MicroPython TPYBoard v102 驅(qū)動(dòng)28BYJ-48步進(jìn)電機(jī)

ID:130183 · 發(fā)表于 2018-7-27 16:57

實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br />
了解步進(jìn)電機(jī)的工作原理
學(xué)習(xí)步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)方法

實(shí)驗(yàn)器材

TPYBoard v102 1塊
微型步進(jìn)電機(jī)（28BYJ-48） 1個(gè)
步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)板（ULN2003APG） 1塊
micro USB數(shù)據(jù)線 1條
杜邦線若干
步進(jìn)電機(jī)的介紹
本次實(shí)驗(yàn)采用的是28BYJ-48 四相八拍電機(jī)，電壓DC5V~12V。

24BYJ48名稱的含義：
24：電機(jī)外徑24mm
B：步進(jìn)電機(jī)中步字的拼音首字母
Y：永磁中永字的拼音首字母
J：減速的減字拼音首字母
48：四相8步

實(shí)物圖

工作原理

步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制電機(jī)，是現(xiàn)代數(shù)字程序控制系統(tǒng)中的主要執(zhí)行元件，應(yīng)用極為廣泛。在非超載的情況下，電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號(hào)的頻率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載變化的影響，當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號(hào)，它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度，稱為“步距角”，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運(yùn)行的�？梢酝ㄟ^(guò)控制脈沖個(gè)數(shù)來(lái)控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的；同時(shí)可以通過(guò)控制脈沖頻率來(lái)控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。

28BYJ-48 步進(jìn)電機(jī)參數(shù)表

上表中啟動(dòng)頻率≥550 P.P.S（每秒脈沖數(shù)），意思是要想正常啟動(dòng)，需要單片機(jī)每秒至少給出550個(gè)步進(jìn)脈沖。那么每一節(jié)拍需要持續(xù)的時(shí)間就是1S/550≈1.8ms，所以控制節(jié)拍刷新的速率應(yīng)大約1.8ms。
驅(qū)動(dòng)原理
當(dāng)連續(xù)不斷的給電機(jī)發(fā)送控制脈沖時(shí)，電機(jī)就會(huì)不斷的轉(zhuǎn)動(dòng)。每一個(gè)脈沖信號(hào)對(duì)應(yīng)步進(jìn)電機(jī)的某一相或兩相繞組的通電狀態(tài)改變一次，對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)子就會(huì)轉(zhuǎn)過(guò)一定的角度（步距角）。當(dāng)通電狀態(tài)的改變完成一個(gè)循環(huán)時(shí)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)齒距。
四相步進(jìn)電機(jī)可以在不同的通電方式下運(yùn)行，常見的通電方式：
四拍（單相繞組通電）：A-B-C-D-A…
雙四拍（雙相繞組通電）：AB-BC-CD-DA-AB-...
八拍： A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A…

模擬效果圖

硬件連接

將步進(jìn)電機(jī)白色接頭插到驅(qū)動(dòng)板對(duì)應(yīng)的座子上即可。
TPYBoard v102驅(qū)動(dòng)板與驅(qū)動(dòng)板的接線圖，如下：

程序源碼如下：

# main.py -- put your code here!
import pyb
from pyb import Pin
Pin_All=[Pin(p,Pin.OUT_PP) for p in ['X1','X2','X3','X4']]
#轉(zhuǎn)速(ms) 數(shù)值越大轉(zhuǎn)速越慢最小值1.8ms
speed=2
STEPER_ROUND=512 #轉(zhuǎn)動(dòng)一圈(360度)的周期
ANGLE_PER_ROUND=STEPER_ROUND/360 #轉(zhuǎn)動(dòng)1度的周期
print('ANGLE_PER_ROUND:',ANGLE_PER_ROUND)
def SteperWriteData(data):
count=0
for i in data:
Pin_All[count].value(i)
count+=1
def SteperFrontTurn():
global speed
SteperWriteData([1,1,0,0])
pyb.delay(speed)
SteperWriteData([0,1,1,0])
pyb.delay(speed)
SteperWriteData([0,0,1,1])
pyb.delay(speed)
SteperWriteData([1,0,0,1])
pyb.delay(speed)
def SteperBackTurn():
global speed
SteperWriteData([1,1,0,0])
pyb.delay(speed)
SteperWriteData([1,0,0,1])
pyb.delay(speed)
SteperWriteData([0,0,1,1])
pyb.delay(speed)
SteperWriteData([0,1,1,0])
pyb.delay(speed)
def SteperStop():
SteperWriteData([0,0,0,0])
def SteperRun(angle):
global ANGLE_PER_ROUND
val=ANGLE_PER_ROUND*abs(angle)
if(angle>0):
for i in range(0,val):
SteperFrontTurn()
else:
for i in range(0,val):
SteperBackTurn()
angle = 0
SteperStop()
if __name__=='__main__':
SteperRun(180)
SteperRun(-180)

復(fù)制代碼

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