Кузовной ремонт автомобиля

 Покраска в камере, полировка

 Автозапчасти на заказ

Как управлять шаговым двигателем


Управление шаговым двигателем | Электроника для всех

Рано или поздно, при постройке робота, возникнет нужда в точных перемещениях, например, когда захочется сделать манипулятор. Вариантов тут два — сервопривод, с обратными связями по току, напряжению и координате, либо шаговый привод. Сервопривод экономичней, мощней, но при этом имеет весьма нетривиальную систему управления и под силу далеко не всем, а вот шаговый двигатель это уже ближе к реальности.

Шаговый двигатель это, как понятно из его названия, двигатель который вращается дискретными перемещениями. Достигается это за счет хитрой формы ротора и двух (реже четырех) обмоток. В результате чего, путем чередования направления напряжения в обмотках можно добиться того, что ротор будет по очереди занимать фиксированные значения.
В среднем, у шагового двигателя на один оборот вала, приходится около ста шагов. Но это сильно зависит от модели двигателя, а также от его конструкции. Кроме того, существуют полушаговый и микрошаговый режим, когда на обмотки двигателя подают ШИМованное напряжение, заставляющее ротор встать между шагами в равновесном состоянии, которое поддерживается разным уровнем напряжения на обмотках. Эти ухищрения резко улучшают точность, скорость и бесшумность работы, но снижается момент и сильно увеличивается сложность управляющей программы — надо ведь расчитывать напряжения для каждого шага.

Один из недостатков шаговиков, по крайней мере для меня, это довольно большой ток. Так как на обмотки напруга подается все время, а такого явления как противоЭДС в нем, в отличии от коллекторных двигателей, не наблюдается, то, по сути дела, мы нагружаемся на активное сопротивление обмоток, а оно невелико. Так что будь готов к тому, что придется городить мощный драйвер на MOSFET транзисторах или затариваться спец микросхемами.

Типы шаговых двигателей
Если не углубляться во внутреннюю конструкцию, число шагов и прочие тонкости, то с пользовательской точки зрения существует три типа:

  • Биполярный — имеет четыре выхода, содержит в себе две обмотки.
  • Униполярный — имеет шесть выходов. Содержит в себе две обмотки, но каждая обмотка имеет отвод из середины.
  • Четырехобмоточный — имеет четыре независимые обмотки. По сути дела представляет собой тот же униполярник, только обмотки его разделены. Вживую не встречал, только в книжках.
Униполярный отличается от биполярного только тем, что ему нужна куда более простая схема управления, а еще у него значительно слабее момент. Так как работает он только половинами обмоток. НО! Если оторвать нафиг средний вывод униполярника, то мы получим обычный биполярный. Определить какой из выводов средний не сложно, достаточно прозвонить сопротивление тестером. От среднего до крайних сопротивление будет равно ровно половине сопротивления между крайних выводов. Так что если тебе достался униполярник, а схема подключения для биполярного, то не парься и отрывай средний провод.

Где взять шаговый двигатель.
Вообще шаговики встречаются много где. Самое хлебное место — пятидюймовые дисководы и старые матричные принтеры. Еще ими можно поживиться в древних винчестерах на 40Мб, если, конечно, рука поднимется покалечить такой антиквариат.
А вот в трехдюймовых флопарях нас ждет облом — дело в том, что там шаговик весьма ущербной конструкции — у него только один задний подшипник, а передним концом вал упирается в подшипник закрепленный на раме дисковода. Так что юзать его можно только в родном креплении. Либо городить высокоточную крепежную конструкцию. Впрочем, тебе может повезет и ты найдешь нетипичный флопарь с полноценным движком.

Схема управления шаговым двигателем
Я разжился контроллерами шаговиков L297 и мощным сдвоенным мостом L298N.

Лирическое отступление, при желании можно его пропустить

Именно на нем был сделан мой первый силовой блок робота. Кроме него там еще два источника питания на 5 и на 3.3 вольта, а также контроллер двух движков на L293 (такой же как и во второй реализации силового блока). В качестве контроллера тогда был выбран АТ89С2051. Это антикварный контроллер архитектуры MSC-51 в котором из периферии только два таймера, порты да UART, но я его люблю нежно и трепетно, так как первая любовь не проходит никогда =). К сожалению исходники его мега прошивки канули в Лету вместе с убившимся винтом, так что я не могу поделиться теми извращенскими алгоритмами, которые были туда засунуты. А там был и двухканальный ШИМ, и I2C Slave протокол, и контроль за положением шаговика с точным учетом его перемещения. Короче, знатный был проект. Ныне валяется трупом, т.к. все лень запустить Keil uVision и написать новую прошивку. Да и ассемблер С51 я стал уже забывать.


Схема включения L298N+L297 до смешного проста — надо тупо соединить их вместе. Они настолько созданы друг для друга, что в даташите на L298N идет прямой отсыл к L297, а в доке на L297 на L298N.

Осталось только подключить микроконтроллер.
  • На вход CW/CCW подаем направление вращения — 0 в одну сторону, 1 — в другую.
  • на вход CLOCK — импульсы. Один импульс — один шаг.
  • вход HALF/FULL задает режим работы — полный шаг/полушаг
  • RESET сбрасывает драйвер в дефолтное состояние ABCD=0101.
  • CONTROL определяет каким образом задается ШИМ, если он в нуле, то ШИМ образуется посредством выходов разрешения INh2 и INh3, а если 1 то через выходы на драйвер ABCD. Это может пригодится, если вместо L298 у которой есть куда подключать входы разрешения INh2/INh3 будет либо самодельный мост на транзисторах, либо какая-либо другая микросхема.
  • На вход Vref надо подать напряжение с потенциометра, которое будет определять максимальную перегрузочную способность. Подашь 5 вольт — будер работать на пределе, а в случае перегрузки сгорит L298, подашь меньше — при предельном токе просто заглохнет. Я вначале тупо загнал туда питание, но потом передумал и поставил подстроечный резистор — защита все же полезная вещь, плохо будет если драйвер L298 сгорит.
    Если же на защиту пофигу, то можешь заодно и резисторы, висящие на выходе sense выкинуть нафиг. Это токовые шунты, с них L297 узнает какой ток течет через драйвер L298 и решает сдохнет он и пора отрубать или еще протянет. Там нужны резисторы помощней, учитывая что ток через драйвер может достигать 4А, то при рекомендуемом сопротивлении в 0.5 Ом, будет падение напряжения порядка 2 вольт, а значит выделяемая моща будет около 4*2=8 Вт — для резистора огого! Я поставил двухваттные, но у меня и шаговик был мелкий, не способный схавать 4 ампера.

