора) => Номинальный ток шагового двигателя <= 1.7A. Однако, если вы используете двигатели с более низким номинальным током (например, от 1,0 до 1,2 А) и мощностью 24 В, драйверы будут работать холоднее.
Duet 3 Материнская плата 6HC и плата расширения 3HC (рекомендуемый максимальный ток двигателя 4.45A RMS) => Номинальный ток шагового двигателя <= 5.5A
Duet 3 Tooboard (рекомендуемый максимальный ток двигателя 1.4A RMS) => Номинальный ток шагового двигателя < = 1,75A

Это максимальный крутящий момент, который может обеспечить двигатель, когда обе обмотки находятся под напряжением при полном токе, прежде чем начнутся скачкообразные шаги. Удерживающий момент с одной обмоткой под напряжением при номинальном токе примерно в 1 / квт (2) раза больше.Крутящий момент пропорционален току (за исключением очень малых токов), поэтому, например, если вы установите драйверы на 85% от номинального тока двигателя, то максимальный крутящий момент составит 85% * 0,707 = 60% от указанного удерживающего момента.

Крутящий момент возникает, когда угол ротора отличается от идеального угла, который соответствует току в его обмотках. Когда шаговый двигатель ускоряется, он должен создавать крутящий момент, чтобы преодолеть собственную инерцию ротора и массу нагрузки, которую он движет. Чтобы создать этот крутящий момент, угол ротора должен отставать от идеального угла.В свою очередь, нагрузка будет отставать от положения, заданного прошивкой.

Иногда будет написано, что микрошаг снижает крутящий момент. Это на самом деле означает, что, когда предполагается, что угол запаздывания равен углу, соответствующему одному микрошагу (поскольку вы хотите, чтобы положение было с точностью до одного микрошага), более высокий микрошаг предполагает меньший угол запаздывания, а значит, и меньший крутящий момент. Крутящий момент на единицу угла запаздывания (что действительно имеет значение) не уменьшается при увеличении микроперехода.Иными словами, отправка мотора за один микрошаг 1/16 приводит к точно таким же фазовым токам (и, следовательно, к тем же силам), что и к отправке двух 1/32 микрошагов или четырех 1/64 микрошагов и так далее.

Существует два соответствующих размера: номер размера Nema и длина. Номер размера Nema определяет квадратный размер корпуса и положение монтажных отверстий. Наиболее популярным размером для 3D-принтеров является Nema 17, корпус которого имеет площадь не более 42,3 мм и фиксирующие отверстия в квадрате со стороны 31 мм.

Двигатели Nema 17 бывают различной длины, от 20-миллиметровых «блинных» двигателей до 60-миллиметровых двигателей. Как правило, чем длиннее двигатель, тем больше его удерживающий момент при номинальном токе. Более длинные шаговые двигатели также имеют большую инерцию ротора. Все дуэты должны иметь возможность управлять ими, хотя некоторые двигатели Nema 17 могут быть рассчитаны до 2 А, что является пределом для Duet 2 Maestro (хотя вы всегда можете запустить двигатели с меньшим током).

Двигатели Nema 23 имеют более высокий крутящий момент, чем двигатели Nema 17.Duet 2 (WiFi и Ethernet) может управлять ими, если вы выбираете их тщательно, в частности, в отношении номинального тока, максимум до 2,8A. Duet 3 должен иметь возможность управлять двигателями большего размера, до 5,5А. Вы должны использовать питание 24 В на Duet 2 и 32 В на Duet 3 для более крупных двигателей.

Двигатели Nema 34 еще больше, с большим крутящим моментом и обычно используются в приложениях с ЧПУ. Duet 3 также может управлять этими двигателями до 5,5А. Для достижения высоких скоростей с большими двигателями вам может потребоваться более высокое напряжение, чем максимум 32 В для Duet 3.Можно изменить Duet 3, чтобы увеличить это значение до 48 В и, возможно, до 60 В (что является ограничением драйвера шагового двигателя), хотя это аннулирует вашу гарантию; см. https://forum.duet3d.com/post/133293

Существует два общих угла шага: 0,9 и 1,8 градуса на полный шаг, что соответствует 400 и 200 шагам / оборот. Большинство 3D-принтеров используют двигатели с шагом 1,8 град / шаг.

