A3972sb схема подключения шагового двигателя

arduinoLab

Драйвер шагового двигателя EasyDriver A3967

Драйвер биполярного шагового двигателя с поддержкой «микрошага», разработанный товарищами из www.schmalzhaus.com, базируется на микросхеме A3967.

Характеристики :

• Максимальный ток: 750 мА на одну фазу.
• Напряжение привода двигателя: от 7В до 30В.
• Возможность ограничения выходного тока: от 150мА до 750мА
• 1/8, 1/4 и 1/2 микрошаговые режимы работы.
• Управление 3 и 5 вольтовой логикой.
• Не требует отдельного питания логической части, для этого на плате находится стабилизатор LM317.
• Драйвер не поддерживает униполярные двигатели.

Назначение элементов и выводов драйвера:

Выводы:

• MOTOR и выходы A и B — Подключение обмоток шагового двигателя. (A+ A- B+ B-)
• PFD — Percent Fast Decay Input, тонкие настройки ШИМ драйвера микросхемы, скорость нарастания ШИМ.
• RST — Сброс драйвера, при низком уровне сбрасывает внутренний транслятор и отключает все выходные драйверы.
• ENABLE — При низком уровне, отключатся все выходы драйвера.
• MS1 и MS2 — Управление микрошаговым режимом. По умолчанию входы притянуты к питанию и выставлен шаг 1/8. Для установки полного шага, на оба входа нужно подать низкий уровень, для полушага только на MS2, для 1/4 шага, только на MS1. (полный шаг (0,0), полушаг (1,0), шаг 1/4 (0,1) и шаг 1/8 (1,1).
• PWR IN и вход M+ — Напряжение питания драйвера и моторов, также это напряжение подается на стабилизатор LM317 для питания логической части микросхемы.
• +5V — Выход напряжения со стабилизатора LM317, можно использовать для питания Arduino
• SLP — Сон, если подать низкий уровень, будет отключена внутренняя схема для минимизации потребления энергии.
• STEP — Шаг, При переходе с низкого уровня на высокий, драйвер делает один шаг или микрошаг, если драйвер работает в микрошаговом режиме.
• DIR — Состояние входа (высокийнизкий) определяет направление вращения двигателя.
• GND — масса, все массы соединены.

Элементы:

• Потенциометр CUR ADJ — Установка ограничения максимального тока подаваемого на двигатель, от 150 мА до 750 мА.
• Перемычка APWR — отключает стабилизатор LM317 от цепи питания 5 вольт. По умолчанию соединена.
• Перемычка 3/5 — Установка напряжения на выходе LM317, 5 или 3.3 вольта, По умолчанию разомкнута.

Кратко про особенности микрошагового режима:

Сверху графики работы драйвера в полношаговом и микошаговом режиме.

В полношагом режиме, драйвер запитывает обмотки двигателя полным током, а направление тока в обмотках двигателя изменяется с каждым шагом. Считается штатным режим работы двигателя. Главное достоинство, простота реализации. Из недостатков, двигатель сильнее подвержен вибрации и резонирует на низких скоростях.

В микрошаговом режиме происходит деление шага, в данном случаи на 8, с каждым шагом обмотки запитаны не полным током, а уровнем изменяемым по синусоидальному закону. Такой метод дает возможность фиксировать вал в промежуточных положениях между шагами, увеличить количество шагов и точность позиционирования вала двигателя, уменьшает вибрацию двигателя, особенно на низких скоростях, но требует применения специализированных драйверов.

Контроллер шагового двигателя схема

За какое-то время у меня скопилось много шаговых двигателей, но все не было времени ими заняться, а ведь шаговый двигатель вещь довольно интересная и полезная. Но у многих радиолюбителей возникают проблемы с запуском таких двигателей, вот я и решил собрать контроллер для проверки наиболее часто распространённых шаговых двигателей.

Блок управления шаговым двигателем

Шаговые двигатели достаточно распространены в устройствах, в которых необходимо добиться точного перемещения механизмов. Существует очень много типов шаговых двигателей, но самыми простыми в плане управления являются 2-х фазные униполярные двигатели. Этот тип двигателей имеет две независимые обмотки с выводами от середины (см. Рис.1). Их устанавливают в такие аппараты, как принтер, копир, дисковод и т.д.

Схема управления шаговым двигателем.

На рисунке 2 представлена схема управления шаговым двигателем.

Сперва хотел разработать схему на жесткой логике, но когда определился с функциями, которые она должна выполнять, пришло твердое решение использовать для этих целей микроконтроллер. И так, что можно определить с помощью данного блока управления.

1. Можно определить количество шагов.
2. Определить один из двух алгоритмов работы двигателя.
3. Опробовать работу двигателя в полушаговом режиме.
4. Можно опробовать работу в полношаговом режиме.
   Еще раз повторюсь, что разновидностей шаговых двигателей много и данный контроллер подойдет не для всех.