Правда на будущее, когда я буду делать роботу шаговый привод, я возьму не связку L297+L293, а микруху L6208 которая может и чуть слабей по току, но зато два в одном! Сразу подключай двигатель и работай. Если же их покупать, то на L6208 получается даже чуть дешевле.

Документация по микросхемам:

Управление шаговым двигателем с Arduino и джойстиком

В этом посте показано, как управлять скоростью и направлением вращения шагового двигателя с помощью платы Arduino UNO и джойстика PS2.
В этом примере используется шаговый двигатель 28BYJ-48 (однополярный шаговый двигатель), который обычно поставляется с платой его драйвера.
В последнем проекте Arduino я создал простой контроллер для этого шагового двигателя, ссылка на проект приведена ниже:
Arduino Unipolar Stepper Motor Control

Джойстик (джойстик PS2) состоит из двух потенциометров с сопротивлением 10 кОм (один для оси X и другой для оси Y) и кнопки.

Требуется оборудование:

  • Arduino UNO доска
  • шаговый двигатель 28BYJ-48 (с платой управления ULN2003A)
  • Джойстик
  • 5В источник питания
  • Хлебная доска
  • Перемычки

Управление шаговым двигателем с помощью Arduino и цепи джойстика:
Принципиальная схема проекта показана ниже (все заземленные клеммы соединены вместе).

и на следующем изображении показана схема фризирования:

Шаговый двигатель подключен к плате ULN2003A, которая снабжена внешним источником питания 5В.Управляющие линии (IN1, IN2, IN3 и IN4) этой платы подключены к Arduino следующим образом:
IN1 к выводу Arduino 11
IN2 к выводу Arduino 10
IN3 к выводу Arduino 9
IN4 к выводу Arduino 8

Плата джойстика имеет 5 контактов: GND, + 5V, VRX, VRY и SW, где:
GND и + 5V - контакты питания
VRX - выход потенциометра оси X
VRY - выход потенциометра оси Y
SW - это клемма кнопки (другая клемма подключена к GND).
Выход потенциометра оси X (VRX) подключен к аналоговому выводу Arduino A0, также можно использовать выход потенциометра оси Y (VRY).Контактный выключатель (SW) в этом примере не используется.
Используя потенциометры оси X и оси Y, мы можем независимо управлять двумя шаговыми двигателями.

Управление шаговым двигателем с помощью Arduino и кода джойстика:
В этом примере я использовал библиотеку шагового двигателя Arduino (встроенную), которая упрощает код, он включен в код с использованием следующей строки:

Шаговый двигатель, который я использовал в этом проекте, - 28BYJ-48 , этот двигатель оснащен редуктором скорости 1/64.Внутренний двигатель имеет 32 шага на один оборот, что означает, что внешний вал имеет 2048 шагов на один оборот (64 x 32). Количество шагов определяется в коде, как показано ниже:

и подключение линий управления шагового двигателя определены как:

// определить контакты управления шаговым двигателем

#define IN1 11

#define IN2 10

#define IN3 9

#define IN4 8

// инициализировать библиотеку шагеров

шаговый шаг, STPS (STE IN2, IN3, IN1);

Выходной вывод потенциометра джойстика подключен к аналоговому выводу 0 Arduino, он определен в коде как:

// выход джойстика подключен к Arduino A0

#define джойстик A0

Когда джойстик отпущен, потенциометр находится в среднем положении, а его выходное напряжение составляет приблизительно 2.5V, чтение с Arduino должно дать цифровое значение около 511 (разрешение модуля АЦП Arduino UNO 10-битное).

В коде я сделал 3 интервала:
Первый интервал между 500 и 523: в этом интервале джойстик отпускается, а шаговый двигатель вообще не двигается (все выходы низкие).

Второй интервал, когда цифровое значение больше или равно 523, когда двигатель движется в первом направлении.

Последний интервал, когда цифровое значение меньше или равно 500, когда двигатель движется в другом направлении.

Скорость двигателя всегда составляет от 5 до 500 об / мин. Перемещение джойстика на максимум (в обоих направлениях) заставляет двигатель двигаться с максимальной скоростью.

Остальной код описан в комментариях.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

140008

160008

140008

160008

14000000000

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

9

30

000

30

000

30

000

30

000

30

000

30

000000 34

35

36

37

38

39

40

41

42

43

44

45

46

47

47

47

47

000000

51

52

53

54

55

56

57

58

59

60

61

62

63

9 0002 64

65

66

67

68

69

70

71

72

73

74

75

77

77

77

/ *

* Униполярный шаговый двигатель для управления скоростью и направлением с Arduino

* и джойстиком

* Это бесплатное программное обеспечение без ГАРАНТИИ.

* https://simple-circuit.com/

* /

// включить библиотеку шаговых двигателей Arduino

#include

// определить количество шагов на оборот

#define STEPS 32

// определить управляющие выводы шагового двигателя

#define IN1 11

# определить IN2 10

# определить IN3 9

# определить IN4 8

Шаговый степпер (STEPS, IN4, IN2, IN3, IN1);

// выход джойстика подключен к Arduino A0

#define джойстик A0

void setup ()

{

}

{0008/

/

/ прочитать аналоговое значение с потенциометра

int val = analogRead (джойстик);

// если джойстик посередине ===> остановить двигатель

if ((val> 500) && (val <523))

{

digitalWrite (IN1, LOW);

digitalWrite (IN2, LOW);

digitalWrite (IN3, LOW);

digitalWrite (IN4, LOW);

}

иначе

{

// двигать двигатель в первом направлении

, в то время как (val> = 523)

{

// отображать скорость между 5 и 500 об / мин

int speed_ = карта (val, 523, 1023, 5, 500);

// установить скорость двигателя

шаговый.SetSpeed ​​(speed_);

// переместить двигатель (1 шаг)

stepper.step (1);

val = analogRead (джойстик);

}

// двигать двигатель в другом направлении

, в то время как (val <= 500)

{

// отображать скорость между 5 и 500 об / мин

int speed_ = map (val, 500 , 0, 5, 500);

// установить скорость двигателя

шаговый.SetSpeed ​​(speed_);

// переместить двигатель (1 шаг)

stepper.step (-1);

val = analogRead (джойстик);

}

}

}

На следующем видео показана простая аппаратная схема проекта:

,

Основы шагового двигателя

Каждый двигатель преобразует мощность. Электродвигатели преобразуют электричество в движение. Шаговые двигатели преобразуют электричество во вращение. Мало того, что шаговый двигатель преобразует электроэнергию во вращение, он может очень точно контролировать, насколько он будет вращаться и как быстро.