Помимо очевидной разницы в угле шага:

Двигатели 0,9 градуса имеют немного более низкий удерживающий момент, чем аналогичные 1.8-градусные двигатели того же производителя
Однако для создания заданного крутящего момента угол запаздывания, необходимый для 0,9-градусного двигателя, немного больше половины угла запаздывания аналогичного 1,8-градусного двигателя. Или, другими словами, при малых углах запаздывания у двигателя 0,9 градуса крутящий момент почти в два раза больше, чем у двигателя 1,8 градуса при том же угле запаздывания.
При заданной скорости вращения 0,9-градусный двигатель производит вдвое больше индуктивной обратной эдс, чем 1,8-градусный двигатель. Таким образом, вам, как правило, нужно использовать питание 24 В для достижения высоких скоростей с 0.Моторы 9deg.
0,9 градусным двигателям нужно, чтобы шаговые импульсы доставлялись водителям с удвоенной частотой 1,8 градусного двигателя. Если вы используете высокий микрошаг, тогда скорость может быть ограничена скоростью, с которой электроника может генерировать шаговые импульсы. Для решения этой проблемы можно использовать режим интерполяции с 16-кратным микропереходом драйверов TMC2660 в Duet 2 WiFi / Ethernet. Драйверы Duet 2 Maestro и Duet 3 могут интерполироваться при любой настройке микрошагов.

Индуктивность двигателя влияет на скорость, с которой водитель шагового двигателя может управлять двигателем до того, как крутящий момент падает.Если мы временно игнорируем обратную эдс из-за вращения (см. Далее), а номинальное напряжение двигателя намного меньше, чем напряжение питания привода, то максимальное число оборотов в секунду перед падением крутящего момента составляет:

revs_per_second = (2 * supply_voltage) / (steps_per_rev * pi * индуктивность * ток)

Если двигатель приводит ремень GT2 через шкив, это дает максимальную скорость в мм / с как:

скорость = (4 * pulley_teeth * supply_voltage) / (steps_per_rev * pi * индуктивность * ток)

Пример: 1.8-градусный двигатель (шаг 200 об / об) с индуктивностью 4 мГн работает при 1,5 А при напряжении питания 12 В, и привод ремня GT2 с 20-зубчатым шкивом начинает терять крутящий момент со скоростью около 250 мм / с. Это скорость ленты, которая на CoreXY или дельта-принтере не совпадает со скоростью головки.

На практике крутящий момент будет падать раньше, чем это из-за обратной ЭДС, вызванной движением, и потому, что вышеупомянутое не учитывает сопротивление обмотки. Моторы с низкой индуктивностью также имеют низкую ЭДС из-за вращения.

Это означает, что если мы хотим достичь высоких скоростей, нам нужны двигатели с низкой индуктивностью и высоким напряжением питания. Максимальное рекомендуемое напряжение питания для Duet 2 WiFi / Ethernet составляет 25 В, для Duet 2 Maestro - 28 В, а для Duet 3 - 32 В.

Это просто сопротивление на фазу и падение напряжения на каждой фазе, когда двигатель находится в неподвижном состоянии, и фаза передает свой номинальный ток (который является результатом сопротивления и номинального тока). Это неважно, за исключением того, что номинальное напряжение должно быть значительно ниже напряжения источника питания для шаговых драйверов.

Когда шаговый двигатель вращается, он создает обратную эдс. При идеальном нулевом угле запаздывания он на 90 градусов не в фазе с напряжением возбуждения, а в фазе с обратной ЭДС из-за индуктивности. Когда двигатель создает максимальный крутящий момент и находится на грани пропуска шага, он находится в фазе с током.

Обратный ЭДС из-за поворота обычно не указывается в спецификации, но мы можем оценить его по следующей формуле:

приблизительный_пак_бэк_emf_due_to_rotation = sqrt (2) * пи * оцененный_холдинг_торк * revs_per_second / рейтинговый_куррент

В формуле предполагается, что удерживающий момент указан для обеих фаз, находящихся под напряжением при номинальном токе.Если это указано только с одной фазой под напряжением, замените sqrt (2) на 2.

