Шаговый Двигатель Схема Подключения

Шаговый Двигатель Схема Подключения

Формирование импульсов отводится микроконтроллерам например Arduino.

В одном 8 выводном корпусе SOIC-8 размещены 2 транзистора.

Путь для повышения магнитного поля — это увеличение тока или числа витков обмоток.
Управление биполярным шаговым двигателем

Двигатели с 4 обмотками имеют преимущество в том, что вы можете подключить обмотки любым удобным для вас образом и получить как биполярный, так и униполярный двигатель.

Например, двигатели с дисковым намагниченным ротором. Полушаговое управление интересно тем, что становится возможным более точное позиционирование вала двигателя, благодаря к тому, что к целым шагам добавляются еще и половинки это достигается совмещение предыдущих двух режимов работы, а обмотки чередуются, то включаясь попарно, то по одной.

У его намагниченного центрального вала имеется два набора зубов для двух магнитных полюсов, которые затем выстраиваются в линию с зубами вдоль электромагнитов. Оба сигнала имеют логические уровни и, если для их формирования используются выходы с открытым коллектором, то потребуются соответствующие резисторы подтяжки на Рисунке 10 они не показаны.

Чередующиеся полюса ротора имеют прямолинейную форму и расположены параллельно оси двигателя.

Зависимость момента от скорости, влияние нагрузки Момент, создаваемый шаговым двигателем, зависит от нескольких факторов: скорости. Причиной этого является фильтрующее действие инерции ротора и нагрузки.

Управление шаговым двигателем

Сморите видео

Несмотря на то, что драйвер, обеспечивающий микрошаговый режим, намного сложнее обычного драйвера, всё равно система может оказаться более простой и дешевой, чем шаговый двигатель, плюс редуктор. Конструкция в поперечном разрезе напоминает шестерню с зубцами. Полная схема, приведенная в [ 10 ] и многократно повторенная на интернет-сайтах, пригодна для использования в качестве тестовой платы. С помощью подстроечного резистора видно на правом фото можно задавать выходной ток.

Схема содержит описанный ранее двунаправленный двухфазовый формирователь на D-триггерах Рисунок

Современные микроконтроллеры иногда имеют встроенные ЦАПы, которые можно использовать для реализации микрошагового режима взамен специальных контроллеров.

Увеличение или уменьшение питающего напряжения ни к чему не приведет, так как обороты задаются частотой сети. Направление магнитного поля зависит от того, на какой именно вывод обмотки подан положительный потенциал.

Соответственно, в режиме удержания поскольку используются 8 разрядов ЦАП , максимальный ток составит 1 А. При этом используется номинальное число шагов.

Синусоидальный ток фаз может быть обеспечен применением специальных драйверов.

Это означает, что в таком режиме не может быть получен полный момент. Внутри находятся полюсные наконечники в виде ламелей.
Шаговый двигатель БЕЗ ДРАЙВЕРА!

Виды шаговых двигателей по типу ротора:

После этого ротор повернется и будет стараться принять одно из следующих положений равновесия. Для устранения колебаний момента при работе двигателя в полушаговом режиме можно снижать ток в те моменты, когда включены две фазы.

Соответственно, в режиме удержания поскольку используются 8 разрядов ЦАП , максимальный ток составит 1 А.

Упрощенная схема коммутатора шагового двигателя без реверса. Еще раз обращаю внимание: при самостоятельном расчете не забудьте учитывать, что формирователь обеспечивает режим с перекрытием фаз, то есть необходимо закладываться на номинальный ток схемы питания, равный удвоенному максимальному току обмоток при выбранном напряжении питания. Из-за этих ограничений микрошаговый режим используется в основном для обеспечения плавного вращения особенно на очень низких скоростях , для устранения шума и явления резонанса.

Зависимость момента от угла поворота ротора для двух запитанных обмоток. Обычно у них четыре вывода, две обмотки.

В полношаговом режиме с двумя включенными фазами положения точек равновесия ротора смещены на пол-шага. Средние выводы обмоток могут быть объединены внутри двигателя, поэтому такой двигатель может иметь 5 или 6 выводов рис.

Назначение этих диодов — гасить ЭДС самоиндукции, возникающую при выключении управляющих ключей. При включени тока в одной из катушек, ротор стремится занять такое положение, когда разноименные полюса ротора и статора находятся друг напротив друга. Да и в современной бытовой технике, автомобилях, промышленном оборудовании коллекторные двигатели распространены достаточно сильно.

Если хотя бы одна обмотка шагового двигателя запитана, ротор принимает определенное положение. Но такой ток от микросхем серии 74HCхх забрать невозможно, поэтому потребуются дополнительные драйверы.

