Động cơ bước thiết yếu làcác vật dụng điện, hiện đang rất được sử dụng thoáng rộng trong các nghành công nghiệp bao gồm dùng tinh chỉnh vị trí. Vậy, điều khiển động cơ bước gồm khó không, làm chũm nào new đúng chuẩn? dưới đây, mời chúng ta cùng khám phá về khái niệm, nguyên lý hoạt động, những đặc tính tương tự như cách điều khiển và tinh chỉnh động cơ bước sao cho kết quả nhất.
Bạn đang xem: Dđiều khiển động cơ bước
1. Tò mò khái niệm motor bước
Trước khi mày mò về cách điều khiển động cơ bước, họ cần nắm rõ khái niệm hộp động cơ bước là gì? Đâylà 1 một số loại động cơ bao gồm khả năng biến đổi các tín hiệu tinh chỉnh ở dưới dạng các xung điện rời rạc đổi mới thiên tiếp đến nhau thay đổi các hoạt động ở góc cù hoặc các chuyển động của roto. Loại bộ động cơ này có chức năng cố định roto của máy vào đúng những vị trí cần thiết.
Động cơ cách giúp cố định roto của dòng sản phẩm vào đúng những vị trí nên thiết
Các thông số kỹ thuật cơ bản để tuyển chọn được một mạch tinh chỉnh động cơ cách 4 dây thích hợp gồm có:
Loại motor bao gồm: loại trục, loại lỗ,..Momen xoắn dùng để giữ max.Dòng điện định nút có những thông số: 0.75A/ pha, 1.4A/ pha, 2.8A/ phaSố lượng pha: 2p, 5p
Kích thước của form motor bước: 2 (24mm), 4 (42mm), 6 (60mm) và 9 (85mm).Chiều lâu năm của motor bước: 3 (33mm), 5 (46.5 - 47mm), 6 (59.5mm) và 9 (98mm).
2. Những đặc tính cơ bản cần nhớ của động cơ bước
a) Đặc tính cồn của bộ động cơ bước
Đặc tính vận tốc – tế bào men: Đặc tính này được khẳng định bởi hộp động cơ cùng với bộ điều khiển, và nó cũng bị ảnh hưởng rất nhiều vì loại thiết bị tinh chỉnh mà các bạn sử dụng.
Đặc tính cài theo quán tính cùng tần số bắt đầu: Điều này cho thấy tần số khởi động cho phép của hộp động cơ sẽ giảm khi thiết lập quán tính của chính nó tăng lên. Các giá trị này còn được thay đổi theo vận tốc xung, nhưng động cơ bước vẫn cần yếu tuân theo tốc độ xung trường hợp nó vượt quá một điểm tốt nhất định, vì như vậy sẽ dẫn đến sự việc đi không đúng bước.
Đặc tính tất cả độ rung: Khi tinh chỉnh vi cách step motor, động cơ bước quay mà lại trên thực tế là thực hiện không hề ít bước tất cả phản hồi, từng bước còn được biểu lộ bởi những giai đoạn vậy thể, bỏ ra tiết.
b) Đặc tính tĩnh của bộ động cơ bước
Đặc tính mômen với góc: Khi điều khiển và tinh chỉnh step motor, mối quan hệ giữa mức độ di chuyển góc của rôto cùng mômen sẽ tạo nên ra lực chức năng lên trục cồn cơ, trong khi đó, hộp động cơ còn được kích thích bởi vì một chiếc điện định mức.
Độ đúng đắn của góc: Trong đk động cơ chạy không tải, nó sẽ có độ đúng đắn của góc trong vào tầm khoảng 0,05˚. Độ đúng mực góc của động cơ bước thường thì được thể hiện bằng độ đúng mực của vị trí dừng.
Độ đúng mực của vị trí dừng: vấn đề đó thể hiện tại sự khác biệt giữa địa điểm dừng hộp động cơ theo ước muốn và địa chỉ dừng theo thực tế.
Trong điều kiện thực tế của mạch tinh chỉnh động cơ cách 6 dây, động cơ bước luôn tồn trên ma sát. Nếu thiết lập trọng của ma cạnh bên không thay đổi thì góc dịch rời sẽ không đổi đối với tất cả mọi vận động một chiều. Tuy nhiên, trong khi chuyển động hai chiều, sai số góc rất có thể tăng lên vội vàng đôi.