Шаговые двигатели названы так потому, что каждый импульс электричества вращает двигатель на один шаг. Шаговые двигатели управляются драйвером, который посылает импульсы в двигатель, заставляя его вращаться.Количество импульсов оборотов двигателя равно количеству импульсов, подаваемых в привод. Двигатель будет вращаться со скоростью, равной частоте тех же импульсов.

Шаговые двигатели очень просты в управлении. Большинство драйверов ищут импульсы на 5 вольт, которые как раз и являются уровнем напряжения большинства интегральных схем. Вам просто нужно спроектировать схему для вывода импульсов или использовать один из генераторов импульсов ORIENTAL MOTOR.

Одной из самых замечательных особенностей шаговых двигателей является их способность очень точно позиционировать.Это будет подробно рассмотрено позже. Шаговые двигатели не идеальны, всегда есть небольшие неточности. Стандартные шаговые двигатели ORIENTAL MOTOR имеют точность ± 3 минуты дуги (0,05 °). Замечательная особенность шаговых двигателей, однако, состоит в том, что эта ошибка не накапливается от шага к шагу. Когда стандартный шаговый двигатель перемещается на один шаг, он идет на 1,8 ° ± 0,05 °. Если один и тот же двигатель проходит миллион шагов, он будет перемещаться на 1 800 000 ° ± 0,05 °. Ошибка не накапливается.

Шаговые двигатели могут быстро реагировать и ускоряться.Они имеют низкую инерцию ротора, которая может быстро набрать скорость. По этой причине шаговые двигатели идеально подходят для коротких и быстрых ходов.

Система шагового двигателя

На приведенной ниже схеме показана типичная система с шаговым двигателем. Все эти части должны присутствовать в той или иной форме. Производительность каждого компонента будет влиять на другие.

Первый компонент - это компьютер или ПЛК. Это мозги за системой. Компьютер не только управляет системой шагового двигателя, но также контролирует и остальную часть машины.Это может поднять лифт или продвинуть конвейер. Он может быть сложным, как ПК или ПЛК, или простым, как кнопка оператора.

Вторая часть - это индексатор или карта ПЛК. Это говорит шаговый двигатель, что делать. Он выдаст правильное количество импульсов, которые будет двигать двигатель, и изменит частоту, чтобы двигатель ускорялся, работал на скорости и затем замедлялся.

Это может быть отдельный компонент, такой как индексатор ORIENTAL MOTOR SG8030 или плата генератора импульсов, которая вставляется в ПЛК.Форма не имеет значения, но она должна присутствовать для движения двигателя.

Следующие четыре ящика составляют водитель мотора. Логика управления фазой берет импульсы от индексатора и определяет, какая фаза двигателя должна быть под напряжением. Фазы должны быть под напряжением в определенной последовательности, и логика для управления фазой заботится об этом. Блок питания логики является источником низкого уровня, который питает микросхемы в драйвере. Это зависит от набора микросхем или конструкции приложения, но большинство логических источников находятся в диапазоне 5 Вольт.Источник питания двигателя - это напряжение питания для питания двигателя. Этот уровень напряжения обычно находится в диапазоне 24 В постоянного тока, но может быть намного выше. Наконец, усилитель мощности - это набор транзисторов, который позволяет току возбуждать фазы. Они постоянно включаются и выключаются, чтобы двигать двигатель в правильной последовательности.

Все эти компоненты проинструктируют двигатель для перемещения нагрузки. Нагрузка может представлять собой ходовой винт, диск или конвейер.

Типы Шаговых Двигателей

В настоящее время существует три основных типа шаговых двигателей.

  • Переменное сопротивление (VR)
  • постоянный магнит (PM)
  • гибрид

ORIENTAL MOTOR производит только гибридные шаговые двигатели.

Шаговые двигатели с переменным сопротивлением имеют зубцы на роторе и статоре, но без магнита. Поэтому он не имеет стопорный момента. У постоянного магнита есть магнит для ротора, но нет зубьев. Обычно, магнит ПМ имеет грубые углы шага, но у него есть стопорный момент.

Гибридные шаговые двигатели объединяют магнит от постоянного магнита и зубья от двигателей с переменным сопротивлением.Магнит аксиально намагничен, то есть на диаграмме справа верхняя половина - северный полюс, а нижняя - южный полюс. На магните находятся две зубчатые роторные чашки с 50 зубцами. Две чашки смещены на 3,6 °, поэтому, если мы посмотрим на ротор между двумя зубьями на чашке северного полюса, мы увидим один зуб на чашке южного полюса прямо посередине.

Эти двигатели имеют двухфазную конструкцию с 4 полюсами на фазу. Полюса на 90 ° друг от друга составляют каждую фазу.Каждая фаза намотана так, что полюс 180 ° имеет одинаковую полярность, в то время как эти 90 ° друг от друга - противоположная полярность. Если бы ток в этой фазе был обратным, изменилась бы и полярность. Это означает, что мы можем сделать любой полюс статора северным или южным полюсом.

Предположим, что на диаграмме полюсы в 12 и 6 часов являются северными полюсами, а полюсы в 3 и 9 часов - южными. Когда мы возбуждаем фазу А, 12 и 6 притягивают южный полюс магнитного ротора, а 3 и 9 притягивают северный полюс ротора.Если смотреть с одного конца, мы увидим, что зубья ротора выровнены с 12 и 6, в то время как зубцы с 3 и 9 будут посередине. Если бы мы смотрели с противоположного конца, зубья ротора северного полюса были бы точно выровнены с 3 и 9, тогда как зубья на 12 и 6 были бы посередине. В зависимости от того, в каком направлении мы хотим идти, мы будем заряжать либо полюса на 2 и 7 как северные полюсы, либо полюсы на 11 и 5 как северные полюса. Здесь драйвер необходим для определения чередования фаз.(Нажмите на изображение, чтобы начать анимацию).

На роторе 50 зубьев. Шаг между зубцами составляет 7,2 °. Когда двигатель движется, некоторые зубья ротора не совпадают с зубцами статора на 3/4 шага зуба, 1/2 шага зубца и 1/4 шага зуба. Когда двигатель шагнет, он пойдет по самому простому маршруту, поскольку 1/4 из 7,2 ° составляет 1,8 °, двигатель перемещается на 1,8 ° каждый шаг.