Обеспечивает паспортное значение электрических характеристик. Драйверы делятся на две категории: Повторяющие форму сигналов. Ротор не имеет постоянных магнитов, он выполнен из магнитомягкого материала в виде многоконечной звезды. Магнитный гистерезис приводит к тому, что магнитный поток зависит не только от тока обмоток, но и от предыдущего его значения. С точки зрения автора статьи, самым оптимальным для управления коммутацией обмоток двигателей небольшой мощности является использование подходящих по току и сопротивлению открытого канала RDC ON MOSFET, но с учетом рекомендаций, описанных выше.
Шаговый двигатель. Micro Step Driver. PLC Omron. Подключение,программирование. (Часть 1)

Технические характеристики A4988

Конструктивно это выглядит как два круглых полюса, на поверхности которых расположены зубцы ротора из магнитомягкого материала. Можно увеличить количество шагов в 16, 32, 64 раза и т.

Поддержка такого режима для указанного драйвера осуществляется микропроцессором, управляющим входами ЦАП. Таким образом, выполняется один шаг.

Для изменения направления вращения достаточно изменить очередность подачи импульсов в соответствующие обмотки. Режим управления двигателем задается коммутатором. Шаговые двигатели.

Данный двигатель можно не только использовать как биполярный или униполярный, но и самим определять, как соединить электромагниты обмоток, последовательно или параллельно. Из-за чего обеспечивается максимальный момент, в случае параллельного соединения или последовательного включения обмоток будет создаваться максимальное напряжение или ток. Этот метод использует в два раза больше шагов, чем полный шаг, но он также имеет меньший крутящий момент.

А принцип работы этого всего очень прост: конденсатор формирует сдвиг фаз на одной из обмоток, в результате обмотки работают почти попеременно и шаговый двигатель крутится. В таком двигателе сечение отдельных обмоток вдвое больше, а омическое сопротивление — соответственно вдвое меньше. Так, пожалуй, можно дать строгое определение. Готовые шаговые двигатели с редукторами хотя и существуют, однако являются экзотикой. Иногда двигатели с постоянными магнитами имеют 4 раздельных обмотки.

Общие сведения:

Микрошаговый режим. Режим удержания уменьшает максимальный ток, потребляемый обмотками двигателя, с двух до одного ампера. Диаграммы, диаграммы

В пределе, шаговый двигатель может работать как синхронный электродвигатель в режиме непрерывного вращения. Схема контроллера униполярного шагового двигателя с драйвером на биполярных транзисторах. Описание библиотеки для работы с шаговым двигателем В среде разработки Ардуино IDE существует стандартная библиотека Strepper. Гибридный двигатель.
Обзор копеечной платы управления шаговым двигателем.

Простая схема с шаговым двигателем безопасна?

кокко

После различных разочарований я наконец понял, как найти эти проклятые провода на шаговых двигателях. Я думал, что управлять биполярными моторами проще, но в конце я предпочитаю однополюсные шаговые двигатели . больше кабелей, но проще в управлении.

Во всяком случае . после поломки моего единственного L293D я решил попробовать еще раз со знаменитым ULN2803A . С некоторым терпением и низким напряжением (5 В) я следовал приведенному выше описанию видео и записал все последовательности проводов шаговых двигателей, которые я спас.

1. OKI EM-199 ( SMA6511 ) от принтера epson
2. OKI EM-154 ( STK6711AMK4B ) от принтера epson
3. OKI EM-318 ( LB1847 ) от принтера epson
4. Mineba PM35L-048-HPI2 от принтера hp
5. Mitsumi M55SP-1N от принтера hp

Как вы можете видеть, я нашел только те листы двигателей, которые я не смог найти. Так.

Из того, что я понимаю, Mitsumi M55SP-1N :

1. потребляет меньше: 259mA/phase
2. режим возбуждения используется в библиотеке 2-2 Phase excitation
3. и я знаю, что могу использовать 12v чтобы управлять им.

Это первый раз, когда я использую шаговый двигатель

Я не хочу разрушать свой микроконтроллер или любую другую часть схемы.

Безопасно ли использовать ULN2803A для управления Mitsumi M55SP-1N при напряжении 12 В от 3,3 В или 5 В?

под этим я подразумеваю:

1. У ULN2803A уже много защитных диодов. Достаточно безопасно?
2. в спецификации Mitsumi M55SP-1N указано 259 мА / фаза * 4 = 1,1 Ампер .. верно? uln2803 обрабатывает 500 мА на канал и максимум 2,5 А .
3. Энергоснабжение 1,25 Ампер . достаточно верно?
4. Странная вещь случилась .. @ 5v с высокой скоростью, ступающей ULN2803A стал горячим. 50-60 град. С. нормально?