3. Nguyên tắc điều khiển và tinh chỉnh động cơ bước vận động như núm nào
Có thể áp dụng quy tắc bàn tay yêu cầu để tinh chỉnh động cơ bước như sau: cầm cố bàn tay phải, rồi để bàn tay làm sao cho bốn ngón tay phía theo chiều của cái điện chạy qua những vòng dây. Lúc đó, ngón tay dòng choãi ra sẽ chỉ chiều của mặt đường sức từ bên trong lòng ống dây.
Nguyên lý hoạt động cơ bạn dạng của motor bước: khi bạn cấp điện vào trong cuộn dây của stato, cuộn dây này vẫn đóng vai trò chính là một nam châm hút từ điện. Nó sẽ gây ra lực tác động, tự đó làm cho quay roto.
Khi điều khiển động cơ cách 5 dây, quá trình biến hóa thứ tự hỗ trợ điện cho những cuộn dây của stato sẽ khiến cho trình tự quay của roto bị thay đổi. Việc đổi khác thứ từ của quá trình chuyển mạch sẽ địa thế căn cứ vào mạch điện tử.
Có thể vận dụng quy tắc bàn tay đề nghị để điều khiển động cơ bước
4. Sơ đồ với cách điều khiển và tinh chỉnh động cơ bước
Khi nói tới cách tinh chỉnh động cơ bước, các bạn sẽ thường nói tới cách mạch tinh chỉnh động cơ cách 6 dây, 4 dây hoặc 5 dây,… mặc dù nhiên, làm việc đây họ sẽ đi kiếm hiểu cụ thể hơn về căn cơ của quá trình điều khiển động cơ bước ra sao, làm như thế nào, sử dụng phương thức điều khiển gì kết quả nhất?
Cần biết rằng, từng một loại bộ động cơ bước thông thường sẽ có được các đặc đường khác nhau, do vậy cách điều khiển và tinh chỉnh của từng loại cũng trở thành khác nhau. Tùy nằm trong vào sức kéo (mô men lực) và tốc độ quay yêu ước của motor bước mà chúng ta có thể thiết lập chương trình điều khiển động cơ cách sau đây:
Trường hợp đối với những động cơ bước chỉ cần chạy ở vận tốc thấp thì bọn họ sử dụng phương thức điều khiển bằng phương pháp cấp điện áp trực tiếp. Chủ yếu nội trở trong cuộn dây của động cơ sẽ sản có mặt một chiếc điện nhưng ở đó số lượng giới hạn dòng điện này sẽ phụ thuộc vào năng lượng điện áp được cấp cho trực tiếp vào bộ động cơ bước.Trường hòa hợp step motor cùng mạch tinh chỉnh chạy ở tốc độ cao: trường hợp các bạn có nhu cầu tiếp tục sử dụng phương thức cung cấp cho điện áp thẳng vào bộ động cơ bước thì sức kéo (mô men lực) có khả năng sẽ bị giảm giảm nghiêm trọng. Cũng chính vì đặc tuyến đường cảm của cuộn dây sẽ tạo ra một lực để giam cầm khả năng, tính năng của loại điện.Một thực tế cho biết là trong cách tinh chỉnh và điều khiển động cơ bước bằng cách cấp năng lượng điện trực tiếp sẽ làm cho động cơ và mạch tinh chỉnh và điều khiển động cơ cách rất nóng.Trường hợp chúng ta cần nâng cao và nâng cấp hiệu suất làm việc của mạch điều khiển và tinh chỉnh motor bước ở tốc độ thấp, đồng thời buộc phải tăng tốc độ cao lên thì nên cần sử dụng phương thức điều khiển bằng cách băm xung. Khi điều khiển và tinh chỉnh động cơ bước phụ thuộc vào băm xung nhằm duy trì được tần số không đổi. Tùy theo nguyên tắc bảo trì dòng điện chạy qua những cuộn dây của hễ cơ cũng trở nên không đổi mặc dầu ở hồ hết cấp độ. Cách điều khiển và tinh chỉnh này còn được gọi là phương pháp điều khiển theo dòng điện.Thực tế còn đến thấy, cách điều khiển động cơ bước bằng phương pháp băm xung sẽ giúp đỡ cho hộp động cơ bước vận động mạnh mẽ hơn, êm rộng và nhất là ít rét hơn.