Пример: рассмотрим 200-шаговый двигатель, приводящий каретку через 20 зубчатый шкив и ремень GT2. Это движение 40 мм на оборот. Для достижения скорости 200 мм / сек нам нужно 5 об / сек. Если мы используем двигатель с удерживающим моментом 0,55 Нм, когда обе фазы работают при 1,68 А, пиковая обратная эдс из-за вращения составляет 1,414 * 3,142 * 0,55 * 5 / 1,68 = 7,3 В.

Насколько точна эта формула? dc42 измерил, а затем рассчитал обратную эдс для двух типов двигателей:

17HS19-1684S: измерено 24 В, рассчитано 24.24 В при условии, что удерживающий момент указан для обеих фаз, находящихся под напряжением при номинальном токе.
JK42HS34-1334A: измерено 22 В, рассчитано 15,93 В с учетом удерживающего момента 0,22 Нм при подаче напряжения на обе фазы при номинальном токе. Возможно, удерживающий момент для этого двигателя указан только с одной фазой под напряжением, и в этом случае расчетное значение становится 22,53 В. Я также видел удерживающий момент для этого двигателя, приведенный в другой спецификации как 0,26 Нм, что увеличивает расчетное значение до 18,05 В.

Если у вас есть целевая скорость движения для вашего принтера, вы можете определить, по крайней мере, приблизительно, какое напряжение питания вам потребуется для драйверов двигателя. Вот как с примером расчета:

Определите свою целевую скорость движения. Для этого примера я буду использовать 200 мм / сек.
Исходя из целевой скорости движения, определите максимальную скорость ремня в худшем случае. Для декартовых принтеров наихудший случай - чистое движение X или Y, поэтому наихудшая скорость ленты равна скорости движения.Для принтера CoreXY наихудшим случаем является диагональное движение, и соответствующая скорость ленты в 2 раза превышает скорость движения. Для дельта-принтера наихудший случай - это радиальное перемещение около края кровати, а наихудший случай - скорость движения, деленная на tan (theta), где theta - наименьший угол диагонального стержня к горизонтали. На практике мы не можем использовать целевую скорость перемещения для радиальных перемещений вплоть до края кровати из-за расстояния, необходимого для ускорения или замедления, поэтому примите значение тета в качестве угла, когда насадка находится примерно в 10 мм от края кровати напротив башни.Для моей дельты это 30 градусов, поэтому максимальная скорость ленты составляет 200 / загар (30 градусов) = 346 мм / сек.
Отрегулируйте обороты двигателя в секунду на максимальной скорости ремня, разделив скорость ремня на шаг зубьев ремня (2 мм для ремней GT2) и количество зубьев на шкиве. Моя дельта использует шкивы с 20 зубцами, поэтому максимальное число оборотов в секунду составляет 346 / (2 * 20) = 8,7.
Отработать пиковую ЭДС за счет индуктивности. Это revs_per_second * pi * motor_current * motor_inductance * N / 2, где N - число полных шагов за оборот (так 200 для 1.8-градусные двигатели или 400 для 0,9-градусных двигателей). Мои двигатели имеют 0,9 градуса с индуктивностью 4,1 мГн, и я обычно использую их при 1А. Таким образом, обратная эдс из-за индуктивности составляет 8,7 * 3,142 * 1,0 * 4,1e-3 * 400/2 = 22,4 В.
Вычислить примерную обратную ЭДС из-за вращения. Из приведенной ранее формулы это sqrt (2) * pi * Rating_holding_torque * RevS_per_second / Rating_Current. Мои двигатели имеют номинальный ток 1,68 А и момент удержания 0,44 Нм, поэтому результат равен 1,414 * 3,142 * 0,44 * 8,7 / 1,68 = 10,1 В
Предпочтительно, чтобы напряжение питания драйвера было не меньше суммы этих двух обратных эдс , плюс еще несколько вольт.Если у вас есть два двигателя последовательно, требуемое напряжение удваивается.

