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【arduino】arduino uno + A4988控制42步進電機


MS1 , MS2 , MS3 跳線說明:(例子裡是低電平,懸空或接地線,使用全步進模式)

分別是全步進,1/2步進,1/4步進,1/8步進,1/16步進模式。

步進電機走一步是1.8度,一圈就是200步。例如使用1/16步進,則需要走3200步才等於一圈。

ms1   ms2    ms3L       L        L       整步(沒有細分)H      L         L      1/2(2細分)L      H        L       1/4(4細分)H      H        L       1/8(8細分)H      H        H      1/16(16細分)

測試程式程式

int x;

void setup()

{

  pinMode(6,OUTPUT); // Enable: EN可以使用微控制器埠控制,也可以直接連線GND使能

  pinMode(5,OUTPUT); // steps:脈衝個數

  pinMode(4,OUTPUT); // dir:為方向控制

  digitalWrite(6,LOW); // Set Enable low

}

void loop()

{

    digitalWrite(4,HIGH); // Set Dir high

    for(x = 0; x < 200; x++) // Loop 200 times

  {

      digitalWrite(5,HIGH); // Output high

      delayMicroseconds(800); // Wait 1/2 a ms

      digitalWrite(5,LOW); // Output low

      delayMicroseconds(800); // Wait 1/2 a ms

    }

  delay(1000); // pause one second

  digitalWrite(4,LOW); // Set Dir low

  for(x = 0; x < 200; x++) // Loop 2000 times

  {

      digitalWrite(5,HIGH); // Output high

      delayMicroseconds(800); // Wait 1/2 a ms

      digitalWrite(5,LOW); // Output low

      delayMicroseconds(800); // Wait 1/2 a ms

    }

    delay(1000); // pause one second

}

ps後記學習:

*6(-en) 低電平為啟動電機(enable),貌似也可以不接,試過一樣能執行.但如果要控制電機的啟動關閉還是要用上

*4(-dir) 用高低電平控制方向.

*5(-step) 用高低電平驅動電機轉動.注意中間間隔等待的微秒值,如果太快會導致電機有聲響不轉動.

int dirPin = 8;

int stepperPin = 7;

void setup() {

 pinMode(dirPin, OUTPUT);

 pinMode(stepperPin, OUTPUT);

}

 void step(boolean dir,int steps){

 digitalWrite(dirPin,dir);

 delay(50);

 for(int i=0;i<steps;i++){

   digitalWrite(stepperPin, HIGH);

   delayMicroseconds(800);

   digitalWrite(stepperPin, LOW);

   delayMicroseconds(800);

 }

}

void loop(){

 step(true,1600);

 delay(500);

 step(false,1600*5);

 delay(500);

}

void setup() {               

pinMode(8, OUTPUT);    

pinMode(9, OUTPUT);

digitalWrite(8, LOW);

digitalWrite(9, LOW);

}

void loop() {

digitalWrite(9, HIGH);

delay(1);         

digitalWrite(9, LOW);

delay(1);         

}

問題1.什麼叫做42步進電機,其中數字“42”是什麼意思?命名有沒有國際標準?答:42是電機的基座型號,邊長42mm。就是電機靠近出軸的那個四方的座子的尺寸。問題2.經常看到 25相, 還有複雜的26lead  8lead, 這裡的lead 是什麼意思?附圖答:我自己的理解lead 是指 實際的輸出線有多少根!答:這個是正確的。可以通過外部接線實現電機繞組的並聯和串聯。通過相應的程式還能實現更多的功能。問題3.步進電機有哪些關鍵的引數。答:我有看到一個實物上寫明  1.8/step     1.8度是否就是 一個通電週期,機械旋轉1.8度?又問:那是否能在標稱 1.8度的/step 下,通過 靈巧的程式,達到0.9  0.45  0.225度?答:1.8度是指一個正步脈衝,你的電機轉過的角度。比如說兩相的,那你開始給A相通電,那下一次你給B通電後,轉過的角度就是18度。問題4.何為細分,如何細分?答:細分就是按照一定的方法,使本來轉1.8度的情況變成兩步轉1.8度或者更多步轉1.8度。一般是正方形細分或者正弦波細分。正方形一般用於2細分,正弦波可以有更多的細分,力矩也更平滑。//以上問題我大學裡都有學習過,可惜現在全部還給了老師,希望各位在 暢所欲言,也希望提出更多的問題,來幫助我等小白!謝謝各位電機驅動專家!100莫元,犒勞各位大俠,請耐心教導我等小白,科普小白,我想論壇還有很多人願意看到這個帖子的精華!問題5. 步進電機如何防止失步,(我故意卡死 步進電機,讓他不能轉)自己回答:   抱歉沒有反饋機構,無法防止。唯一的辦法就是選擇合適轉矩的步進電機防止失步。我的理解對嗎?答:儘量選更大力矩的電機。選擇合適的加減速曲線。問題6. 我有幸,有一次拆了一個工廠 30kg的 超級大 步進電機。 220v驅動。只有3根線輸出(這裡我有記錯嗎?)。這個應該是伺服電機吧?加上驅動器,我實在無法卡死轉軸。那麼 伺服電機 是否也會失步。這個伺服電機 老師傅是用在機床上,移動切鐵用的答:伺服電機是有編碼器的,有位置資訊給到驅動器,一旦位置發生偏差,驅動器就會給電機加力,直到驅動器的最大輸出力為止。不過單單就步進電機來說,低速的時候力還是很大的,42的步進電機,如果來個3A驅動的話,抓也是不好抓的。