Sơ đồ với cách tinh chỉnh động cơ bước
5. Điều khiển động cơ bước dùng Code Arduino cùng A4988
Để tinh chỉnh động cơ cách Arduino, các bạn cần chuẩn chỉnh bị:
Động cơ Arduino UNOĐộng cơ NEMA17 Stepper MotorA4988 Driver Module
Tụ năng lượng điện 47µf (giúp đảm bảo board điều khiển, né khỏi những xung điện áp)Biến trở
Động cơ cách NEMA17 bao gồm 6 dây
Động cơ chuyển động ở 12V (Góc lao vào khoảng 1.8 độ cùng 10 - 40 °C.
Sơ đồ vật chân của bộ động cơ bước NEMA 17:
Module điều khiển động cơ bước A4988A4988 chính là driver tinh chỉnh và điều khiển động cơ cách có kích cỡ cực kỳ nhỏ tuổi gọn, hỗ trợ được nhiều chế độ làm việc, đôi khi nó còn điều chỉnh được loại điện ra mang đến động cơ, quánh biệt auto ngắt năng lượng điện khi hộp động cơ quá nóng.Công suất điện của ngõ ra: 8 – 35V, 2ACó 5 chế độ bao gồm: 1/2, 1/4, 1/8, 1/16 bướcĐiều chỉnh loại điện đi ra bằng chiết áp
Tự rượu cồn ngắt năng lượng điện khi hộp động cơ bị vượt nhiệt
Cách điều khiển động cơ bước:
Có 5 chế độ cho bạn lựa chọn, nếu khách hàng không hy vọng mạch điều khiển và tinh chỉnh động cơ cách chạy đầy đủ 200 bước/ vòng. Xuất sắc nhất, chúng ta nên chạy cho không thiếu mà ko cần để ý đến 3 chân này, tiếp đến sẽ điều chỉnh bước của thiết yếu động cơ trong hệ thống code.
MS1 | MS2 | MS3 | Microstep Resolution |
Low | Low | Low | Full Step |
High | Low | Low | ½ Step (Half Step) |
Low | High | Low | ¼ Step (Quarter Step) |
High | High | Low | 1/8 Step (Eighth Step) |
High | High | High | 1/16 Step (Sixteenth Step) |
Kết nối theo cặp pha của động cơ bước cho 2 cặp 1A - 1B cùng cặp 2A - 2B
Code:Các chúng ta hãy tiến hành nạp code này vào Arduino IDE để thử nghiệm (nhưng hãy nhớ cài đặt cho thư viện hộp động cơ bước nhé)Tiếp theo, trong tầm loop, bọn họ hãy tiến hành đọc chân của trở thành trở để biến hóa sao mang đến mức vặn của thay đổi trở rơi vào trong tầm từ 0 - 500 là được. đối chiếu giá trị của chúng khi chỉnh biến chuyển trở, trường hợp nếu nó lớn hơn giá trị trước kia (vặn theo chiều kim đồng hồ) thì động cơ sẽ cấp tốc chóng di chuyển 10 bước, quay theo chiều kim đồng hồ. Nếu quý giá nhận được bé dại hơn quý hiếm trước đó (vặn con quay ngược kim đồng hồ) thì bộ động cơ sẽ lập tức dịch chuyển 10 bước theo hướng ngược chiều kim đồng hồ.Xem thêm: Giới Thiệu Clb Arsenal 2015/16: Chờ Một Cuộc Lật Đổ, Arsenal Mùa Giải 2014
Kết luận
Thông qua nội dung bài viết trên đây, công ty chúng tôi đã reviews đến các bạn nguyên lý cũng giống như cách tinh chỉnh động cơ cách dùng Arduino và A4988 driver. Các bạn cần lựa chọn mua thành phầm tại add uy tín cũng như để ý đọc thật cẩn thận các thông số của chúng trước khi sử dụng nhé.