В моем примере это дает 32,5 В, что выше рекомендованного входного напряжения 25 В для Duet 2. Но, по крайней мере, мы знаем, что для дельта-движения в худшем случае скорость движения 200 мм / с, если я использую 24 В тогда подача составляет более 2/3 от теоретического значения, поэтому крутящий момент, доступный для этого перемещения, не должен уменьшаться более чем на 1/3 от обычного доступного крутящего момента. С другой стороны, подача 12 В явно была бы недостаточной, что объясняет, почему я смог достичь только 150 мм / с, прежде чем обновил принтер до 24 В.

Существует онлайн-калькулятор, который делает это наоборот (то есть определяет скорость, с которой крутящий момент начинает падать) по адресу https://www.reprapfirmware.org/.

Если только вы не будете использовать внешние драйверы шаговых двигателей, выбирайте двигатели с номинальным током не менее 1,2 А и не более 2,0 А для Duet 0,6 и Duet 0,8,5, 3 А для Duet 2, 7 А для основного и двойного Duet 3. платы расширения и 1,7 А для панелей инструментов Duet 3 или Duet 2 Maestro.
Запланируйте работу каждого шагового двигателя при 50–85% его номинального тока.
Размер: Nema 17 - самый популярный размер, используемый в 3D-принтерах. Nema 14 является альтернативой в экструдере с высокой редуктором. Используйте двигатели Nema 23, если вы не можете получить достаточный крутящий момент от длинных двигателей Nema 17. Duet 3 также может управлять двигателями Nema 34.
Избегайте двигателей с номинальным напряжением (или произведением номинального тока и фазового сопротивления)> 4 В или индуктивности> 4 мГн.
Выберите 0,9 град / шаг двигателя, где вы хотите дополнительную точность позиционирования, например, для башенных моторов дельта-принтера.В противном случае выберите двигатели 1,8 град / шаг.
Если вы используете какие-либо 0,9 град / шаговые двигатели или двигатели с высоким крутящим моментом, используйте мощность 24 В, чтобы вы могли поддерживать крутящий момент на более высоких скоростях.
При использовании экструдера с высокой редуктором (например, экструдера, в котором используется гибкий кабель привода для передачи крутящего момента от двигателя к червячному редуктору), используйте короткий 1,8-градусный двигатель с малой индуктивностью для его привода.

Номера дисков, используемые в G-коде, соответствуют следующим меткам драйверов на плате (ах):

Drive номер	Duet 3 доска этикетки	Duet 2 WiFi / Ethernet плата этикетка	Duet 2 Maestro доска этикетки
0	DRIVER_0	X
1	DRIVER_1	Да
2	DRIVER_2	З.А. ZB (Два заголовки, подключенными последовательно)
3	DRIVER_3	Е0
4	DRIVER_4	Е1
5	DRIVER_5	E2 (On Duex 2/5)	E2 (контакты для внешнего драйвера)
6		E3 (On Duex 2/5)	E3 (контакты для внешнего драйвера)
7		E4 (On Duex 5)
8		E5 (On Duex 5)
9		E6 (On Duex 5)
10		На заголовке LCD_CONN
11		На заголовке LCD_CONN

Чтобы увидеть точное расположение выводов, проверьте схемы соединений здесь:

Электрическая схема Duet 3

Схема подключения Duet 2 WiFi / Ethernet

Электрическая схема Duet 2 Maestro

Duet 3 имеет 6 встроенных шаговых драйверов.Duet 2 WiFi, Ethernet и Maestro имеют 5 встроенных шаговых драйверов.

Чтобы подключить шаговые двигатели к внутренним драйверам, см. Схему подключения Duet 3, схему подключения Duet 2 WiFi / Ethernet или схему подключения Duet 2 Maestro. Схема контактов каждого разъема шагового двигателя такая же, как и у других популярных 3D-принтеров.

Для ВСЕХ ДУЭТОВ необходимо подключить два провода для одной фазы шагового двигателя к двум контактам на одном конце разъема, а провода для другой фазы к двум контактам на другом конце. См. Следующий раздел для определения фаз вашего двигателя.

Каждый разъем шагового двигателя имеет четыре контакта. На Duet 2 WiFi / Ethernet они обозначены «2B 2A 1A 1B» на задней панели и на электрической схеме. «1» и «2» относятся к катушке или фазе, «A» и «B» относятся к положительному и отрицательному.