Наконец, крутящий момент и точность зависят от числа полюсов (зубьев). Чем больше полюсов, тем лучше крутящий момент и точность.ORIENTAL MOTOR предлагает шаговые двигатели высокого разрешения. Эти двигатели имеют половину шага зуба нашего стандартного двигателя. Ротор имеет 100 зубьев, поэтому угол между зубцами составляет 3,6 °. Когда двигатель перемещается на 1/4 шага зуба, он движется на 0,9 °. Разрешение наших моделей с высоким разрешением вдвое выше, чем у стандартных моделей: 400 шагов на оборот против 200 шагов на оборот.

Меньшие углы шага означают более низкую вибрацию, поскольку мы не шагаем так далеко с каждым шагом.

Структура

На рисунке ниже показано поперечное сечение 5-фазного шагового двигателя.Шаговый двигатель состоит в основном из двух частей: статора и ротора. Ротор, в свою очередь, состоит из трех компонентов: чашки ротора 1, чашки ротора 2 и постоянного магнита. Ротор намагничен в осевом направлении, так что, например, если чашка 1 ротора поляризована на север, чашка 2 ротора будет поляризована на юг.

Статор имеет 10 магнитных полюсов с маленькими зубцами, каждый из которых имеет обмотку.

Каждая обмотка соединена с обмоткой противоположного полюса, так что оба полюса намагничиваются с одинаковой полярностью, когда ток подается через пару обмоток.(Пропускание тока через данную обмотку намагничивает противоположную пару полюсов с одинаковой полярностью, то есть с севера или юга.)

Пара противоположных полюсов составляет одну фазу. Поскольку имеется 10 магнитных полюсов или пять фаз, в этом конкретном двигателе называется 5-фазный шаговый двигатель.

На внешнем периметре каждого ротора имеется 50 зубьев, причем зубья чашки ротора 1 и чашки ротора 2 механически смещены относительно друг друга на половину шага зуба.

Speed-Torque

Очень важно, чтобы вы знали, как читать кривую скорость-крутящий момент, поскольку она расскажет нам, что двигатель может и не может делать.Кривые скорость-крутящий момент представляют данный двигатель и данный привод. Когда двигатель работает, его крутящий момент зависит от типа привода и напряжения. Один и тот же двигатель может иметь совершенно другую кривую скорость-крутящий момент при использовании с другим приводом.

ORIENTAL MOTOR дает кривые скорость-крутящий момент для справки. Если двигатель используется с аналогичным приводом, с аналогичным напряжением и аналогичным током, вы должны получить аналогичную производительность. Обратитесь к интерактивной кривой скорость-крутящий момент ниже:

Чтение кривой скоростного момента

  • Момент удержания
    Величина крутящего момента, который двигатель создает в состоянии покоя, когда его номинальный ток протекает через его обмотки.
  • Область пуска / останова
    Значения, при которых двигатель может мгновенно запускаться, останавливаться или вращаться.
  • Момент затяжки
    Значения крутящего момента и скорости, при которых двигатель может запускаться, останавливаться или вращаться синхронно с входными импульсами.
  • Момент затяжки
    Значения крутящего момента и скорости, при которых двигатель может работать синхронно с фазами входа. Максимальные значения, которые двигатель может обеспечить без остановки.
  • Максимальная пусковая скорость
    Максимальная скорость, при которой двигатель может запускаться при измерении без нагрузки.
  • Максимальная скорость движения
    Самая высокая скорость, на которой будет работать двигатель, измеренная без нагрузки.

Для работы в зоне между выдвижением и выдвижением двигатель должен сначала запуститься в области пуска / останова.Затем частота пульса увеличивается до достижения желаемой скорости. Для остановки скорость двигателя затем снижается до тех пор, пока она не окажется ниже кривой крутящего момента.

Крутящий момент пропорционален току и числу витков провода. Если мы хотим увеличить крутящий момент на 20%, мы должны увеличить ток примерно на 20%. Точно так же, если мы хотим уменьшить крутящий момент на 50%, уменьшите ток на 50%.

Из-за магнитного насыщения нет никакого преимущества увеличивать ток более чем в 2 раза от номинального тока.В этот момент увеличение тока не увеличит крутящий момент. Примерно в 10 раз больше номинального тока вы рискуете размагничить ротор.

Все наши двигатели имеют изоляцию класса B и могут выдержать 130 ° C до того, как изоляция ухудшится. Если мы допустим перепад температур 30 ° изнутри наружу, корпус не должен превышать 100 ° C.

Индуктивность влияет на крутящий момент на высокой скорости. Индуктивность является причиной, по которой двигатели не имеют высокой степени крутящего момента до бесконечности.Каждая обмотка двигателя имеет определенные значения индуктивности и сопротивления. Индуктивность в Генри, деленная на сопротивление в Омах, дает нам значение секунд. Это количество секунд (постоянная времени) - это время, за которое катушка заряжается до 63% от ее номинального значения. Если двигатель рассчитан на 1 ампер, после 1 постоянной времени катушка будет на 0,63 ампер. Примерно через 4 или 5 постоянных времени катушка будет до 1 ампер. Поскольку крутящий момент пропорционален току, если ток заряжается только до 63%, двигатель будет иметь только около 63% своего крутящего момента после 1 постоянной времени.

На низких скоростях это не проблема. Ток может входить и выходить из катушек достаточно быстро, поэтому двигатель имеет номинальный крутящий момент. На высоких скоростях, однако, ток не может войти достаточно быстро, прежде чем переключится следующая фаза. Крутящий момент уменьшается.

Напряжение драйвера играет большую роль в быстродействии. Чем выше отношение напряжения привода к напряжению двигателя, тем лучше характеристики на высокой скорости. Высокое напряжение заставляет ток в обмотках с большей скоростью, чем указанные выше 63%.

Вибрация

Когда шаговый двигатель совершает переход от одного шага к следующему, ротор не останавливается немедленно. ротор фактически проходит конечную позицию, вытягивается назад, проходит конечную в противоположном направлении и продолжает двигаться вперед и назад, пока, наконец, не остановится (см. интерактивную диаграмму ниже). Мы называем это «звон», и это происходит каждый шаг двигателя. Подобно банджо-шнуру, импульс переносит ротор за точку останова, затем он «подпрыгивает» взад-вперед, пока, наконец, не остановится.В большинстве случаев, однако, двигатель получает команду перейти к следующему шагу, прежде чем он остановится.

Графики ниже показывают звон при различных условиях нагрузки. Разгруженный, мотор показывает много звонков. Много звонков означает много вибрации. Двигатель часто глохнет, если он не загружен или слегка нагружен, потому что вибрация настолько высока, что он потеряет синхронность. При тестировании шагового двигателя всегда обязательно добавляйте нагрузку.