Trong gợi ý Arduino này, họ sẽ học giải pháp điều khiển Động cơ bước bằng Trình điều khiển và tinh chỉnh bước A4988. Bạn hoàn toàn có thể xem video clip sau hoặc đọc hướng dẫn bằng văn bản bên dưới.
Tổng quát
A4988 là một trình điều khiển vi bước để tinh chỉnh động cơ bước lưỡng cực gồm bộ thông dịch tích hòa hợp để quản lý dễ dàng. Điều này có nghĩa là chúng tôi có thể tinh chỉnh và điều khiển động cơ cách chỉ với 2 chân tự bộ điều khiển và tinh chỉnh của công ty chúng tôi hoặc một chân để tinh chỉnh và điều khiển hướng quay và một chân để tinh chỉnh các bước.
Trình điều khiển cung ứng năm độ sắc nét bước không giống nhau: bước đầy đủ, cách cao hơn, bước một phần tư, cách tám và cách thứ mười sáu. Ngoài ra, nó bao gồm một tách áp để điều chỉnh đầu ra hiện tại tại, ngắt nhiệt độ quá nhiệt và đảm bảo dòng điện chéo.
Điện áp xúc tích và ngắn gọn của nó là tự 3 mang lại 5,5 V và cái điện tối đa trên mỗi pha là 2A nếu như được cung ứng làm mát bổ sung cập nhật tốt hoặc loại điện thường xuyên 1A trên mỗi pha nhưng mà không nên tản nhiệt hoặc làm cho mát.
Sơ thứ chân của trình tinh chỉnh và điều khiển bước A4988
Bây giờ họ hãy quan gần kề sơ trang bị chân của trình điều khiển và kết nối nó với động cơ bước và cỗ điều khiển. Vì vậy, shop chúng tôi sẽ bước đầu với 2 chân ở phía bên bắt buộc của nút để cung cấp nguồn mang đến trình điều khiển, chân VDD và Ground mà công ty chúng tôi cần kết nối chúng với nguồn tích điện từ 3 mang đến 5,5 V cùng trong trường vừa lòng của bọn chúng tôi, này sẽ là bộ tinh chỉnh và điều khiển của bọn chúng tôi, Arduino Bo mạch cung ứng 5 V. 4 chân sau dùng để kết nối rượu cồn cơ. Các chân 1A với 1B sẽ được kết nối với cùng 1 cuộn dây của bộ động cơ và chân 2A và 2B cùng với cuộn dây khác của cồn cơ. Để cấp nguồn cho động cơ, bọn họ sử dụng 2 chân tiếp theo, Ground và VMOT, chúng ta cần liên kết chúng với nguồn điện từ 8 đến 35 V và bọn họ cũng cần sử dụng tụ tách bóc có ít nhất 47 µF để đảm bảo an toàn bo mạch tinh chỉnh khỏi tăng điện áp.
Hai chân tiếp theo, Step với Direction là những chân mà họ thực sự áp dụng để điều khiển hoạt động của hễ cơ. Chân Direction điều khiển hướng tảo của bộ động cơ và cửa hàng chúng tôi cần kết nối nó cùng với một trong các chân kỹ thuật số trên bộ vi tinh chỉnh của bọn chúng tôi, hoặc vào trường vừa lòng của chúng tôi, tôi sẽ liên kết nó với chân số 4 của Bảng Arduino của tôi.
Với chân Step, công ty chúng tôi điều khiển công việc của động cơ và với từng xung được gửi cho chân này, bộ động cơ sẽ dịch chuyển một bước. Vì vậy, điều đó có nghĩa là chúng ta không cần ngẫu nhiên lập trình phức tạp nào, bảng lắp thêm tự pha, đường tinh chỉnh tần số, v.v., chính vì trình biên dịch tích hòa hợp của Trình tinh chỉnh A4988 sẽ phụ trách mọi thứ. Ở đây họ cũng phải đề cập rằng 2 chân này sẽ không được kéo đến ngẫu nhiên điện áp nào bên trong, vì vậy chúng ta không buộc phải để bọn chúng trôi nổi trong công tác của bọn chúng ta.
