Vikupautomsk.ru

Выкуп Авто МСК
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Обзор драйвера шагового двигателя DRV8825

Обзор драйвера шагового двигателя DRV8825

Автор: Сергей · Опубликовано 22.04.2019 · Обновлено 13.04.2020

В предыдущей статье рассказывало о драйвере для биполярного шагового двигателя A4988, который часто используют в проектировании станков ЧПУ. В этой статье расскажу о другом драйвере DRV8825, который полностью взаимозаменяемый с драйвером A4988 и может работать с микрошагом до 1/32, напряжением до 45 В и током до 2.5 А.

Технические параметры

► Напряжения питания: от 8,2 до 45 В
► Установка шага: 1, 1/2, 1/4, 1/8, 1/16, 1/32
► Напряжение логики: 3.3 В
► Защита от перегрева: Есть
► Максимальный ток на фазу: 1.5 А без радиатора, 2.5 А с радиатором.
► Габариты модуля: 20 мм х 15 мм х 10 мм
► Габариты радиатора: 9 мм х 5 мм х 9 мм

Общие сведения о драйвере DRV8825

Основная микросхема модуля это драйвер от TI (Texas Instruments Inc.) DRV8825, которая способна управлять одним биполярным шаговым двигателем. Как говорил ранее данный драйвер полностью взаимозаменяемый с драйвером A4988. Микросхема DRV8825 может работать с выходным напряжение до 45 В и током до 1.5 на катушку без радиатора и до 2.5 А с радиатором (дополнительным охлаждением). Так же, модуль имеет внутренний стабилизатор напряжение, который напитывает логическую часть модуля напряжение 3.3 В от источника шагового питания двигателя.
Драйвер позволяет использовать шесть вариантов шага: 1, 1/2, 1/4, 1/8, 1/16, 1/32

Распиновка драйвера DRV8825:
На драйвере DRV8825 расположено 16 контактов, назначение каждого можно посмотреть ниже:

EN — включение и выключение модуля (0 — включен, 5 В — выключен).
M0, M1 и M2 — выбор режима микро шаг (смотрите таблицу ниже).
RST — сброс драйвера.
SLP — вывод включения спящего режима, если подтянуть его к низкому состоянию драйвер перейдет в спящий режим.
STEP — управляющий вывод, при каждом положительном импульсе, двигатель делает шаг (в зависимости от настройки микро шага), чем быстрее импульсы, тем быстрее вращаться двигатель.
DIR — управляющий вывод, если подать +5 В двигатель будет вращается по часовой стрелке, а если подать 0 В против часовой стрелки.
VMOT & GND MOT — питание шагового двигателя двигателя от 8.2 до 45 В (обязательное наличие конденсатора на 100 мкФ). Так же, нет необходим
B2, B1, A1, и A2 — подключение обмоток двигателя.
► FAULT — Выход включения защиты, если состояние «0», значит полевые транзисторы H-моста отключены в результате защиты от перегрузки по току или был перегрев.
GND LOGIC — заземление микроконтроллера.

Настройка микрошага
Драйвер DRV8825 может работать микрошаговом режиме, то есть может подавать питание на катушки с промежуточным уровням. Например, если взять двигатель NEMA17 с шагом 1.8 или 200 оборотов, в режиме 1/4, двигатель будет выдавать 800 шагов за оборот
Дня настройки микрошагов на драйвере DRV предусмотрены три выхода, а именно M0, M1 и M2. Установив соответствующие логические уровни для этих выводов, можно выбрать режим микрошага.

Читать еще:  Что то прокручивается при запуске двигателя

Вывода M0, M1 и M2 в микросхеме DRV8825 подтянуты резистором к земле, поэтому, если не подключать их, двигатель будет работать в режиме полного шага.

Система охлаждения DRV8825
При интенсивной работе микросхемы DRV8825 начинает сильно греется и если температура превысит придельные значение, может сгореть. По документации DRV8825 может работать с током до 2.5 А на катушку, но на практике микросхема не греется если ток не превышает 1.2 А на катушку. Поэтому если ток выше 1.2 А необходимо устанавливать радиатор охлаждения, который идет в комплекте.

Настройка тока DRV8825
Перед использованием мотора нужно сделать небольшую настройку, необходимо ограничить максимальную величину тока, протекающего через катушки шагового двигателя и ограничить его превышение номинального тока двигателя, регулировка осуществляется с помощью небольшого потенциометра.
Для настройки необходимо рассчитать значение напряжения Vref.

Vref = Current Limit / 2

где,
Current Limit — номинальный ток двигателя
В моем случаи, номинальный ток двигателя 17HS4401 равняется 1,7 А.