Два других графика показывают двигатель с нагрузкой.Правильная загрузка двигателя сгладит его производительность. Нагрузка должна составлять от 30% до 70% крутящего момента, который может создавать двигатель, а отношение инерции нагрузки к инерции ротора должно составлять от 1: 1 до 10: 1. Для более коротких и быстрых ходов соотношение должно быть ближе от 1: 1 до 3: 1.

ORIENTAL MOTOR специалист по применению и инженеры могут помочь в подборе правильного размера.

Двигатель будет демонстрировать сильные вибрации, когда частота входного импульса соответствует собственной частоте двигателя.Это называется резонансом и обычно происходит около 200 Гц. В резонансе перерегулирование и понижение становятся намного больше, и вероятность пропустить шаги намного выше. Резонанс изменяется в зависимости от инерции нагрузки, но обычно он составляет около 200 Гц.

2-фазные шаговые двигатели могут пропускать шаги только в группах по четыре. Если вы пропускаете шаги, кратные четырем, вибрация вызывает потерю синхронизма или слишком большая нагрузка. Если пропущенные шаги не кратны четырем, есть большая вероятность, что неправильное количество импульсов или электрических помех вызывает проблемы.

Есть много способов обойти резонанс. Самый простой способ - вообще избежать этой скорости. 200 Гц не очень быстрая, для двухфазного двигателя с 60 об / мин. Большинство двигателей имеют максимальную стартовую скорость около 1000 pps или около того. Таким образом, в большинстве случаев вы можете запустить двигатель на более высокой скорости, чем резонансная скорость.

Если вам нужно начать со скорости ниже резонансной, быстро ускоряйтесь через резонансный диапазон.

Другое решение - уменьшить угол шага.Двигатель всегда будет превышать и снижать скорость при больших углах поворота. Если двигателю не нужно ехать далеко, он не будет накапливать достаточное усилие (крутящий момент) для превышения допустимого значения. Каждый раз, когда угол шага уменьшается, двигатель не будет вибрировать так сильно. Вот почему полушаговые и микрошаговые системы настолько эффективны для снижения вибрации.

Убедитесь, что двигатель рассчитан в соответствии с нагрузкой. Выбирая подходящий мотор, вы можете улучшить производительность.

заслонки также доступны.Демпферы устанавливаются на заднем валу двигателя и поглощают часть вибрационной энергии. Они часто сглаживают вибрирующий мотор недорого.

5-фазный шаговый двигатель

Относительно новая технология в шаговых двигателях 5-фазная. Наиболее очевидным различием между 2-фазным и 5-фазным (см. Интерактивную диаграмму ниже) является количество полюсов статора. В то время как 2-фазные двигатели имеют 8 полюсов, 4 на фазу, 5-фазный двигатель имеет 10 полюсов, 2 на фазу. Ротор такой же, как у 2-фазного двигателя.

В то время как 2-фазный двигатель перемещается с шагом 1/4 зуба в каждой фазе. 5-фазный из-за своей конструкции перемещается на 1/10 шага зуба. Поскольку шаг по-прежнему составляет 7,2 °, угол шага составляет 0,72 °. Просто основанная на конструкции, разрешение 5-фазы имеет 500 шагов на оборот против 2-фазы с 200 шагами на оборот. 5-фазное разрешение в 2,5 раза лучше, чем у 2-фазного.

При более высоком разрешении вы получаете меньший угол шага, что, в свою очередь, снижает вибрацию.Поскольку угол шага 5-фазы в 2,5 раза меньше, чем у 2-фазного, вибрации намного ниже. Как в 2-фазном, так и в 5-фазном режиме ротор должен отклоняться или отклоняться более чем на 3,6 °, чтобы пропустить шаги. Поскольку угол шага 5-фазной фазы составляет всего 0,72 °, для двигателя практически невозможно отклониться от нормы или на 3,6 °. Вероятность потери синхронизации с 5-фазным шаговым двигателем очень мала.

Методы езды

Существует четыре различных способа привода шаговых двигателей:

    Волновой привод
  • (полный шаг)
  • 2 фазы (полный шаг)
  • 1-2 фазы вкл (полушаг)
  • Микрошаг

Wave Drive

На диаграмме ниже метод волнового привода был упрощен, чтобы лучше проиллюстрировать теорию.На иллюстрации каждый поворот на 90 ° соответствует вращению ротора на 1,8 ° в реальном двигателе.

В методе волнового возбуждения (также называемом методом однофазного включения) только одна фаза включается за раз. Когда мы возбуждаем фазу А южным полюсом, он притягивает северный полюс ротора. Выключаем A и включаем B, ротор вращается на 90 ° (1,8 °) и так далее. Каждый раз только одна фаза находится под напряжением.

Волновой привод имеет четырехступенчатую электрическую последовательность для вращения двигателя.

2 фазы на

В методе «2 фазы вкл.» Две фазы всегда находятся под напряжением.

Еще раз на иллюстрации ниже, каждые 90 ° представляют собой поворот на 1,8 °. Если обе фазы A и B находятся под напряжением как южные полюса, северный полюс ротора будет одинаково притянут к обоим полюсам и выстроится в линию прямо посередине. В последовательности, когда фазы находятся под напряжением, ротор будет вращаться, чтобы выровняться между двумя полюсами под напряжением.

Метод «2 фазы вкл.» Имеет четырехступенчатую электрическую последовательность для вращения двигателя.

ORIENTAL MOTOR Стандартные 2-фазные и 2-фазные двигатели типа М используют метод «2 фазы включения».

Какое преимущество имеет метод «2 фазы при включении» над методом «1 фазы при включении»? Ответ крутящий момент. В методе «1 фаза включения» одновременно включается только одна фаза, поэтому на ротор действует одна единица крутящего момента. В методе «2 фазы вкл.» На ротор воздействуют две единицы крутящего момента: 1 в положении 12 часов и 1 в положении 3 часа. Если сложить эти два вектора крутящего момента вместе, мы получим результирующее значение при 45 °, а величина будет на 41,4% больше.Используя метод «2 фазы при включении», мы можем получить тот же угол шага, что и при методе «1 фаза при включении», но с крутящим моментом на 41% больше.

Пятифазные двигатели немного отличаются. Вместо того, чтобы использовать метод «двухфазного включения», мы используем метод «четырехфазного включения». Каждый раз, когда мы включаем 4 фазы, и двигатель делает шаг.

Пятифазный двигатель проходит 10-ступенчатую электрическую последовательность.