На Duet 2 Maestro и Duet 3 четыре контакта разъема двигателя имеют маркировку «B1 B2 A1 A2» на задней стороне платы и на электрической схеме.«A» и «B» относятся к катушке или фазе, «1» и «2» относятся к положительному и отрицательному. Это соглашение об именах, используемое большинством производителей шаговых двигателей.

Осторожно! Перепутывание фаз на 4-контактном разъеме может и часто приводит к повреждению шагового привода. Итак, убедитесь, что вы знаете, какие пары проводов принадлежат к одной фазе. Неважно, к какой фазе вы подключаетесь, к какой паре выводов или в какую сторону вы подключаете каждую фазу: переключение двух фаз или переключение пары проводов в фазе просто заставляет двигатель вращаться в другую сторону, которую вы можно исправить в конфиге.г файл.

Будьте особенно осторожны при использовании шаговых двигателей со съемными кабелями! Двигатель Nema 17 с отсоединяемым кабелем обычно имеет 6-контактный разъем JST, но разные производители используют разные выводы на этом разъеме. Всегда проверяйте фазы шагового двигателя (см. Следующий раздел) при использовании двигателей со съемными кабелями.

Настоятельно рекомендуется заземлить корпуса шагового двигателя , особенно в принтерах с ременным приводом.В противном случае движение ремней вызывает накопление статического заряда, который в конечном итоге изгибается в обмотках. Движение нити в экструдерах может также вызвать накопление статического заряда на приводном двигателе экструдера. Если двигатели прикручены к металлической раме, заземления рамы достаточно.

Вот два способа соединить провода шагового двигателя в фазы:

Используйте мультиметр. Между двумя проводами, принадлежащими к одной фазе, должно быть сопротивление в несколько Ом, а между проводами, принадлежащими к разным фазам, не должно быть неразрывности.
Если провода двигателя ни к чему не подключены, вращайте шпиндель между пальцами. Замкните два провода вместе, затем снова раскрутите шпиндель. Если вращение намного сложнее, чем раньше, эти два провода принадлежат одной и той же фазе. В противном случае попробуйте еще раз с другой парой проводов, замкнутых вместе.

Если у вас два шаговых двигателя Z, подключите их к разъемам ZA и ZB. Эти разъемы соединены последовательно, что лучше, чем их параллельное соединение для большинства типов шаговых двигателей, используемых в 3D-принтерах.

Если у вас только один шаговый двигатель Z, подключите его к разъему ZA и вставьте две перемычки в разъем ZB. Платы Duet 2 обычно поставляются с уже установленными перемычками.

Если у вас есть два шаговых двигателя Z, то для типов двигателей, обычно используемых в RepRaps (то есть с номинальным током в диапазоне от 1,2 до 2,0 А), лучше соединять их последовательно, чем параллельно. Google "проводные шаговые двигатели в серии" для инструкций, как это сделать, например:

http: // www.instructables.com/id/Wiring-Y ...]

Некоторые недавние китайские комплекты 3D-принтеров имеют слаботочные Z-шаговые двигатели, которые предназначены для параллельного подключения. Если двигатели имеют номинальный ток 1,0 А или ниже, подключите их параллельно.

Используйте команду M584 (см. Http: //reprap.org/wiki/G-code#M584: _Set _...), чтобы указать, какие драйверы используются для соответствующей оси. Вы должны использовать RepRapFirmware 1.14 или более позднюю версию.

См. Страницу использования внешних драйверов для более подробной информации.

Если ваши двигатели имеют рейтинг выше 2.8А, и вы используете Duet 2 (Wi-Fi или Ethernet), или выше около 2А, и вы используете Duet 2 Maestro, или устаревший Duet 0.6 или 0.8.5, или если им нужно более высокое напряжение, чем может обеспечить Duet, то вы нужны внешние драйверы шагового двигателя. Они обычно имеют оптически изолированные входы step / dir / enable. Например, драйверы шаговых двигателей с номиналом до 5А, использующие чип шагового драйвера TB6600, широко доступны на eBay.

Если драйверам требуется не более 2 мА при напряжении 3 В на входе ступени, направления и разрешения, вы можете подключить их непосредственно от разъема расширения Duet.См. Схемы подключения Duet 2 WiFi / Ethernet для разводки разъемов расширения. В противном случае, вы должны использовать интегральные схемы с изменением уровня от 3,3 до 5 В, например, 74HCT04, чтобы повысить уровень сигнала до 5 В и управлять им. Для этой цели вы можете использовать разделительную доску расширения Duet.