Vref = 1,7 / 2 = 0,85 В

Осталось только настроить, берем отвертку и вольтметр, плюсовой шуп вольтметра устанавливаем на потенциометр, а шуп заземления на вывод GND и выставляем нужное значение.

Подключение драйвера шагового двигателя DRV8825 к Arduino UNO

Необходимые детали:
Arduino UNO R3 x 1 шт.
► Драйвер шагового двигателя DRV8825 x 1 шт.
► Шаговый двигатель 17HS4401 x 1 шт.
► Комплект проводов DuPont 2.54 мм, 20 см x 1 шт.

Подключение:
Теперь, можно приступить к сборке схемы. Первым делом подключаем GND LOGIC к GND на Arduino. Контакты DIR и STEP подключим к цифровым контактам 2 и 3 на Arduino. Подключение шагового двигатель к контактам B2, B1, A2 и A1.

Предупреждение: Подключение или отключение шагового двигателя при включенном приводе может привести к его повреждению.

Затем необходимо подключить контакт RST к соседнему контакту SLP к 5В на Arduino, чтобы включить драйвер. Так-же контакты выбора микрошага необходимо оставить не подключенными, чтобы работал режим полный микрошаг. Теперь осталось подключить питание двигателя к контактам VMOT и GND MOT, главное не забудьте подключить электролитический конденсатор на 100 мкФ, в противном случаи при скачке напряжение, модуль может выйти из строя.

Программа:
Теперь можно приступки к программной части и начать управлять шаговым двигателем с помощью драйвера DRV8825, загружайте данный скетч в Arduino.

Драйвер шагового двигателя Geckodrive G210X

Драйвер G210X предназначен для управления биполярными шаговыми двигателями малой, средней и повышенной мощности типоразмеров 57 мм (NEMA 23), 86 мм (NEMA 34) и 110 мм (NEMA 43).

Благодаря интегрированной функции «морфинга» (плавный переход в режим целого шага на высоких частотах вращения), драйвер G210X обеспечивает высокую динамику и скорость вращения шагового двигателя без существенной потери крутящего момента.

Для заказа добавьте нужное количество в корзину на вкладке » ЗАКАЗАТЬ! » ниже!

  • Описание
  • Параметры
  • Схема
  • Чертеж
  • ЗАКАЗАТЬ!
  • Файлы

Производитель: Geckodrive (США)

  • Режимы работы (деления шага): целый шаг, 1/2, 1/5 и 1/10 шага;
  • Напряжение питание до 80 В;
  • Ток обмотки двигателя до 7 А;
  • Режим управления вращением STEP/DIR;
  • Универсальные двухполярные оптоизолированные входы управляющих сигналов STEP/DIR;
  • Компенсация среднечастотного резонанса и подавление низкочастотных вибраций;
  • Функция «морфинга» и плавного пуска двигателя;
  • Адаптивная рециркуляция тока в обмотках ШД, обеспечивающая минимальный нагрев ШД и драйвера;
  • Снижение тока в обмотках ШД до 71% от установленного, при простое более 1 секунды;
  • Установка режимов работы и тока обмоток DIP-переключателем.
ПараметрMinMax
Напряжение питания18 В80 В
Ток обмотки двигателя0.8 А7 А
Режим деления шага (микрошаг)целый шаг, 1/2, 1/5 и 1/10 шага
Входная частота сигнала STEP200 кГц
Уровень сигналов STEP/DIR3.3 В5 В
Длительность активного уровня сигнала STEP1 мкс
Время установки сигнала DIR0.2 мкс
Температура окружающей среды0°С+50°С
Влажность окружающей среды95%
Габаритные размеры64 х 64 х 21 мм
Вес100 г

Схема подключения 4-х выводного шагового двигателя к драйверу G201X

Схема подключения 6-ти выводного шагового двигателя к драйверу G201X

Схема подключения 6-ти выводного шагового двигателя с питанием половины обмотки к драйверу G201X

Схема подключения 8-ми выводного шагового двигателя с параллельным соединением обмоток к драйверу G201X

Схема подключения 8-ми выводного шагового двигателя с последовательным соединением обмоток к драйверу G201X

Контроллеры

Аналоговые драйверы шаговых двигателей

Цифровые драйверы шаговых двигателей

Драйверы шаговых двигателей с энкодером

Многоосевые

Контроль высоты плазмы

Драйвер шагового двигателя

Шаговый двигатель – это электромеханическое устройство, преобразующее энергию электрических импульсов, подаваемых в определенной последовательности на обмотки статора, во вращательное движение ротора и дискретные перемещения связанного с ним через редуктор механизма. Он применяется в различных устройствах, оборудовании и производственных линиях, где необходимо добиться четкого позиционирования рабочего органа. Для правильной работы такого электромотора требуется специальное автоматическое управление, которое будет регулировать очередность подачи импульсов. Эти функции выполняет драйвер шагового двигателя.