1-2 фазы вкл (полушаг)

Метод «1-2 фазы вкл» или «полушаговый» объединяют два предыдущих метода.В этом случае мы возбуждаем А-фазу. Ротор выравнивается. На этом этапе мы держим фазу A включенной и активируем фазу B. Теперь ротор одинаково притягивается к обеим линиям посередине. Ротор повернулся на 45 ° (0,9 °). Теперь мы выключаем фазу A, но оставляем на фазе B. Двигатель делает еще один шаг. И так далее. Чередуя одну фазу и две фазы, мы сократили угол шага пополам. Помните, что с меньшим углом шага вибрация уменьшается.

(Для 5-фазного двигателя мы чередуем 4 и 5 фаз.)

Полупереходный режим имеет восьмиступенчатую электрическую последовательность. Для пятифазного двигателя в режиме «4-5 фаз вкл.» Двигатель проходит 20-шаговую электрическую последовательность.

Microstep

Microstepping - это способ сделать маленькие шаги еще меньше. Чем меньше шаг, тем выше разрешение и лучше характеристики вибрации. В микрошаге фаза не полностью включена или полностью выключена. Он частично включен. Синусоидальные волны применяются как к фазе А, так и к фазе В, разнесенной на 90 ° (0.9 ° в пятифазном шаговом двигателе).

Когда максимальная мощность находится в фазе A, фаза B находится в нуле. Ротор выровняется с фазой А. По мере того, как ток к фазе А уменьшается, он увеличивается до фазы В. Ротор будет делать небольшие шаги в направлении фазы В, пока фаза В не достигнет своего максимума, а фаза А не будет равна нулю. Процесс продолжается вокруг других фаз, и у нас есть микрошаг.

Есть несколько проблем, связанных с микрошагом, в основном это точность и крутящий момент. Поскольку фазы представляют собой только фазы, на которые подается только частично, крутящий момент двигателя уменьшается, как правило, примерно на 30%.Кроме того, поскольку разница крутящего момента между ступенями очень мала, двигатель иногда не может преодолеть нагрузку. В этих случаях двигателю может быть приказано двигаться на 10 шагов, прежде чем он действительно начнет двигаться. Во многих случаях необходимо закрыть цикл с помощью кодировщиков, которые увеличивают цену.

Системы с шаговым двигателем

  • Системы с открытой петлей
  • Системы с замкнутым контуром
  • Сервосистемы

с открытой петлей

Шаговые двигатели

спроектированы как система с разомкнутым контуром.Генератор импульсов посылает импульсы в схему чередования фаз. Секвенсор фаз определяет, какие фазы необходимо выключить или включить, как описано в полной информации о шагах и полу шагах. Секвенсор управляет мощными полевыми транзисторами, которые затем вращают двигатель.

В системе с разомкнутым контуром, однако, нет проверки положения и нет возможности узнать, сделал ли двигатель свой заданный ход.

Замкнутый цикл

Самый популярный метод замыкания контура - это установка энкодера на заднем валу двигателя с двойным валом.Кодировщик состоит из тонкого диска с линиями на нем. Диск проходит между передатчиком и приемником. Каждый раз, когда между ними появляется линия, на сигнальные линии выводится импульс. Эти импульсы поступают обратно на контроллер, который ведет их учет. Обычно в конце хода контроллер сравнивает количество импульсов, отправленных драйверу, с количеством импульсов энкодера, отправленных обратно. Обычно пишется, что если два числа различны, то разница восполняется.Если числа совпадают, ошибка не возникает, и движение продолжается.

Этот метод имеет два недостатка: стоимость (и сложность) и ответ. Дополнительные затраты на кодировщик, а также увеличение сложности контроллера увеличивают стоимость системы. Кроме того, поскольку коррекция (если таковая имеется) выполняется в конце хода, в систему можно добавить дополнительное время.

Сервосистема

Другой вариант - сервосистема.Сервосистема, как правило, представляет собой двигатель с низким числом полюсов, который дает высокую скорость, но не имеет встроенной способности позиционирования. Чтобы сделать это устройством позиционирования, требуется обратная связь, обычно и кодировщик или распознаватель, и контуры управления. Сервопривод по существу включается и выключается, пока счетчик резольвера не достигнет определенной точки. Поэтому сервопривод работает на основе ошибки. Например, сервопривод получает команду на 100 оборотов. Счетчик резольвера показывает ноль, и двигатель включается. Когда счетчик резольвера достигает 100 оборотов, двигатель выключается.Если положение отклоняется, двигатель снова включается, чтобы вернуть его в положение. То, как сервопривод реагирует на ошибку, зависит от настройки усиления. Если настройка усиления высокая, двигатель очень быстро отреагирует на любые изменения в ошибке. Если настройка усиления низкая, двигатель не будет так быстро реагировать на изменения ошибки. Однако при любой настройке усиления по времени временные задержки вводятся в систему управления движением.

AlphaStep с замкнутым контуром и шаговым двигателем

AlphaStep - революционный шаговый двигатель от Oriental Motor.AlphaStep имеет встроенный распознаватель, который обеспечивает обратную связь по положению. Во все моменты времени мы знаем, где находится ротор.

В драйвере AlphaStep есть счетчик ввода. Все импульсы, поступающие на привод, считаются. Обратная связь резольвера поступает на счетчик положения ротора. Любое отклонение присутствует в счетчике отклонений. Обычно двигатель работает с разомкнутым контуром. Мы делаем векторы крутящего момента и мотор следует. Если счетчик отклонений показывает что-то больше ± 1,8 °, секвенсор фазы включает вектор крутящего момента в верхней части кривой смещения крутящего момента, генерируя максимальный крутящий момент, чтобы вернуть ротор в синхронизм.Если двигатель отключается на несколько шагов, секвенсор подает питание на несколько векторов крутящего момента в верхней части кривой смещения крутящего момента. Водитель может выдержать перегрузку до 5 секунд. Если в течение 5 секунд он не сможет привести двигатель в синхронное состояние, водитель выйдет из строя и отправит аварийный сигнал.

Отличительной особенностью AlphaStep является то, что он исправляет пропущенные шаги на лету. Он не ждет до конца хода, чтобы внести исправления. Как только ротор вернулся в течение 1.8 °, драйвер возвращается в режим разомкнутого контура и посылает правильные фазы питания.

На приведенном ниже графике показана кривая смещения крутящего момента и когда устройство находится в режиме разомкнутого или замкнутого контура. Кривая смещения крутящего момента представляет собой крутящий момент, создаваемый одной фазой. Он создает максимальный крутящий момент, когда зубья ротора смещены на 1,8 °. Двигатель может пропустить шаг только в случае превышения скорости более чем на 3,6 °. Поскольку водитель берет на себя управление вектором крутящего момента, когда он не достигает 1,8 °, двигатель не может пропустить шаги, кроме случаев, когда он перегружен в течение более 5 секунд.

