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arduino: EasyDriver步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器

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樓主
ID:81203 發(fā)表于 2015-5-26 18:20 | 只看該作者 回帖獎(jiǎng)勵(lì) |正序?yàn)g覽 |閱讀模式
簡(jiǎn)介:
    介紹一個(gè)簡(jiǎn)單的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器方案,原作者公開發(fā)布自己的設(shè)計(jì),包括原理圖、接線、原材料清單。
描述
    Bruce Shapiro找我來搞了個(gè)UBW項(xiàng)目(使用USB接口的驅(qū)動(dòng)板),以解決他電腦上沒有并行接口的問題。UBW的設(shè)計(jì)遠(yuǎn)超出我的期望。除了達(dá)成最初的設(shè)計(jì)目標(biāo),它同樣可以作為其它各種形式的固件的很好的平臺(tái)。但還是有個(gè)問題!Bruce過去在他的雞蛋機(jī)器人課程上使用UCN5804B步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)板,因?yàn)樗苋菀着浜蠈?shí)驗(yàn)電路板,并且簡(jiǎn)單易用。不幸的是,它們現(xiàn)在要17美元一個(gè),還很難找到。Bruce希望我能設(shè)計(jì)制作一款同樣能搭載在實(shí)驗(yàn)電路板上的替代品,仍然只需要兩條輸入線(步數(shù)和方向),能驅(qū)動(dòng)兩極步進(jìn)電機(jī)。于是就有了EasyDriver的設(shè)計(jì)。
簡(jiǎn)介
    每個(gè)EasyDriver 能夠?yàn)閮杉?jí)步進(jìn)電機(jī)提供大約每相750mA的驅(qū)動(dòng)。它被設(shè)置為固定的8步細(xì)分模式。(所以如果你的電機(jī)是每圈200步,你使用EasyDriver時(shí)為每圈1600步)。這是一種基于Allegro A3967驅(qū)動(dòng)芯片的細(xì)分?jǐn)嗦菲。?duì)于此設(shè)計(jì)的完整規(guī)格,請(qǐng)查閱A3967的參數(shù)表。它的最大電流從150mA到750mA。它可以采用最大驅(qū)動(dòng)電壓大概是30V,其中包括板載5V的調(diào)壓器,所以只需要一個(gè)電源。質(zhì)優(yōu)價(jià)廉,這玩意兒只要10美元,比你自己制作電路板更便宜。
    我并不出售EasyDriver。這項(xiàng)設(shè)計(jì)和UBW一樣是免費(fèi)向公眾發(fā)布的。任何人可以參考本頁所述的設(shè)計(jì)方案并隨心所欲的改動(dòng)。我會(huì)提供原理圖、電路板布局,還有原材料清單和如何制作和使用這一方案的說明。
    不過,你也可以在SparkFun上買到EasyDriver成品,15美元一個(gè)。
狀態(tài)
(09/17/08)Daniel Thompson已經(jīng)寫了一個(gè)絕妙的教程(包含視頻),配合Arduino使用EasyDriver來驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)!謝謝Daniel!
注意:很多人在電源、EasyDriver和Arduino未接地的情況下進(jìn)行嘗試。這可能會(huì)失效!所以先確認(rèn)下接地吧,這樣更容易成功。
(5/23/07)增加了V3方案的文檔。
(4/6/07)建立最初的網(wǎng)頁,放出了EasyDriver的V1、V2、V3的設(shè)計(jì)修訂。