Tiếp theo là pin sạc SLEEP và mức xúc tích thấp đặt bo mạch ở chế độ nghỉ để giảm thiểu tiêu thụ điện năng khi hộp động cơ không được sử dụng.
Tiếp theo, chân ĐẶT LẠI đặt cỗ dịch sang trọng trạng thái trang chủ được xác định trước. Trạng thái nhà hoặc địa chỉ microstep đơn vị này có thể được nhận thấy từ các Hình này trường đoản cú Biểu dữ liệu A4988. Vì vậy, đó là những vị trí thuở đầu từ nơi hộp động cơ khởi cồn và chúng không giống nhau tùy ở trong vào độ phân giải microstep. Nếu trạng thái đầu vào cho chân này là mức ngắn gọn xúc tích thấp thì tất cả các đầu vào STEP có khả năng sẽ bị bỏ qua. Chân Reset là 1 chân nổi cần nếu họ không tất cả ý định tinh chỉnh nó trong chương trình của mình, họ cần kết nối nó với chân SLEEP để lấy nó lên rất cao và kích hoạt bo mạch.
3 chân tiếp sau (MS1, MS2 cùng MS3) sử dụng để chọn một trong năm độ sắc nét theo bảng thực sự ở trên. Các chân này còn có điện trở kéo xuống bên trong nên nếu chúng ta để bọn chúng ngắt kết nối, bảng sẽ hoạt động ở chính sách toàn bước.
Chân cuối cùng, chân ENABLE được thực hiện để nhảy hoặc tắt các đầu ra FET. Vì vậy, một mức súc tích cao sẽ giữ lại được cho các đầu ra bị loại bỏ hóa.
Sơ trang bị mạch
Đây là sơ thứ mạch hoàn chỉnh. Tôi sẽ sử dụng ổ đĩa ở cơ chế Toàn bước do vậy tôi vẫn để 3 chân MS bị ngắt kết nối và chỉ kết nối những chân hướng và bước của ổ đĩa với các chân số 3 và 4 trong bảng Arduino cũng như Mặt đất cùng 5 V chân để cấp cho nguồn mang đến bo mạch. Ngoài ra, tôi sẽ áp dụng một tụ năng lượng điện 100µF để bóc tách và bộ biến đổi 12V, 1.5A để cấp cho nguồn mang đến động cơ. Tôi sẽ áp dụng Động cơ bước lưỡng rất NEMA 17 cùng dây A với C của nó sẽ tiến hành kết nối cùng với chân 1A với 1B với dây B cùng D vào chân 2A và 2B.
Giới hạn hiện tại tại
Trước khi kết nối động cơ, chúng ta nên kiểm soát và điều chỉnh giới hạn lúc này của trình tinh chỉnh để bọn họ chắc chắn rằng dòng điện bên trong giới hạn lúc này của hễ cơ. Chúng ta có thể làm điều đó bằng phương pháp điều chỉnh năng lượng điện áp tham chiếu bởi chiết áp nằm trong bảng và cẩn thận phương trình này:
Giới hạn lúc này = VRef x 2
Tuy nhiên, phương trình này chưa phải lúc nào thì cũng đúng vì có không ít nhà sản xuất bo mạch trình tinh chỉnh A4988 không giống nhau. Đây là 1 trong minh bệnh cho trường hợp của tôi: Tôi đã điều chỉnh chiết áp với đo điện áp tham chiếu 0,6V. Vì vậy, giới hạn lúc này phải là giá trị chính là 0,6 * 2, bằng 1,2 A.
Bây giờ bởi tôi đang thực hiện Trình tinh chỉnh ở chính sách Toàn bước và theo Biểu tài liệu A4988 ở chế độ này, cái điện quanh co chỉ rất có thể đạt 70% số lượng giới hạn hiện tại, 1,2A * 0,7 sẽ bằng 0,84A. Để soát sổ điều này, tôi đã tải lên một mã đơn giản dễ dàng gửi súc tích cao liên tục đến chân bước (để shop chúng tôi có thể phân biệt dòng điện tốt hơn) và kết nối đồng hồ thời trang của tôi nối tiếp với một cuộn dây của bộ động cơ và cấp cho nguồn đến nó. Những gì tôi nhận thấy là 0,5A có nghĩa là phương trình không chuẩn cho trường vừa lòng của tôi.