Многие считают, что точность шага AlphaStep составляет ± 1,8 °. Точность шага AlphaStep составляет 5 угловых минут (0,083 °). Водитель контролирует векторы крутящего момента за пределами 1,8 °. Находясь внутри 1,8 °, зубья ротора будут совпадать с генерируемым вектором крутящего момента. AlphaStep удостоверяется, что правильный зуб выровнен с вектором крутящего момента.

AlphaStep доступен во многих версиях. ORIENTAL MOTOR предлагает версии с круглым валом и редукторами с несколькими передаточными числами для увеличения разрешения и крутящего момента или для уменьшения отраженной инерции.Почти все версии могут быть оснащены отказоустойчивым магнитным тормозом. ORIENTAL MOTOR также имеет версию на 24 В постоянного тока, называемую серией ASC.

Заключение

Итак, шаговые двигатели отлично подходят для позиционирования. Шаговые двигатели можно точно контролировать с точки зрения как расстояния, так и скорости, просто изменяя количество импульсов и их частоту. Их высокое число полюсов дает им точность, и в то же время они работают с разомкнутым контуром. При правильном размере для применения шаговый двигатель никогда не пропустит шаг.И поскольку они не нуждаются в позиционной обратной связи, они очень рентабельны.


Что такое шаговый двигатель и как он работает

От простого DVD-плеера или принтера в вашем доме до сложнейшего станка с ЧПУ или роботизированной руки - шаговые двигатели можно найти практически везде. Его способность совершать точные движения с электронным управлением позволила этим двигателям найти применение во многих сферах, таких как камеры наблюдения, жесткий диск, станки с ЧПУ, 3D-принтеры, робототехника, сборочные роботы, лазерные резаки и многое другое. В этой статье мы узнаем, что делает эти моторы особенными, и теорию, стоящую за ними.Мы узнаем, как использовать один для вашего приложения.

Введение в шаговые двигатели

Как и все двигатели, шаговые двигатели также имеют статор и ротор , но в отличие от обычного двигателя постоянного тока, статор состоит из отдельных наборов катушек. Количество катушек будет отличаться в зависимости от типа шагового двигателя , но пока просто поймите, что в шаговом двигателе ротор состоит из металлических полюсов, и каждый полюс будет притягиваться набором катушек в статоре.На приведенной ниже схеме показан шаговый двигатель с 8 полюсами статора и 6 полюсами ротора.

Если вы посмотрите на катушки на статоре, они расположены в виде пар катушек, как A и A 'образуют пару B, а B' образуют пару и так далее. Таким образом, каждая из этой пары катушек образует электромагнит, и они могут быть запитаны индивидуально с помощью схемы драйвера. Когда на катушку подается напряжение, она действует как магнит, и полюс ротора выравнивается по отношению к ней, а когда ротор вращается, чтобы приспособиться к статору, он называется одним шагом .Точно так же путем последовательного включения катушек мы можем вращать двигатель небольшими шагами, чтобы совершить полный оборот.

Типы шаговых двигателей

Существуют в основном три типа шаговых двигателей в зависимости от конструкции:

  • Шаговый двигатель с переменным сопротивлением: Они имеют ротор с железным сердечником, который притягивается к полюсам статора и обеспечивает движение при минимальном сопротивлении между статором и ротором.
  • Шаговый двигатель с постоянными магнитами: Они имеют ротор с постоянными магнитами и отталкиваются или притягиваются к статору в соответствии с приложенными импульсами.
  • Гибридный синхронный шаговый двигатель: Они представляют собой комбинацию переменного реактивного сопротивления и шагового двигателя с постоянными магнитами.

Помимо этого, мы также можем классифицировать шаговые двигатели как Униполярные и Биполярные в зависимости от типа обмотки статора.

  • Биполярный шаговый двигатель: Катушки статора на этом типе двигателя не имеют общего провода. Управление этим типом шагового двигателя отличается и является сложным, и также невозможно легко разработать схему управления без микроконтроллера.
  • Униполярный шаговый двигатель: В этом типе шагового двигателя мы можем взять центральное ответвление обеих фазных обмоток для общего заземления или для общей мощности, как показано ниже. Это облегчает управление двигателями, в униполярном шаговом двигателе также много типов

Режимы работы в шаговом двигателе

Поскольку статор ступенчатой ​​моды состоит из разных пар катушек, каждая пара катушек может возбуждаться разными способами, что позволяет модам работать во многих разных режимах.Ниже приведены широкие классификации

Full Step Mode

В режиме полного шага возбуждения мы можем добиться полного вращения на 360 ° с минимальным количеством оборотов (шагов). Но это приводит к меньшей инерции, а также вращение не будет плавным. Есть еще две классификации в режиме полного пошагового возбуждения: , однофазное пошаговое включение и два фазовых режима, .

1. Один пошаговый пошаговый или волновой пошаговый: В этом режиме только одна клемма (фаза) двигателя будет включена в любой момент времени.Это имеет меньшее количество шагов и, следовательно, может обеспечить полный поворот на 360 °. Поскольку число шагов меньше, ток, потребляемый этим методом, также очень низок. В следующей таблице приведена последовательность шаговых волн для 4-фазного шагового двигателя

Step Фаза 1 Фаза 2 Фаза 3 Фаза 4
1 1 0 0 0
2 0 1 0 0
3 0 0 1 0
4 0 0 0 1

2.Двухэтапное пошаговое включение: Как следует из названия в этом методе, две фазы будут одной. Он имеет то же количество шагов, что и волновой шаг, но поскольку две катушки находятся под напряжением одновременно, он может обеспечить лучший крутящий момент и скорость по сравнению с предыдущим методом. Хотя одним из недостатков является то, что этот метод также потребляет больше энергии.

Step Фаза 1 Фаза 2 Фаза 3 Фаза 4

1

1

1

0

0

2

0 1 1 0
3 0 0 1 1
4 1 0 0 1

полушаговый режим

Режим полушагового режима представляет собой комбинацию однофазного и двухфазного режимов.Эта комбинация поможет нам преодолеть вышеупомянутый недостаток обоих режимов.