EasyDriver V1 - 這是第一次嘗試. 我在 BatchPCB (強(qiáng)烈推薦)制作了兩片. 它工作得很好,但是因?yàn)榘遄犹“l(fā)熱量太大。并且沒有可調(diào)的電流限制和5V調(diào)節(jié)器。
EasyDriver V2 - 這是第二次嘗試。我在 Futurlec制作了一些,沒有用焊接掩;蛘呓z網(wǎng)印刷。這塊板子比V1要大了一倍,散熱好多了。 加上了5V的調(diào)壓器,新增了可變的電流限制。
EasyDriver V3 - 對(duì)V2的優(yōu)化設(shè)計(jì),板載了可變電流限制,轉(zhuǎn)為0603組件。因?yàn)閷?duì)于V2的設(shè)計(jì)還是挺有信心的,我就沒有實(shí)際制作過V3。
說明:
Q) 我怎么來調(diào)節(jié)可變的電流限制?
A) 運(yùn)行 R6 - 那個(gè) 10K 的電流限制組件 :) 其一,它會(huì)告訴驅(qū)動(dòng)芯片提供每線圈750mA(通過線圈電阻和輸入電壓);其二,每線圈150mA。
Q) 我能用EasyDriver來驅(qū)動(dòng)何種電機(jī)?
A) EasyDriver所基于的Allegro 3967是一種兩級(jí)驅(qū)動(dòng)器。這意味著它有一個(gè)內(nèi)置的H橋,通過單個(gè)或兩個(gè)線圈來傳輸電流。你可以使用4線、6線或8線步進(jìn)電機(jī)。唯一不能使用的是5線步進(jìn)電機(jī)。(它需要單級(jí)驅(qū)動(dòng)器)
Q) 為什么EasyDriver這么熱?
A) PWM(脈沖寬度調(diào)制)電流限制驅(qū)動(dòng)器(所以叫做 '砍刀' 驅(qū)動(dòng)器)會(huì)很快的開啟和關(guān)閉線圈電流。這保證了最大的總電流(由R6控制)始終是通過步進(jìn)電機(jī)的線圈的,即使它沒動(dòng)作。這正是EasyDriver的工作方式。這意味著驅(qū)動(dòng)器持續(xù)的通過大量電流,同時(shí)它內(nèi)部的電阻并不為零,所以會(huì)發(fā)熱。如果你把R6調(diào)到每線圈通過750mA,整個(gè)EasyDriver就會(huì)燙手了。我是不會(huì)把手指放上去(摸它燙不燙)的,不過確實(shí)是很熱。(在最低值-大約每線圈150mA-僅僅是微微發(fā)熱)你覺得有必要的話可以在上面加個(gè)小風(fēng)扇。但是不用害怕,驅(qū)動(dòng)器芯片在165攝氏度會(huì)自動(dòng)切斷,它是自保護(hù)的。V3有相當(dāng)一部分銅片,加快散熱,情況比V1要好多了。
Q) 我能用什么硬件/軟件來測(cè)試EasyDriver?
A) 很快,我會(huì)發(fā)布一個(gè)Liberty Basic 示例代碼,通過一塊UBW板或者并行接口來一次測(cè)試4塊EasyDriver。
Q) 我怎么才能連接EasyDriver?
A) EasyDriver上所有的9針都在一個(gè).100" 方陣?yán)。這意味著可以插入一塊實(shí)驗(yàn)電路板。當(dāng)你將其插入一塊實(shí)驗(yàn)板,你可以將你的步進(jìn)電機(jī)插入四個(gè)電機(jī)針腳(JP4),你的5V-30V電源插到GND和 V+針(JP1),你的步數(shù)和方向信號(hào)連接到STP和DIR針(J3)。左下角的GND針腳只是用來做結(jié)構(gòu)支撐的,但是你需要的話也可用于接地。你也可以做一個(gè)簡(jiǎn)單的帶.100" 方陣母接頭的連接線(比如調(diào)試樣機(jī)時(shí))。這樣就很容易把很多EasyDriver和步進(jìn)電機(jī)連接起來了。
注意我在EasyDriver V3絲網(wǎng)印刷是有一些錯(cuò)誤,STEP針沒有標(biāo)記,電機(jī)線圈輸入針也標(biāo)記不清。請(qǐng)參考下圖:
Q) 僅僅為了使用A3967芯片需要這么多工作啊。我不能直接把A3967焊接在我自己的電路板上嗎?這樣多省錢。
A) 當(dāng)然。(笑)EasyDriver是提供給那些不介意花點(diǎn)小錢,省得麻煩自己去制作電路板來支持驅(qū)動(dòng)芯片的人。是提供給那些需要得到一個(gè)可用的設(shè)計(jì)方案,而不是親自去試來試去的人。是提供給那些需要搞個(gè)雞蛋機(jī)器人而弄不到5804B芯片的人。如果你正在設(shè)計(jì)自己的電路板,那就不需要EasyDriver 了。直接把芯片放到你自己的電路板上就好了。



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