Чтобы переназначить двигатели X, Y или Z на внешние драйверы в RepRapFirmware 1.14 или более поздней версии, используйте команду M584 (см. M-код G584). Сигналы включения на разъеме расширения по умолчанию активны, но вы можете изменить это с помощью команды M569 (см. M569 Gcode).Вы также можете установить минимальную ширину шага импульса в команде M569 (попробуйте 1us или 2us при использовании внешних драйверов) и настроить направление.

Перед выполнением этого шага временно разрешите перемещение оси без возврата в исходное положение, перейдя к консоли G-кода и введя: M564 S0 H0

Вернитесь на страницу управления машиной. В это время мы проверим работу наших шаговых двигателей.

Переместите каждый шаговый двигатель по отдельности на 1 мм в каждом направлении.

Обратите внимание, что шаговый механизм не может быть перемещен до возврата в исходное положение, если только команда M564 не используется для отмены этого безопасного значения по умолчанию.

Как работает шаговый двигатель

В этой статье вы узнаете, как работает шаговый двигатель. Мы рассмотрим основные принципы работы шаговых двигателей, их режимы движения и типы шаговых двигателей по конструкции. Вы можете посмотреть следующее видео или прочитать написанную статью.

Принцип работы

Шаговый двигатель представляет собой бесщеточный двигатель постоянного тока, который вращается ступенчато. Это очень полезно, потому что его можно точно позиционировать без какого-либо датчика обратной связи, который представляет собой контроллер с разомкнутым контуром.Шаговый двигатель состоит из ротора, который обычно является постоянным магнитом, и он окружен обмотками статора. По мере того, как мы постепенно активируем обмотки в определенном порядке и пропускаем через них ток, они намагничивают статор и создают электромагнитные полюса, соответственно, которые приводят двигатель в движение. Так что это основной принцип работы шаговых двигателей.

Режимы движения

Существует несколько различных способов управления шаговым двигателем.Первый - это волновой привод или возбуждение с одной катушкой. В этом режиме мы активируем только одну катушку за раз, что означает, что для этого примера двигателя с 4 катушками ротор совершит полный цикл за 4 шага.

Далее идет режим полного шагового привода, который обеспечивает намного более высокий выходной крутящий момент, потому что у нас всегда есть 2 активных катушки в данный момент времени. Однако это не улучшает разрешение шагового двигателя, и ротор снова совершает полный цикл за 4 шага.

Для увеличения разрешения шагового двигателя мы используем режим полушагового привода.Этот режим фактически является комбинацией двух предыдущих режимов.

Здесь у нас есть одна активная катушка, за которой следуют 2 активные катушки, а затем снова одна активная катушка, за которой следуют 2 активные катушки и так далее. Таким образом, в этом режиме мы получаем удвоенное разрешение при той же конструкции. Теперь ротор совершит полный цикл за 8 шагов.

Однако в настоящее время наиболее распространенным методом управления шаговыми двигателями является микрошаг. В этом режиме мы подаем переменный управляемый ток на катушки в виде синусоидальной волны.Это обеспечит плавное движение ротора, уменьшит напряжение деталей и повысит точность шагового двигателя.

Другим способом увеличения разрешения шагового двигателя является увеличение числа полюсов ротора и числа полюсов статора.

Типы шаговых двигателей по конструкции

По конструкции существуют 3 различных типа шаговых двигателей: шаговый двигатель с постоянным магнитом, шаговый двигатель с переменным сопротивлением и гибридный синхронный шаговый двигатель.

Степпер с постоянным магнитом имеет ротор с постоянным магнитом, который приводится в действие обмотками статора. Они создают противоположные полюса полярности по сравнению с полюсами ротора, который движет ротор.

В следующем типе шагового двигателя с переменным сопротивлением используется немагнитный ротор из мягкого железа. Ротор имеет зубья, которые смещены относительно статора, и когда мы активируем обмотки в определенном порядке, ротор перемещается соответственно, так что он имеет минимальный зазор между статором и зубьями ротора.