Программы управления шаговыми двигателями

Программа управления состоит из пяти подпрограмм, которые переключаются кнопкой BS3 – «Выбор программ». Номер выбранной подпрограммы отображается тремя светодиодами в двоичной системе счисления. При первом включении должен загореться светодиод HL1, индицирующий о том, что включена первая подпрограмма работы шагового двигателя в полушаговом режиме. Запуск двигателя осуществляется кнопками «Право» и «Лево». Право – двигатель должен крутиться по часовой стрелке, лево – против часовой, но направление вращения зависит еще и от того, как вы скоммутируете обмотки двигателя.

Возможно, придется экспериментировать. На скриншоте 1 (передняя панель виртуального осциллографа программы Proteus) можно наблюдать импульсную последовательность и коды полушагов работы двигателя. Некоторые из шаговиков по этому алгоритму у меня не работали.

Полношаговый алгоритм работы шагового двигателя

Подпрограмма №2 – светится второй светодиод. В этой подпрограмме двигатель будет работать по полно шаговому алгоритму, показанному на скрине 2.

Подпрограмма №3 – светятся первый и второй светодиоды. В этой подпрограмме двигатель будет работать по полношаговому алгоритму, показанному на скрине 3.

Количество шагов шагового двигателя

Подпрограмма №4 – светится третий светодиод. Данная подпрограмма обеспечивает один шаг двигателя при каждом нажатии на кнопку «Право». Кнопка «Лево» в данном случае не задействована. Короче говоря, нажимая каждый раз на кнопку, можно сосчитать количество шагов за один оборот проверяемого двигателя. Алгоритм работы двигателя в данной подпрограмме соответствует алгоритму на скрине 2.

Подпрограмма №5 – светятся первый и третий светодиоды. В этой подпрограмме творится тоже самое, только алгоритм работы двигателя в данной подпрограмме соответствует алгоритму на скрине 3.

Общий вид платы — на фото.

Файл прошивки, схему и рисунок печатной платы можно скачать по ссылке ниже.

Как подключить DRV8825 к arduino?

Описание драйвера, характеристики

DRV8825 — Это драйвер шагового двигателя, с током до 2.2А и возможностью делить шаги микрошагом вплоть до 1/32. Драйвер пользуется популярностью из-за того, что рассчитан на хороший ток, хорошо делит шаги и его можно легко установить в в плату RAMPS 1.4.

Питание: от 8.2в — 45в

Микрошаг: 1/2, 1/4, 1/8, 1/16, 1/32

Ток: без радиатора до 1.5А на обмотку и 2.2А с радиатором

Защита: От перегрева, от перегрузки по току

Размеры: 20 х 15 х 10 мм

Как настроить микрошаг на DRV8825

Микрошаг, на этом драйвере, выбирается путем подачи нужных напряжений на пины M0, M1, M2. Ниже я приведу таблицу напряжений для разного деления шага. На пинах должен получаться либо высокий либо низкий уровень напряжения, в частности, можно брать напряжение пинов Arduino 5v и все будет работать как надо.

Выбор большего деления шага, дает возможность увеличить разрешение движения, но точность от этого немного страдает, а так же сильно уменьшается момент двигателя.

Подключение драйвера шагового двигателя к arduino

У каждого радиолюбителя возникает тот момент, когда ему необходимо подключить к своему микроконтроллеру шаговый двигатель. Конечно, скажете вы, в «Интернетах» есть куча схем, готовых библиотек и все уже разжевано давным давно. Однако, когда я решил подключить к своей arduino nano драйвер DRV8825 и полез в интернет за схемкой, то обнаружил, что схем несколько. Если быть точным я нашел их 2.

Посмотрев несколько статей, устройств, схем, я пришел к выводу, что вторя схема правильная (нет) и растравил плату. Собрав ее, долго думал почему на двигатель не поступает питание. Я менял драйвера как перчатки, но после 4 штук подумал, что дело не может быть в драйверах. Решил подать питание так как показано на первой схеме. И о чудо! Оно живое!

Возможно, только у меня такие драйвера ( или кривые руки ), однако запустилась только первая схема, которую я теперь постоянно и использую.

Возможные проблемы при подключении DRV8825 к Arduino или другому микроконтроллеру.

1. Используется не правильная схема подключения.
2. Не правильно настроен ток для двигателя, иногда он выкручен на минимум по умолчанию и поэтому двигатель может не работать. Далее мы это разберем.
3. Не правильная программа (скетч).
4. Пины которые вы используете не подходят для программы и не могут выдавать сигнал. Например на Arduino nano пины A6,A7 вообще не могут выдавать сигнал, поэтому проверяйте пины вашего контроллера на совместимость.

Подключение DRV8825 к плате RAMPS 1.4

На фото показано каким образом необходимо ставить драйвера на плате. Перемычки микрошага находятся под самими драйверами и подписаны M0, M1, M2 (иногда ms0, ms1, ms2).