Mã Arduino với A4988
Đây là một trong những mã ví dụ. Đầu tiên họ phải xác minh các chân Step cùng Direction. Trong trường phù hợp của bọn chúng tôi, chúng là các chân số 3 với 4 trong bảng Arduino và chúng được lấy tên là step
Pin với dir
Pin và phần thiết lập cấu hình chúng tôi phải khẳng định chúng như một đầu ra.
/* Simple Stepper Motor Control Exaple Code * * by Dejan Nedelkovski, www.How
To
Mechatronics.com * */// defines pins numbersconst int step
Pin = 3; const int dir
Pin = 4; void setup() // Sets the two pins as Outputs pin
Mode(step
Pin,OUTPUT); pin
Mode(dir
Pin,OUTPUT);void loop() { digital
Write(dir
Pin,HIGH); // Enables the motor lớn move in a particular direction // Makes 200 pulses for making one full cycle rotation for(int x = 0; x trong phần vòng lặp đầu tiên, chúng tôi sẽ để chân phía ở tinh thần cao để cho phép động cơ di chuyển theo một phía cụ thể. Bây giờ áp dụng vòng lặp for này, công ty chúng tôi sẽ tạo cho động cơ tiến hành một vòng quay đầy đủ. Vì trình tinh chỉnh được đặt ở chính sách toàn cách và Động cơ cách của shop chúng tôi có góc bước 1,8 độ hoặc 200 bước, công ty chúng tôi cần gởi 200 xung vào Chân bước để thực hiện một vòng xoay đầy đủ. Vì vậy, vòng lặp for sẽ có được 200 lần lặp và những lần lặp lại, nó đã đặt chân Step sinh sống trạng thái cao và kế tiếp là trạng thái thấp để chế tạo ra xung. Giữa từng Digital
Write, bọn họ cần thêm một vài độ trễ nhưng từ đó vận tốc của hộp động cơ sẽ phụ thuộc.
Sau khi quay toàn bộ chu kỳ này, chúng ta sẽ thực hiện chậm trễ một giây, sau đó biến đổi hướng quay bằng cách đặt dir
Pin ở trạng thái phải chăng và hiện giờ thực hiện nay 2 vòng quay không thiếu thốn với vòng lặp 400 lần này. Khi kết thúc, tất cả thêm một giây chậm rì rì trễ. Bây giờ bọn họ hãy tải lên mã với xem nó sẽ chuyển động như thay nào.
Tôi đã có tác dụng thêm một ví dụ cho khuyên bảo này, địa điểm tôi điều khiển tốc độ của rượu cồn cơ bằng cách sử dụng tách áp. Đây là mã mối cung cấp của ví dụ đó:
/* Simple Stepper Motor Control Exaple Code * * by Dejan Nedelkovski, www.How
To
Mechatronics.com * */ // Defines pins numbersconst int step
Pin = 3;const int dir
Pin = 4; int custom
Delay,custom
Delay
Mapped; // Defines variables void setup() // Sets the two pins as Outputs pin
Mode(step
Pin,OUTPUT); pin
Mode(dir
Pin,OUTPUT); digital
Write(dir
Pin,HIGH); //Enables the motor khổng lồ move in a particular directionvoid loop() custom
Delay
Mapped = speed
Up(); // Gets custom delay values from the custom speed
Up function // Makes pules with custom delay, depending on the Potentiometer, from which the tốc độ of the motor depends digital
Write(step
Pin, HIGH); delay
Microseconds(custom
Delay
Mapped); digital
Write(step
Pin, LOW); delay
Microseconds(custom
Delay
Mapped);// Function for reading the Potentiometerint speed
Up() int custom
Delay = analog
Read(A0); // Reads the potentiometer int new
Custom = map(custom
Delay, 0, 1023, 300,4000); // Convrests the read values of the potentiometer from 0 to lớn 1023 into desireded delay values (300 lớn 4000) return new
Custom; Link gốc:
https://howtomechatronics.com/tutorials/arduino/how-to-control-stepper-motor-with-a4988-driver-and-arduino/