Как вы уже догадались, так как мы объединяем оба метода, нам нужно выполнить 8-шаговых в этом методе, чтобы получить полный оборот. Последовательность переключения для 4-фазного шагового двигателя показана ниже

Шаг

Фаза 1

Фаза 2

Фаза 3

Фаза 4

1

1

0

0

0

2

1

1

0

0

3

0

1

0

0

4

0

1

1

0

5

0

0

1

1

6

0

0

0

1

7

1

0

0

1

8

1

0

0

0

Micro Step Mode

Микрошаговый режим является комплексным из всех, но он предлагает очень хорошую точность наряду с хорошим крутящим моментом и плавной работой.В этом методе катушка будет возбуждена двумя синусоидальными волнами, которые находятся на расстоянии 90 °. Таким образом, мы можем контролировать как направление, так и амплитуду тока, протекающего через катушку, что помогает нам увеличить количество шагов, которые двигатель должен сделать за один полный оборот. Микропереступление может занять до 256 шагов, чтобы сделать один полный оборот, что делает двигатель вращаться быстрее и плавнее.

Как использовать шаговый двигатель

Достаточно скучной теории, давайте предположим, что кто-то дает вам шаговый двигатель, например, знаменитый 28-BYJ48, и вам действительно интересно, как он работает.К этому времени вы бы поняли, что невозможно заставить эти двигатели вращаться, просто запитав их от источника питания, так как бы вы это сделали?

Давайте посмотрим на этот 28-BYJ48 шаговый двигатель .

Итак, в отличие от обычного двигателя постоянного тока, у него пять проводов всех причудливых цветов, и почему это так? Чтобы понять это, мы должны сначала узнать, как работает степпер, о котором мы уже говорили. Прежде всего, шаговые двигатели не вращают , они ступенчатые, поэтому их также называют шаговыми двигателями .Это означает, что они будут двигаться только один шаг за раз. Эти двигатели имеют последовательность катушек, присутствующих в них, и эти катушки должны быть включены определенным образом, чтобы двигатель вращался. Когда каждая катушка находится под напряжением, двигатель делает шаг, и последовательность активирования заставит двигатель делать непрерывные шаги, заставляя его вращаться. Давайте посмотрим на катушки внутри двигателя, чтобы точно знать, откуда эти провода.

Как вы можете видеть, двигатель имеет однополюсных 5-выводных катушек .Есть четыре катушки, которые должны быть включены в определенной последовательности. На красные провода подается напряжение +5 В, а остальные четыре провода будут заземлены для запуска соответствующей катушки. Мы используем любой микроконтроллер для подачи питания на эти катушки в определенной последовательности и заставить двигатель выполнять необходимое количество шагов. Опять же, есть много последовательностей, которые вы можете использовать, обычно используется , 4-ступенчатый , а для более точного управления также можно использовать 8-ступенчатый, , . Таблица последовательности для 4-ступенчатого управления показана ниже.

Шаг

Катушка под напряжением

Шаг 1

А и В

Шаг 2

B и C

Шаг 3

C и D

Шаг 4

D и A

Итак, почему этот двигатель называется 28-BYJ48 ? Шутки в сторону!!! Я не знаю.Для этого мотора нет никаких технических оснований называться так; может быть, нам не стоит углубляться в это. Давайте посмотрим на некоторые важные технические данные, полученные из таблицы данных этого двигателя на рисунке ниже.

Это голова, полная информации, но нам нужно взглянуть на несколько важных, чтобы знать, какой тип степпера мы используем, чтобы мы могли эффективно его программировать. Сначала мы знаем, что это шаговый двигатель 5В, так как мы подаем на красный провод напряжение 5В.Кроме того, мы также знаем, что это четырехфазный шаговый двигатель, поскольку в нем было четыре катушки. Теперь передаточное число составляет 1:64. Это означает, что вал, который вы видите снаружи, совершит один полный оборот, только если двигатель внутри будет вращаться 64 раза. Это происходит из-за зубчатых колес, которые соединены между двигателем и выходным валом, эти зубчатые колеса помогают увеличить крутящий момент.

Другие важные данные, на которые следует обратить внимание, это угол шага : 5,625 ° / 64. Это означает, что двигатель при работе в 8-ступенчатой ​​последовательности будет двигаться 5.625 градусов для каждого шага, и для выполнения одного полного поворота потребуется 64 шага (5,625 * 64 = 360).

Расчет шагов за оборот для шагового двигателя

Важно знать, как рассчитать число шагов на оборот для вашего шагового двигателя, потому что только тогда вы сможете эффективно его программировать / управлять.

Предположим, что мы будем работать с двигателем в 4-х ступенчатой ​​последовательности, поэтому угол шага будет 11,25 °, так как он равен 5,625 ° (приведено в таблице) для 8-ступенчатой ​​последовательности, это будет 11.25 ° (5,625 * 2 = 11,25).

  шагов на оборот = 360 / угол шага   Здесь 360 / 11,25 = 32 шага за оборот.  

Зачем нам нужны модули драйверов для шаговых двигателей?

Большинство шаговых двигателей будут работать только с помощью модуля привода. Это связано с тем, что модуль контроллера (микроконтроллер / цифровая схема) не сможет обеспечить достаточный ток от своих выводов ввода / вывода для работы двигателя. Поэтому мы будем использовать внешний модуль, такой как ULN2003, модуль , в качестве драйвера шагового двигателя .Существует много типов модулей драйвера, и номинальная мощность одного из них будет изменяться в зависимости от типа используемого двигателя. Основным принципом для всех модулей привода будет источник / приемник достаточного тока для работы двигателя. Кроме того, существуют также модули драйверов, в которых заранее запрограммирована логика, но мы не будем обсуждать это здесь.

Если вам интересно узнать, как вращать шаговый двигатель с помощью микроконтроллера и ИС драйвера, то мы рассмотрели много статей о его работе с различными микроконтроллерами:

Теперь я считаю, что у вас достаточно информации для управления любым шаговым двигателем, который вам необходим для вашего проекта.Давайте посмотрим на преимущества и недостатки шаговых двигателей.

Преимущества шаговых двигателей

Одним из основных преимуществ шагового двигателя является то, что он имеет превосходный контроль положения и, следовательно, может использоваться для точного управления. Кроме того, он обладает очень хорошим удерживающим моментом, что делает его идеальным выбором для робототехники. Считается, что шаговые двигатели имеют более длительный срок службы, чем обычный двигатель постоянного тока или серводвигатель.

Недостатки шаговых двигателей

Как и все двигатели, шаговые двигатели также имеют свои недостатки, так как они вращаются, делая маленькие шаги, и не могут достичь высоких скоростей.Кроме того, он потребляет энергию для удержания крутящего момента, даже когда он идеален, что увеличивает потребление энергии.

,

Смотрите также


avtovalik.ru © 2013-2020
Карта сайта, XML.