Как настроить ток на шаговом двигателе.

У каждого двигателя свой ток работы. Для того, что-бы он правильно работал, необходимо правильно ограничить ток на плате драйвера. Для этого на платах есть потенциометр.

Для начала нужно рассчитать VRef, делается это очень просто.

Current Limit = Vref * 2

Vref = Current Limit / 2

Например для шагового двигателя 17HS4401: Vref = 1,7 / 2 = 0,85В

Что-бы двигатель не перегревался часто Vref снижают.

Ставим щупы мультиметра так, как показано на картинке выше, меряем, что у нас там и крутим в ту или иную сторону для достижения нужного результата. Двигатель в этот момент будет менять свой звук работы.

Отлично! Ток настроен, а драйвер правильно подключен!

Скетч для проверки драйвера шагового двигателя

Кстати купить данный драйвер можно на Aliexpress:

Так же вы можете прочитать про подключение и настройку популярного драйвера a4988 по ссылке.

Digitrode

цифровая электроника вычислительная техника встраиваемые системы

• Вычислительная техника
  • Микроконтроллеры микропроцессоры
  • ПЛИС
  • Мини-ПК
• Силовая электроника
• Датчики
• Интерфейсы
• Теория
  • Программирование
  • ТАУ и ЦОС
• Перспективные технологии
  • 3D печать
  • Робототехника
  • Искусственный интеллект
  • Криптовалюты

Чтение RSS

Управляем шаговым двигателем с помощью Arduino и драйвера DRV8825

Шаговый двигатель – это тип двигателя постоянного тока, который работает дискретно и используется повсеместно, от камеры наблюдения до сложных роботов и машин. Шаговый двигатель NEMA 17 имеет угол шага 1,8°, что означает, что для поворота на 360 ° потребуется 200 шагов. Изменяя скорость подачи управляющего сигнала, мы можем легко контролировать скорость двигателя. Шаговый двигатель может работать в различных пошаговых режимах, таких как полный шаг, полшага, ¼ шаг путем применения соответствующих логических уровней к контактам шагового модуля. В нашем предыдущем проекте мы контролировали шаговый двигатель 28-BYJ48 с помощью Arduino. 28-BYJ48 имеет относительно более низкий крутящий момент, чем другие шаговые двигатели, такие как NEMA 14, NEMA17.

В этом проекте мы собираемся управлять шаговым двигателем NEMA 17 с помощью Arduino и шагового модуля DRV8825. Мы также будем использовать потенциометр для управления направлением шагового двигателя, чтобы вращать его по часовой стрелке и против часовой стрелки.

Модуль шагового привода или драйвер контролирует работу шагового двигателя. Драйверы шагового двигателя посылают ток на шаговый двигатель через различные фазы. DRV8825 – это модуль микрошагового драйвера, аналогичный модулю A4988. Используется для управления биполярными шаговыми двигателями. Этот модуль управления шаговым двигателем Nema 17 имеет встроенный транслятор, который означает, что он может управлять как скоростью, так и направлением биполярного шагового двигателя, такого как NEMA 17, используя только два контакта, то есть STEP и DIR. Вывод STEP используется для управления шагами, а вывод DIR – для управления направлением вращения.

Драйвер двигателя Nema 17 DRV8825 имеет максимальную выходную мощность 45 В и ± 2,2А. Этот драйвер может управлять шаговым двигателем в шести различных пошаговых режимах, то есть с полным шагом, полушагом, четвертьшагом, одной восьмой шага, одной шестнадцатой шага и одной тридцать второй шага. Вы можете изменить разрешение шага, используя линии микрошага (M0, M1 и M2). Установив соответствующие логические уровни для этих контактов, мы можем установить двигатели на одно из шести шагов разрешения.

Схема подключения шагового двигателя NEMA 17, Arduino, DRV8825 и сопутствующих компонентов приведена на следующем изображении.

Питание шагового двигателя осуществляется от источника питания 12 В, а модуль DRV8825 получает питание от Arduino. Контакты RST и SLEEP оба подключены к 5V от Arduino, чтобы драйвер оставался включенным. Потенциометр подключен к выводу A0 Arduino; он используется для управления направлением двигателя. Если вы поворачиваете потенциометр по часовой стрелке, то шаговый двигатель будет вращаться по часовой стрелке, а если вы поворачиваете потенциометр против часовой стрелки, то он будет вращаться против часовой стрелки. Конденсатор 47 мкФ используется для защиты платы от скачков напряжения. Выводы M0, M1 и M2 оставлены отсоединенными, это означает, что драйвер будет работать в режиме полного шага.

Перед использованием двигателя измените ограничение тока модуля DRV8825 на 350 мА с помощью потенциометра ограничения тока. Вы можете измерить текущий предел с помощью мультиметра. Измерьте ток между двумя точками заземления и потенциометром и отрегулируйте его до требуемого значения.

Полный код для управления Nema 17 с помощью Arduino приведен далее.