Гибридный синхронный двигатель модели это комбинации двух предыдущих степперов.Имеет зубчатый ротор с постоянными магнитами, а также зубчатый статор. Ротор имеет две секции, противоположные по полярности, и их зубья смещены, как показано здесь.

Это вид спереди широко используемого гибридного шагового двигателя, который имеет 8 полюсов на статоре, которые активируются 2 обмотками A и B. Поэтому, если мы активируем обмотку A, мы намагничиваем 4 полюса, из которых два из них будут иметь южную полярность, а два - северную.

Мы видим, что таким образом зубья роторов выровнены с зубьями полюсов A и выровнены с зубьями полюсов B.Это означает, что на следующем шаге, когда мы выключим полюса A и активируем полюса B, ротор будет двигаться против часовой стрелки, а его зубцы будут совмещены с зубцами полюсов B.

Если мы будем продолжать активировать полюса в определенном порядке, ротор будет двигаться непрерывно. Здесь мы также можем использовать различные режимы движения, такие как волновой привод, полный шаг, полушаг и микро шаг, чтобы еще больше увеличить разрешение шагового двигателя.
внутри струйного принтера - как работают струйные принтеры

Детали типичного струйного принтера включают в себя: Узел печатающей головки:

Печатающая головка - Ядро струйного принтера, печатающая головка содержит ряд сопел, которые используются для распыления капель чернил.

Чернильные картриджи - В зависимости от производителя и модели принтера, чернильные картриджи бывают различных комбинаций, таких как отдельные черные и цветные картриджи, цветные и черные в одном картридже или даже картридж для каждого цвета чернил.Картриджи некоторых струйных принтеров включают саму печатающую головку.

Шаговый двигатель печатающей головки - Шаговый двигатель перемещает узел печатающей головки (печатающая головка и чернильные картриджи) вперед и назад по бумаге. Некоторые принтеры имеют другой шаговый двигатель для парковки узла печатающей головки, когда принтер не используется. Парковка означает, что узел печатающей головки ограничен от случайного движения, например, стояночного тормоза на автомобиле.

Ремень - Ремень используется для крепления узла печатающей головки к шаговому двигателю.

Стабилизатор - В узле печатающей головки используется стабилизатор, обеспечивающий точное и контролируемое движение.

Блок подачи бумаги:

Лоток / податчик бумаги - У большинства струйных принтеров есть лоток, в который вы загружаете бумагу. Некоторые принтеры обходятся без стандартного лотка для устройства подачи . Устройство подачи обычно открывается под углом на задней панели принтера, что позволяет вам помещать в него бумагу.Как правило, в податчиках содержится не так много бумаги, как в традиционном лотке для бумаги.

Ролики - Набор роликов вытягивает бумагу из лотка или устройства подачи и продвигает бумагу, когда узел печатающей головки готов к следующему проходу.

Шаговый двигатель подачи бумаги - Этот шаговый двигатель приводит в движение ролики для перемещения бумаги с точным шагом, необходимым для обеспечения печати непрерывного изображения.

Блок питания - Хотя у более ранних принтеров часто был внешний трансформатор, в большинстве принтеров, продаваемых сегодня, используется стандартный блок питания, встроенный в сам принтер.

Схема управления - Небольшое, но сложное количество схем встроено в принтер для управления всеми механическими аспектами работы, а также для декодирования информации, отправляемой на принтер с компьютера.

Интерфейсный порт (ы) - параллельный порт все еще используется многими принтерами, но большинство новых принтеров используют порт USB. Несколько принтеров подключаются через последовательный порт или порт SCSI.

,
Смотрите также

Ваз 2110 как защитить двигатель от грязи

Как поменять помпу на газели 402 двигатель

Что такое в двигателе клапана

Из за чего сапунит дизельный двигатель

Двигатель без номера как поставить на учет

Как узнать если растянулась цепь на двигателе бмв м 30

Ваз 2114 как влияет датчик скорости на работу двигателя

Как перегреть двигатель

Как и чем промыть систему охлаждения двигателя ваз 2110

Предпусковой подогреватель двигателя для чего нужен

Как разобрать двигатель от холодильника без болгарки