Если все в порядке (безопасно) . какой конденсатор я должен поставить рядом с Vin шагового двигателя?

И если вы думаете, что мне следует использовать один из вышеперечисленных шаговых драйверов или узнать больше о неизвестных двигателях, я с удовольствием узнаю что-то новое .

Примечание: Как я уже сказал, я уже проверил все двигатели при низком напряжении и низких оборотах, все они работают при 5 В, используя вышеуказанную схему, кроме конденсаторов. Это на макете .. теперь я хочу спаять это вместе. Я новичок в электронике, и то, что для вас очевидно, это то, чего я даже не знаю.

Брюс Эбботт

1. У ULN2803A уже много защитных диодов. Достаточно безопасно?

1. в спецификации Mitsumi M55SP-1N указано 259 мА / фаза * 4 = 1,1 Ампер .. верно?

Да (достаточно близко) Сопротивление каждой фазы составляет 50 Ом + -7%, поэтому при напряжении 12 В оно должно составлять примерно 12/50 = 240 мА на фазу (фактически оно должно быть даже меньше, чем это из-за падения напряжения в транзисторах Дарлингтона).

1. Энергоснабжение 1,25 Ампер . достаточно верно?

Странная вещь случилась .. @ 5v с высокой скоростью, ступающей ULN2803A стал горячим. 50-60 град. С. нормально?

Прогрев на высокой скорости следует ожидать. Каждый раз, когда катушка выключается, обратный диод пропускает импульс тока, когда магнитное поле в катушке рассеивается. На высокой скорости диоды пропускают столько же тока при выключении катушек, сколько транзисторы при включении, что увеличивает общую потерю мощности. Транзисторы также имеют потери на переключение, которые становятся более значительными при увеличении скорости шага.

Температура корпуса 50-60 ° в порядке. ULN2803 не очень эффективен. При 240 мА каждый транзистор Дарлингтона падает примерно на 1,1 В, что равняется 1,1 Вт общей потери мощности при включении всех 4 фаз. Максимально допустимая температура соединения составляет 125 ° C. Тепловое сопротивление перехода к окружающей среде составляет 73 ° C / Вт (комплект D), поэтому при комнатной температуре (20 ° C) и 1,1 Вт температура перехода должна составлять

uln2803 обрабатывает 500 мА на канал и максимум 2,5 А .

Это абсолютные максимальные значения нагрузки, не рекомендуемые для нормальной работы. Для безопасности и надежности вы не должны превышать половину этих значений.

Простая схема управления шаговым двигателем

Analog Devices AD9833

Шаговые двигатели находят применение во множестве потребительских, промышленных и военных приложений. В некоторых системах необходим точный контроль скорости. Контроллеры шаговых двигателей могут быть простыми (Рисунок 1), но на тактовом входе им требуются прямоугольные импульсы переменной частоты. Для решения этой задачи идеально подходит микросхема прямого цифрового синтеза AD9833 с интегрированным 10-разрядным ЦАП, поскольку для установки частоты импульсов ей не нужны никакие внешние компоненты (Рисунок 2). Устройство содержит 28-битный аккумулятор, позволяющий формировать сигналы с разрешением 0.1 Гц при частоте синхроимпульсов 25 МГц. Кроме того, схема может легко остановить двигатель, если программно задать выходную частоту 0 Гц.

Рисунок 1.	Для контроллера шагового двигателя требуется всего несколько логических элементов.

Рисунок 2.	Микросхема прямого цифрового синтеза AD9833 формирует частоты с разрешением 0.1 Гц.

Полная схема показана на Рисунке 3. Старший значащий бит (MSB) внутреннего ЦАП переключает выход V_OUT микросхемы AD9833 между уровнями 0 В и V_DD, генерируя прямоугольные импульсы, которые служат входными синхросигналами для контроллера шагового двигателя. Частота импульсов легко устанавливается записью через трехпроводный интерфейс соответствующих кодов в регистры управления частотой. Запись в регистры нуля останавливает генератор, и, таким образом, останавливает мотор. Если ЦАП не используется, можно отключить его питание, записав бит в управляющий регистр. В режиме пониженной мощности AD9833 потребляет от источника питания всего 2 мА. Еще больше снизить ток потребления можно, уменьшив тактовую частоту. AD9833 выпускается в крошечном 10-выводном корпусе, поэтому полную систему управления можно собрать на очень небольшой плате.

Рисунок 3.	Полный контроллер шагового двигателя основан на микросхеме прямого цифрового синтеза, генерирующей переменные частоты для схемы на Рисунке 1.

Материалы по теме

1. Datasheet Analog Devices AD9833
2. Datasheet Texas Instruments SN74HC86
3. Datasheet Texas Instruments SN74LS76A

Перевод: AlexAAN по заказу РадиоЛоцман

Безопасна ли простая схема шагового двигателя?

После различных разочарований я наконец понял, как найти эти проклятые провода на шаговых двигателях. Я подумал, что управлять биполярными моторами проще, но в конце я предпочитаю однополюсные шаговые двигатели . больше кабелей, но проще в управлении.

В любом случае . после взлома моего единственного L293D я решил попробовать еще раз со знаменитым ULN2803A . С некоторым терпением и низким напряжением (5 В) я следовал описанному выше описанию видео и записал все последовательности проводов шаговых двигателей, которые я спас.

1. OKI EM-199 ( SMA6511 ) с принтера epson
2. OKI EM-154 ( STK6711AMK4B ) из принтера epson
3. OKI EM-318 ( LB1847 ) с принтера epson
4. Mineba PM35L-048-HPI2 с принтера hp
5. Mitsumi M55SP-1N с принтера hp

Как вы можете видеть, я нашел только те листы двигателей, которые я не смог найти. Так что .

Из того, что я понимаю, Mitsumi M55SP-1N :

1. потребляет меньше: 259mA/phase
2. режим возбуждения — это режим, используемый в библиотеке 2-2 Phase excitation
3. и я знаю, что могу использовать 12v для его управления.

Я впервые использую шаговый двигатель

I don’t want to destroy my microcontroller or any other part of the circuit.

Безопасно ли использовать ULN2803A для управления Mitsumi M55SP-1N , 12 В, 3,3 В или 5 В?

под этим я подразумеваю:

1. ULN2803A уже имеет множество защитных диодов . достаточно безопасных?
2. В спецификации Mitsumi M55SP-1N указано 259 мА / фаза * 4 = 1, 1Amp..correct? uln2803 обрабатывает 500 мА на канал и максимум 2,5 А .
3. энергопотребление 1,25 Ампер . достаточно верно?
4. Произошла странная вещь. @ 5v с высокой скоростью пошагово ULN2803A стало жарко. 50-60 ° С в норме?

Если все в порядке (безопасно) . какой конденсатор я должен поставить рядом с Vin шагового двигателя?

И если вы считаете, что мне следует использовать один из вышеперечисленных шаговых драйверов или узнать больше о неизвестных двигателях, я с удовольствием узнаю что-то новое .

Примечание. Как я уже сказал, я уже проверил все двигатели при низком напряжении & amp; Низкие обороты, все они работают при 5 В, используя вышеуказанную схему, кроме конденсаторов. Это на макете .. теперь я хочу спаять это вместе. Я новичок в электронике, и то, что для вас очевидно, это то, чего я даже не знаю.

1 ответ

1. the ULN2803A has already lots of protection diodes.. safe enough?

1. the Mitsumi M55SP-1N datasheet says 259mA/phase*4=1,1Amp..correct?

Да (достаточно близко). Сопротивление каждой фазы составляет 50 Ом; + -7%, поэтому при напряжении 12 В оно должно составлять примерно 12/50 = 240 мА на фазу (на самом деле оно должно быть даже меньше этого из-за падения напряжения на транзисторах Дарлингтона).

1. powersupply of 1.25 Ampere. enough right?

A strange thing happend .. @5v with high speed stepping the ULN2803A got hot. 50-60 deg C. normal?

Ожидается, что станет жарко на высокой скорости. Каждый раз, когда катушка выключается, обратный диод пропускает импульс тока, когда магнитное поле в катушке рассеивается. На высокой скорости диоды пропускают столько же тока при выключении катушек, сколько транзисторы при включении, что увеличивает общую потерю мощности. Транзисторы также имеют потери на переключение, которые становятся более значительными при увеличении скорости шага.

Температура корпуса 50-60 ° С в порядке. ULN2803 не очень эффективен. При 240 мА каждый транзистор Дарлингтона падает примерно на 1,1 В, что соответствует 1,1 Вт общей потери мощности при включении всех 4 фаз. Максимально допустимая температура соединения составляет 125 ° C. Тепловое сопротивление перехода к окружающей среде составляет 73 ° C / Вт (комплект D), поэтому при комнатной температуре (20 ° C) и 1,1 Вт температура перехода должна составлять

uln2803 handles 500mA per channel and a max of 2,5A .

Это абсолютные максимальные значения нагрузки, не рекомендуемые для нормальной работы. Для безопасности и надежности вы не должны превышать половину этих значений.