步距角,即在沒有減速齒輪的情況下,對於一個脈衝訊號,轉子所轉過的機械角度。
  也可以這樣描述:定子控制繞組每改變一次通電方式,稱為一拍。每一拍轉子轉過的機械角度稱之為步距角,通常用θs表示。
  常見的有3°/1.5°1.5°/0.75°,3.6°/1.8°。如,對於步距角為1.8度的步進電機(小電機),轉一圈所用的脈衝數為 n=360/1.8=200個脈衝。 
  步距角的誤差不會長期積累,只與輸入脈衝訊號數相對應,可以組成結構較為簡單而又具有一定精度的開環控制系統,也可以在要求更高精度時組成閉環系統。

步距角θ可用下式計算: θ360°/(Zr×m)   式中Zr是轉子齒數;m是執行拍數。

步進電機特性及步距角計算方法20090505日 星期二 22:13步進電機作為執行元件,是機電一體化的關鍵產品之一, 廣泛應用在各種自動化控制系統中。隨著微電子和計算機技術的發展,步進電機的需求量與日俱增,在各個國民經濟領域都有應用。 步進電機是一種將電脈衝轉化為角位移的執行機構。當步進驅動器接收到一個脈衝訊號,它就驅動步進電機按設定的方向轉動一個固定的角度(稱為步距角”),它的旋轉是以固定的角度一步一步執行的。可以通過控制脈衝個數來控制角位移量,從而達到準確定位的目的;同時可以通過控制脈衝頻率來控制電機轉動的速度和加速度,從而達到調速的目的。步進電機可以作為一種控制用的特種電機,利用其沒有積累誤差(精度為100%)的特點,廣泛應用於各種開環控制。 現在比較常用的步進電機包括反應式步進電機(VR)、永磁式步進電機(PM)、混合式步進電機(HB)和單相式步進電機等。 永磁式步進電機一般為兩相,轉矩和體積較小,步進角一般為7.5度 或15度; 反應式步進電機一般為三相,可實現大轉矩輸出,步進角一般為1.5度,但噪聲和振動都很大。反應式步進電機的轉子磁路由軟磁材料製成,定子上有多相勵磁繞組,利用磁導的變化產生轉矩。 混合式步進電機是指混合了永磁式和反應式的優點。它又分為兩相和五相:兩相步進角一般為1.8度而五相步進角一般為 0.72度。這種步進電機的應用最為廣泛,也是本次細分驅動方案所選用的步進電機。 步進電機的一些基本引數: 電機固有步距角: 它表示控制系統每發一個步進脈衝訊號,電機所轉動的角度。電機出廠時給出了一個步距角的值,如SL86S2114A型電機給出的值為0.9°/1.8°(表示半步工作時為0.9°、整步工作時為1.8°),這個步距角可以稱之為電機固有步距角,它不一定是電機實際工作時的真正步距角,真正的步距角和驅動器有關。 步進電機的相數: 是指電機內部的線圈組數,目前常用的有二相、三相、四相、五相步進電機。電機相數不同,其步距角也不同,一般二相電機的步距角為0.9°/1.8°、三相的為0.75°/1.5°、五相的為0.36°/0.72° 。在沒有細分驅動器時,使用者主要靠選擇不同相數的步進電機來滿足自己步距角的要求。如果使用細分驅動器,則相數將變得沒有意義,使用者只需在驅動器上改變細分數,就可以改變步距角。 保持轉矩(HOLDING TORQUE): 是指步進電機通電但沒有轉動時,定子鎖住轉子的力矩。它是步進電機最重要的引數之一,通常步進電機在低速時的力矩接近保持轉矩。由於步進電機的輸出力矩隨速度的增大而不斷衰減,輸出功率也隨速度的增大而變化,所以保持轉矩就成為了衡量步進電機最重要的引數之一。比如,當人們說2N.m的步進電機,在沒有特殊說明的情況下是指保持轉矩為2N.m的步進電機。 DETENT TORQUE: 是指步進電機沒有通電的情況下,定子鎖住轉子的力矩。DETENT TORQUE 在國內沒有統一的翻譯方式,容易使大家產生誤解;由於反應式步進電機的轉子不是永磁材料,所以它沒有DETENT TORQUE。 步進電機的一些特點: 1.一般步進電機的精度為步進角的3-5%,且不累積。 2.步進電機外表允許的最高溫度。 步進電機溫度過高首先會使電機的磁性材料退磁,從而導致力矩下降乃至於失步,因此電機外表允許的最高溫度應取決於不同電機磁性材料的退磁點;一般來講,磁性材料的退磁點都在攝氏130度以上,有的甚至高達攝氏200度以上,所以步進電機外表溫度在攝氏80-90度完全正常。 3.步進電機的力矩會隨轉速的升高而下降。 當步進電機轉動時,電機各相繞組的電感將形成一個反向電動勢;頻率越高,反向電動勢越大。在它的作用下,電機隨頻率(或速度)的增大而相電流減小,從而導致力矩下降。 4.步進電機低速時可以正常運轉,但若高於一定速度就無法啟動,並伴有嘯叫聲。 步進電機有一個技術引數:空載啟動頻率,即步進電機在空載情況下能夠正常啟動的脈衝頻率,如果脈衝頻率高於該值,電機不能正常啟動,可能發生丟步或堵轉。在有負載的情況下,啟動頻率應更低。如果要使電機達到高速轉動,脈衝頻率應該有加速過程,即啟動頻率較低,然後按一定加速度升到所希望的高頻(電機轉速從低速升到高速)。 步進電動機以其顯著的特點,在數字化製造時代發揮著重大的用途。伴隨著不同的數字化技術的發展以及步進電機本身技術的提高,步進電機將會在更多的領域得到應用。

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