Из чего состоит драйвер для шагового двигателя: назначение и виды

Главным назначением драйверов является обеспечение работы шаговых двигателей (ШД) в соответствии с заданным алгоритмом, что подразумевает решение следующих задач:

  • подачу тока заданной величины и направления в конкретную обмотку статора двигателя;
  • удержание этого тока определенный период времени;
  • осуществление последовательного включения и выключения токов, с перенаправлением их в разные обмотки, для обеспечения заданных мощностных и скоростных характеристик привода, в соответствии с поставленной задачей.

Любой драйвер ШД состоит из двух основных частей:

  • силового блока;
  • контроллера ШД.

В силовую часть входит электронная плата, на которой собран полупроводниковый усилитель мощности. Она служит для подачи тока и от ее параметров зависит мощность создаваемого на валу момента.

Контроллер шагового двигателя является интеллектуальной составляющей, предназначенной для управления силовой частью.

Сегодня существует много разновидностей драйверов шаговых двигателей, которые классифицируются на виды по различным критериям, в том числе:

  • по направлению тока, подаваемого на статор импульса: униполярные, биполярные и драйверы с гасящими резисторами;
  • по способу закачки импульса в обмотки: драйверы постоянного напряжения, двухуровневые или ШИМ-драйверы;
  • по типу управляющего сигнала: аналоговые или цифровые.

Купить драйвер или контроллер шагового двигателя любого типа от ведущих мировых брендов по наиболее справедливой цене на рынке можно в нашей компании «Рефит». Мы сотрудничаем напрямую с производителями и гарантируем высокое качество наших товаров.

Драйверы и контроллеры ШД

Устройства управления шаговыми двигателями в станках с ЧПУ

Принцип действия шагового двигателя основан на последовательной подаче напряжения в обмотки статора, в каждый момент времени срабатывающие как магниты и фиксирующие ротор. Разница между токами в обмотках определяет угол поворота ротора. Драйвер ШД – силовое устройство, формирующее токи питания для каждой обмотки.

Виды драйверов

Одноканальные используются для управления одним ШД. Применяются при построении станков, где используются двигатели типоразмера 86 мм с током управления выше 4А.

Многоканальные представляют собой управляющую плату, на которой размещены одноканальные драйверы в количестве, соответствующем количеству приводов. Используются в станках с ШД типоразмером до 57 мм.

Характеристики драйверов

Драйверы не универсальны, под каждую модель ШД выбирается устройство с конкретным набором характеристик.

Базовые критерии выбора:

  • · выходное напряжение и ток. Должны соответствовать характеристикам двигателя;
  • · поддерживаемый протокол. Выбирается в соответствии с протоколом контроллера;
  • · деление шага. Уменьшение увеличивает плавность хода, но снижает максимальные обороты ротора и ведет к потере крутящего момента. Для решения стандартных задач хватает шага 1/64.

Дополнительные функции:

  • · подавление резонанса. Использование драйвера без этой функции приемлемо только для двигателей типоразмером до 86 мм. Алгоритмы работы функции прописываются производителем под конкретные ШД и частоты, но драйверы Leadshine серии MD, предлагаемые нашей компанией, настраиваются на один из трех диапазонов резонансных частот;
  • · снижение тока в режиме простоя. Предотвращает перегрев двигателя и уменьшает энергопотребление;
  • · плавный пуск. Постепенное увеличение напряжения при пуске ШД не приводит к ударам, как в случае с подачей тока полным напряжением;
  • · морфинг – способность драйвера к плавному переходу с микрошагов на полный шаг на высоких оборотах. В режиме микрошагов крутящий момент снижается. Инерционность ротора позволяет работать в режиме полного шага, момент в этом случае повышается.

Контроллеры ШД

Контроллеры – платы коммутации, используемые для преобразования управляющих команд, поступающих с ПК, в последовательность импульсов для драйверов. Плата может иметь дополнительный функционал – разъемы для подключения концевых ограничителей, силовые реле, разъемы для управления шпинделем. Подключается к компьютеру через LPT или USB интерфейс.

Многоканальные драйверы ШД –устройство объединяющее в себе драйвера ШД и плату коммутации. Подключаются к ПК непосредственно управляют ШД. Также в состав контроллера входят такие функциональные возможности как таймер СОЖ, конвертор ШИМ для инвертора, силовые реле, разъемы для подключения датчиков ограничения линейных перемещений. Драйвера могут исполняться на различное количество ШД.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector