Как подключить драйвер dm556

Обновлено: 03.07.2024

В этом руководстве вы узнаете, как управлять шаговым двигателем с помощью микрошагового драйвера TB6600 и Arduino. Этот драйвер прост в использовании и может управлять большими шаговыми двигателями, такими как NEMA 23 на 3 А.

Я включил схему подключения и 3 примера кода. В первом примере я покажу вам, как вы можете использовать этот драйвер шагового двигателя без библиотеки Arduino. Этот пример можно использовать, чтобы позволить двигателю вращаться непрерывно. Во втором примере мы рассмотрим, как можно управлять скоростью, количеством оборотов и направлением вращения шагового двигателя. Наконец, мы рассмотрим библиотеку AccelStepper. Эта библиотека довольно проста в использовании и позволяет добавить ускорение и замедление движения шагового двигателя.

После каждого примера я разбираю и объясняю, как работает код, поэтому у вас не должно возникнуть проблем с его изменением в соответствии с вашими потребностями.

Если у вас есть какие-либо вопросы, оставьте комментарий ниже.

Если вы хотите узнать больше о других драйверах шаговых двигателей, вам могут быть полезны приведенные ниже статьи:

Принадлежности

Компоненты оборудования

Инструменты

*Hackaday написал отличную статью о преимуществах использования проволочных наконечников (также известных как наконечники).

Программное обеспечение

О драйвере

Микрошаговый драйвер TB6600 построен на микросхеме Toshiba TB6600HG и может использоваться для управления двухфазными биполярными шаговыми двигателями.

С максимальным непрерывным током 3,5 А драйвер TB6600 может использоваться для управления довольно большими шаговыми двигателями, такими как NEMA 23. Убедитесь, что вы не подключаете к драйверу шаговые двигатели с номинальным током более 3,5 А. .

Драйвер имеет несколько встроенных функций безопасности, таких как перегрузка по току, отключение при пониженном напряжении и защита от перегрева.

Вы можете найти дополнительные характеристики в таблице ниже. Обратите внимание, что точные характеристики и размеры могут немного отличаться у разных производителей. Перед подключением питания всегда читайте техническое описание вашего конкретного драйвера.

Технические характеристики TB6600

Рабочее напряжение	9–42 В
Максимальный выходной ток	4,5 А на фазу, 5,0 А пик 1
Микрошаговое разрешение	полное, 1/2, 1/4, 1/8 и 1/16 2< /td>
Защита	Отключение при низком напряжении, защита от перегрева и перегрузки по току
Габариты	96 x 72 x 28/36 мм
Расстояние между отверстиями	88, ⌀ 5 мм
Стоимость	Проверить цену

1 Это характеристики микросхемы TB6600HG, сам драйвер имеет максимальный номинальный ток 3,5 А и пиковый 4,0 А.
2 См. комментарии к поддельным/обновленным драйверам TB6600 ниже.

Для получения дополнительной информации вы можете ознакомиться с техническим описанием и руководством ниже:

Поддельные или «обновленные» драйверы TB6600

Недавно я разобрал один из заказанных мной драйверов TB6600 и обнаружил, что на самом деле в нем не используется микросхема TB6600HG. Вместо этого использовался гораздо меньший чип TB67S109AFTG, также изготовленный Toshiba. Производительность и характеристики этих чипов схожи, но TB6600HG имеет более высокий номинальный пиковый ток (до 5 А), и это просто гораздо более крупный чип с лучшим общим теплоотводом.

Вы можете купить подлинные драйверы TB6600 на Amazon, например, эту 4-осевую плату драйверов, но в большинстве случаев используется чип TB67S109AFTG. Вы можете сказать, что он использует чип TB6600HG по торчащим из печатной платы контактам, а также он работает только с микрошагом 1/16.

Джим из embeddedtronicsblog провел небольшое тестирование драйверов TB67S109AFTG и обнаружил, что шаговые двигатели работают лучше, чем с драйверами TB6600. Итак, стоит ли вам выбирать настоящий TB6600 или «апгрейд»? Я бы сказал, что это зависит от того, действительно ли вам нужен высокий выходной ток или вы предпочитаете микрошаг до 1/32.

Вы можете найти техническое описание TB67S109AFTG ниже.

Альтернативы

Обратите внимание, что TB6600 — это аналоговый драйвер. В последние годы цифровые драйверы, такие как DM556 или DM542, стали намного доступнее. Цифровые драйверы обычно дают гораздо лучшую производительность и более тихую работу. Они могут быть подключены и управляться так же, как TB6600, так что вы можете легко обновить свою систему позже.

Я использовал драйверы DM556 для своего самодельного фрезерного станка с ЧПУ, и они прекрасно работают уже несколько лет.

TB6600 и TB6560

При покупке драйвера шагового двигателя TB6600 вы, вероятно, встретите немного более дешевый драйвер TB6560. Этим драйвером можно управлять с помощью того же кода/проводки, но есть некоторые ключевые отличия.

*Драйверы, использующие микросхему TB67S109AFTG.

Таким образом, основные отличия заключаются в более высоком максимальном напряжении, более высоком максимальном токе и микрошаге до 1/32. TB6600 также имеет лучший радиатор и более приятный общий форм-фактор.Если вы хотите управлять более крупными шаговыми двигателями или вам нужно более высокое разрешение, я рекомендую использовать TB6600.

Проводка — подключение TB6600 к шаговому двигателю и Arduino

Подключить драйвер шагового двигателя TB6600 к Arduino и шаговому двигателю довольно просто. На приведенной ниже схеме соединений показано, какие соединения необходимо выполнить.

Драйвер шагового двигателя TB6600 с Arduino UNO и схема подключения шагового двигателя

В этом руководстве мы будем подключать драйвер в конфигурации с общим катодом. Это означает, что мы подключаем все отрицательные стороны разъемов управляющих сигналов к земле.

Подключения также приведены в таблице ниже:

Соединения TB6600

TB6600	Соединение
VCC	9–42 VDC
GND	Заземление источника питания
ENA-	Нет подключен
ENA+	Не подключен
DIR-	Arduino GND
DIR+	Контакт 2 Arduino
PUL-	Arduino GND
PUL+	Контакт 3 Arduino
A-, A+	Шаговый двигатель катушки 1
B-, B+	Шаговый двигатель катушки 2

Обратите внимание, что мы оставили контакты включения (ENA- и ENA+) отключенными. Это означает, что контакт включения всегда НИЗКИЙ, а драйвер всегда включен.

Как определить правильную проводку шагового двигателя?

Если вы не можете найти техническое описание своего шагового двигателя, может быть сложно понять, какой цвет провода куда идет. Я использую следующий трюк, чтобы определить, как подключить 4-проводные биполярные шаговые двигатели:

Единственное, что вам нужно определить, это две пары проводов, которые подключены к двум катушкам двигателя. Провода от одной катушки подключаются к A- и A+, а от другой к B- и B+, полярность значения не имеет.

Чтобы найти два провода от одной катушки, выполните следующие действия при отключенном двигателе:

Попробуйте провернуть вал шагового двигателя вручную и обратите внимание, как тяжело он вращается.
Теперь выберите случайную пару проводов от двигателя и соедините оголенные концы вместе.
Затем, удерживая концы вместе, попробуйте снова повернуть вал шагового двигателя.

Если вы чувствуете сильное сопротивление, вы нашли пару проводов от одной катушки. Если вы все еще можете свободно вращать вал, попробуйте другую пару проводов. Теперь подключите две катушки к контактам, показанным на схеме выше.

Настройки микрошага TB6600

Шаговые двигатели обычно имеют размер шага 1,8° или 200 шагов на оборот, это относится к полным шагам. Микрошаговый драйвер, такой как TB6600, обеспечивает более высокое разрешение за счет размещения промежуточных шагов. Это достигается за счет питания катушек промежуточными уровнями тока.

Например, управление двигателем в режиме 1/2 шага даст двигателю с 200 шагами на оборот 400 микрошагов на оборот.

Вы можете изменить настройки микрошага TB6600, включив или выключив микропереключатели на драйвере. Подробнее см. в таблице ниже. Убедитесь, что драйвер не подключен к источнику питания, когда вы регулируете DIP-переключатели!

Обратите внимание, что эти настройки относятся к микрошаговым драйверам 1/32 с чипом TB67S109AFTG. Почти все драйверы TB6600, которые вы можете купить в настоящее время, используют этот чип. Как правило, вы также можете найти таблицу с микрошагом и текущими настройками на корпусе драйвера.

Таблица микрошагов

S1	S2	S3	Разрешение микрошага
ВКЛ	ВКЛ	ВКЛ	НЗ
ВКЛ	ВКЛ	ВЫКЛ	Полный шаг
ВКЛ	ВЫКЛ	ВКЛ	1/2 шага
ВЫКЛ	ВКЛ	ВКЛ	1/2 шага
ВКЛ	ВЫКЛ	ВЫКЛ	1/4 шага
ВЫКЛ	ВКЛ	ВЫКЛ	1/8 шага
ВЫКЛ	ВЫКЛ	ВКЛ	1/16 шага
ВЫКЛ	OFF	OFF	1/32 шага

Вообще говоря, меньший микрошаг обеспечивает более плавную и тихую работу. Однако это ограничит максимальную скорость, которую вы можете достичь при управлении драйвером шагового двигателя с помощью Arduino.

Текущие настройки TB6600

Вы можете отрегулировать ток, подаваемый на двигатель во время его работы, включив или выключив микропереключатели S4, S5 и S6. Я рекомендую начинать с уровня тока 1 А. Если ваш двигатель пропускает шаги или глохнет, вы всегда можете увеличить уровень тока позже.

Текущая таблица

< tr>< td>2.8

Ток (А)	Пиковый ток	S4	S5	S6
0,5	0,7	ВКЛ	ВКЛ	ВКЛ
1.0	1.2	ВКЛ	ВЫКЛ	ВКЛ
1.5	1.7	ВКЛ	ВКЛ	ВЫКЛ
2.0	2.2	ВКЛ	ВЫКЛ	ВЫКЛ
2.5	2.7	ВЫКЛ	ВКЛ	ВКЛ
2.9	ВЫКЛ	ВЫКЛ	ВКЛ
3.0	3.2	ВЫКЛ	ВКЛ	ВЫКЛ
3.5	4.0	ВЫКЛ	ВЫКЛ	ВЫКЛ

Базовый TB6600 с примером кода Arduino

С помощью следующего эскиза вы можете проверить функциональность драйвера шагового двигателя. Он просто позволяет двигателю вращаться с фиксированной скоростью.

Вы можете загрузить код на Arduino с помощью Arduino IDE. Для этого конкретного примера вам не нужно устанавливать какие-либо библиотеки.

В следующем примере мы рассмотрим управление скоростью, числом оборотов и направлением вращения шагового двигателя.

Вы можете скопировать код, нажав кнопку в правом верхнем углу поля кода.

Как видите, код очень короткий и очень простой. Чтобы запустить шаговый двигатель, многого не нужно!

Объяснение кода

Скетч начинается с определения контактов шага (PUL+) и направления (DIR+). Я подключил их к контактам 3 и 2 Arduino.

В разделе кода setup() все контакты управления двигателем объявлены как цифровые ВЫХОДЫ с функцией pinMode(pin, mode) . Я также установил направление вращения шагового двигателя, установив вывод направления в состояние HIGH. Для этого мы используем функцию digitalWrite(pin, value) .

В разделе кода loop() мы позволяем драйверу выполнить один шаг, посылая импульс на контакт шага. Поскольку код в секции цикла повторяется непрерывно, шаговый двигатель начнет вращаться с фиксированной скоростью. В следующем примере вы увидите, как можно изменить скорость двигателя.

2. Пример кода для управления вращением, скоростью и направлением

Этот скетч управляет скоростью, количеством оборотов и направлением вращения шагового двигателя.

Как работает код:

Помимо настройки подключения шагового двигателя, я также определил константу stepsPerRevolution. Поскольку я установил драйвер в режим микрошага 1/8, я установил его на 1600 шагов на оборот (для стандартного шагового двигателя на 200 шагов на оборот). Измените это значение, если ваши настройки отличаются.

Секция setup() такая же, как и раньше, только нам пока не нужно определять направление вращения.

В разделе кода loop() мы позволяем двигателю медленно вращаться на один оборот по часовой стрелке и на один оборот быстро против часовой стрелки. Далее мы позволяем двигателю вращаться по 5 оборотов в каждую сторону с высокой скоростью. Так как же контролировать скорость, направление вращения и количество оборотов?

Управление направлением вращения:

Для управления направлением вращения шагового двигателя мы устанавливаем вывод DIR (направление) либо в ВЫСОКИЙ, либо в НИЗКИЙ уровень. Для этого мы используем функцию digitalWrite(). В зависимости от того, как вы подключили шаговый двигатель, установка высокого уровня на выводе DIR позволит двигателю вращаться по часовой стрелке или против часовой стрелки.

Управление количеством шагов или оборотов:

В этом примерном скетче циклы for управляют количеством шагов, которые делает шаговый двигатель. Код в цикле for приводит к 1 (микро)шагу шагового двигателя. Поскольку код в цикле выполняется 1600 раз (stepsPerRevolution), получается 1 оборот. В последних двух циклах код в цикле for выполняется 8000 раз, что приводит к 8000 (микро)шагам или 5 оборотам.

Обратите внимание, что вы можете изменить второй член цикла for на любое количество шагов. for(int i = 0; я дал бы 800 шагов или половину оборота.

Скорость управления:

Скорость шагового двигателя определяется частотой импульсов, которые мы отправляем на вывод STEP. Чем выше частота, тем быстрее работает двигатель. Вы можете контролировать частоту импульсов, изменив delayMicroseconds() в коде. Чем короче задержка, тем выше частота и тем быстрее работает двигатель.

Установка библиотеки AccelStepper

Библиотека AccelStepper, написанная Майком Макколи, — это великолепная библиотека для вашего проекта. Одним из преимуществ является то, что он поддерживает ускорение и замедление, но у него есть и много других приятных функций.

Вы можете загрузить последнюю версию этой библиотеки здесь или нажать кнопку ниже.

Вы можете установить библиотеку, выбрав Sketch > Include Library > Add .ZIP Library… в Arduino IDE.

Еще один вариант — перейти в Инструменты > Управление библиотеками… или нажать Ctrl + Shift + I в Windows. Менеджер библиотек откроет и обновит список установленных библиотек.

Вы можете выполнить поиск по слову «accelstepper» и найти библиотеку Майка Макколи. Выберите последнюю версию и нажмите «Установить».

3. Пример кода AccelStepper

С помощью следующего эскиза вы можете добавить ускорение и замедление к движениям шагового двигателя без какого-либо сложного кодирования. В следующем примере двигатель будет вращаться вперед и назад со скоростью 1000 шагов в секунду и ускорением 500 шагов в секунду в квадрате.

Обратите внимание, что я все еще использую драйвер в режиме микрошага 1/8. Если вы используете другую настройку, поэкспериментируйте с настройками скорости и ускорения.

Объяснение кода:

Следующим шагом является определение соединений TB6600 с Arduino и типа интерфейса двигателя. Тип моторного интерфейса должен быть установлен на 1 при использовании драйвера шага и направления. Здесь вы можете найти другие типы интерфейсов.

Затем вам нужно создать новый экземпляр класса AccelStepper с соответствующим типом интерфейса двигателя и соединениями.

В данном случае я назвал шаговый двигатель «шаговым», но вы можете использовать и другие имена, например «z_motor» или «liftmotor» и т. д. AccelStepper liftmotor = AccelStepper(motorInterfaceType, stepPin, dirPin); . Имя, которое вы даете шаговому двигателю, будет использоваться позже для установки скорости, положения и ускорения для этого конкретного двигателя. Вы можете создать несколько экземпляров класса AccelStepper с разными именами и выводами. Это позволяет легко управлять двумя или более шаговыми двигателями одновременно.

В setup(), помимо максимальной скорости, нам нужно определить ускорение/замедление. Для этого мы используем функции setMaxSpeed() и setAcceleration().

Если вы хотите увидеть больше примеров для библиотеки AccelStepper, ознакомьтесь с моим руководством по драйверу шагового двигателя A4988:

Заключение

В этой статье я показал вам, как управлять шаговым двигателем с помощью драйвера шагового двигателя TB6600 и Arduino. Надеюсь, вы нашли его полезным и информативным. Если да, поделитесь ей с другом, который тоже любит электронику и мастерить!

Мне бы хотелось узнать, какие проекты вы планируете реализовать (или уже создали) с помощью этого драйвера. Если у вас есть какие-либо вопросы, предложения или вы считаете, что чего-то не хватает в этом руководстве, оставьте комментарий ниже.

При использовании драйверов шагового двигателя с замкнутым контуром они обычно поставляются с правильным драйвером в виде пакета. Поэтому эта информация применима только к шаговым двигателям без обратной связи.

Драйвер шагового двигателя принимает команду перемещения, отправленную от контроллера, и подает питание на шаговый двигатель. Проще говоря, это переключение источника питания с более высоким напряжением на источник с низким напряжением.
Драйверы доступны во многих различных типах, и здесь будут обсуждаться лишь некоторые из них.

Тип контроллера, выбранного для управления проектом, повлияет на тип выбранного драйвера.

¶ Встроенные драйверы шаговых двигателей

Если выбран контроллер с постоянными встроенными драйверами (например, дуэт 2 Wi-Fi/Ethernet), это ограничит максимальное напряжение, которое можно использовать для управления шаговыми двигателями. Более высокое напряжение соответствует большей скорости, а более высокий ток соответствует большему крутящему моменту. Ток, который может подаваться на драйверы, также будет ограничен.

¶ Драйверы шаговых двигателей типа Stepstick

Это тип драйверов, используемых в мире 3D-печати. Поскольку в большинстве 3D-принтеров используются двигатели размера Nema 17, напряжение и ток, которые они могут обеспечить, более чем достаточны, но, как и встроенные драйверы шаговых двигателей, они в конечном итоге ограничат тип драйверов, которыми можно управлять.

¶ Внешние драйверы шаговых двигателей

Этот тип драйвера лучше всего подходит для printNC. Некоторые примеры перечислены ниже:

TB6600 — это драйвер, который входит в базовый комплект AliExpress и является хорошим драйвером начального уровня. Он может использоваться с источниками питания постоянного тока до 40 В и может выдавать до 3,5 А (среднеквадратичное значение) (4 А пиковое значение). руководство
DM542 — считается следующим шагом по сравнению с TB6600. Он входит в комплект Aliexpress pro. Он может использоваться с источниками питания постоянного тока напряжением до 45 В и может выдавать до 3,0 А (среднеквадратичное значение) (4,2 А пиковое значение). руководство
DM556 — может использоваться с источниками питания постоянного тока напряжением до 45 В и может выдавать до 4,0 А (среднеквадратичное значение) (5,6 А пиковое значение). руководство
DM860H — он может использоваться с источниками питания постоянного тока напряжением до 62 В и может выдавать до 5,1 А (среднеквадратичное значение) (7,2 А пиковое значение).
Обратите внимание, что здесь находится база данных о шагах для различных драйверов.

¶ резюме

"В качестве предостережения следует отметить, что некоторые производители [] приводов рекламируют уровни тока выходной фазы своего продукта как пиковое значение, использование более высоких значений обычно является маркетинговой тактикой. Для непрерывной работы двигателя в условиях комнатной температуры необходимо установите среднеквадратичное значение выходного тока преобразователя частоты равным номинальному среднеквадратичному току обмотки двигателя» ссылка

¶ Рассчитаны ли шаговые двигатели на пиковый или среднеквадратический ток?

На этикетках двигателей и в паспортах двигателей обычно указывается номинальный ток/фаза. Ампер/фаза указывает, какой средний ток может выдержать каждая обмотка или фаза без перегорания двигателя. Должно быть очевидно, что это значение совпадает со среднеквадратичным значением усилителя. Источник

Шаговые двигатели и линейные приводы на основе шаговых двигателей обычно оцениваются по среднеквадратичным значениям. Источник

Все шаговые двигатели рассчитаны на среднеквадратичное значение тока, и при полном шаге, 200 шагов/об, нет разницы между шаговыми драйверами, выдающими среднеквадратический ток, и драйверами, выдающими пиковый ток. Источник

¶ Но почему рейтинги RMS?

Производители обычно указывают среднеквадратичное значение, поскольку среднеквадратичное значение тока является постоянным независимо от количества микрошагов. Источник Кроме того, повреждение шаговых двигателей происходит из-за перегрева. Тепло генерируется среднеквадратичным током, а не пиковым током.

Motor1, PK299-E4.5A (НОМИНАЛЬНЫЙ ТОК A/ФАЗ) < u>Биполярный (параллельный) 6,2 А Биполярный (последовательный) 3,18 А Однополярный 4,5 А	ЦИФРОВОЙ ДРАЙВЕР DM860 ССЫЛКА Ток - Пиковый ток . 4,28А ---- 5,14А 4,86А ----- 5,83А 5,43А ----- 6,52А 6,00А ----- 7,20 A
Motor2, M60STH88 (НОМИНАЛЬНЫЙ ТОК A / ФАЗ) Биполярный (параллельный) 4,2 А Биполярный (последовательный) 2,1 А Однополярный 3 А	ЦИФРОВОЙ ДРАЙВЕР DM556 Пиковый ток — среднеквадратичное значение тока . 3,8 А ----- 2,7 А 4,3 А ----- 3,1 А 4,9 А ----- 3,5 А 5,6 А ----- 4,0 А

[engineer] «Пиковый ток = 1,3 * RMS, обычно мы устанавливаем RMS для двигателя. Для вашего двигателя 1, PK299-E4.5A, и если тип соединения параллельный, настройка тока на DM860 должна быть 6,00 А ----- 7,20 А. Для двигателя 2 .настройка тока DM556 составляет 5,6 А ----- 4,0 А (для параллельного соединения).

¶ подключение 4-проводных шаговых двигателей к DM542

Двигатели с 4 выводами наименее гибкие, но их проще всего подключить. Скорость и крутящий момент будут зависеть от индуктивности обмотки. При настройке выходного тока драйвера умножьте указанный фазный ток на 1,4, чтобы определить пиковый выходной ток

Настройки двухпозиционного переключателя будут зависеть от ваших драйверов, двигателей и желаемого коэффициента микрошага.

Это руководство предназначено для настройки по умолчанию DM542 и двигателя 3A. ПРИМЕЧАНИЕ. Некоторые переключатели могут быть перевернуты для некоторых драйверов. Проверьте соответствующие настройки в руководстве и/или в таблице драйверов.

¶ Переключатели 1-3

Как показано выше, среднеквадратический ток драйвера устанавливается равным фазному току шагового двигателя (3 А). Поэтому все три переключателя должны быть установлены в положение «ВЫКЛ». Однако для начала (и особенно при использовании пластиковых креплений двигателя) уменьшите ток на 1-2 шага.

¶ Переключатель 4

Переключатель 4 позволяет уменьшить ток (и, следовательно, нагрев) двигателей в состоянии покоя. Чтобы активировать эту функцию, установите положение «ВЫКЛ»

¶ Переключение 5-8

Эти переключатели устанавливают параметры микрошага. Больше микрошагов, как правило, лучше, но очень легко перегрузить контроллер командами, ограничивая максимальную скорость. Надежным советом будет установить микрошаг на 4, 5 или 8.

Вот как выглядит драйвер DM542, работающий с двигателем на 3 А, работающим с 8 микрошагами и активированным снижением тока покоя.

¶ В – Я собираюсь разместить свой заказ, есть какие-то последние мысли о драйверах?

Trader: стоит задать этот вопрос в Discord, чтобы узнать, не возникали ли в последнее время какие-либо проблемы или положительные открытия с данными моделями и поставщиками, но еще один совет: новые сборщики рассмотрят возможность заказа одного дополнительного драйвера при сборке PrintNC. Дополнительные затраты ничтожны, а преимуществ много… Это запасной вариант, он позволяет читать текст драйвера (например, таблицы микропереключателей) после того, как они установлены в корпусе (нехватка места почти всегда означает, что они монтируются вертикально и плотно прилегают к корпусу). промежутками, что делает их чтение невозможным), это дает вам что-то для тестирования новых временных настроек, что-то для использования на тестовом стенде и т. д. и т. д.

¶ В. Как мне узнать, какое положение включено для моих двухпозиционных переключателей?

Логан: Обязательно отметьте, какой путь включен для вашего водителя. В некоторых драйверах я видел перевернутые микропереключатели

gerrg: Хороший звонок

Логан: Для вашего изображения ВЫКЛ — вперед, ВКЛ — назад.

геррг: верно. люди продолжали спрашивать меня, какое направление идет, и я понятия не имел, о чем они говорили. переключатель явно только "НЕТ" или "не НЕТ". ох

¶ В. В чем разница между DM542 и DM556?

@logan: 542 — 50 В, макс. 4,2 А, 556 — 50 В, макс. 5,6 А, хотя входное напряжение — макс. 45 В.

¶ В. Как узнать, какая скорость шага мне нужна?

ballen: скорость шага = (скорость движения/шаг) X (микрошаг X 200).

Таким образом, 100 мм/с при шаге 10 мм и 8 микрошагах требуют для выполнения шага с частотой 16 кГц. Обратите внимание, что скорость перемещения в расчетах указывается в мм/сек, а не в мм/мин, как это чаще используется при обсуждении скоростей подачи. 100 мм/с = 6000 мм/мин.

Шариковые винты 1610 или 2010 в текущей конструкции PrintNC имеют шаг 10 мм, что упрощает расчеты.

Джиттер определяет максимальную скорость шага, поскольку при слишком большом джиттере сигнал одного импульса может накладываться на следующий импульс. Джиттер — это стабильность сигнала.

¶ В. Значит, задержка ПК влияет на то, какой микрошаг можно запустить на драйверах шаговых двигателей?

ballen: Фактически, да. Он определяет, насколько быстро ваш компьютер может надежно отправлять сигнал без возникновения битовых ошибок.

Сетевые платы Mesa, основанные на FPGA, могут работать с более высоким степпингом, что является одной из причин их популярности.

Логан: Ну, я использую 5 микрошагов, потому что это 0,01 мм на шаг, и я не получу большей точности, чем это, так зачем возиться с большим количеством.

¶ В. Есть какие-либо новости о мигающем зеленом индикаторе в расследовании шагового драйвера DM556?

Noot: Интересно, могут ли быть задействованы и активирующие булавки? Мои мигающие зеленые драйверы тоже вращаются - я включаю питание коробки, и пищалка будет часто меняться. Кто-нибудь подключил контакты включения?

Нет: просто прочитайте сообщение на форуме о последовательности включения питания. У меня есть отдельный выключатель питания для моего шагового блока питания. Я попробую включить драйверы после того, как bob/linuxcnc заработает, чтобы посмотреть, будет ли это иметь значение

"Защита от короткого и повышенного напряжения

Когда напряжение питания ниже 13 В переменного тока или +18 В постоянного тока, защита светодиодный индикатор будет мигать."

К сожалению, это из совершенно другого руководства по эксплуатации приводов

gerrg: если я включу свои драйверы отдельно, после Mesa, у меня будет такая же проблема. Кроме того, я попытался подключить + и - к + и - к 5 В и заземлению от платы mesa, и это ничего не изменило для меня

ОБНОВЛЕНИЕ 21 МАЯ 2021 г.: Трейдер: Еще одна точка данных: у меня есть поставляемые в магазине DM556, которые прибыли примерно в конце января, и я только что подключил их к моему блоку питания Cisco, и они работают нормально.

¶ В. Стандартизированы ли настройки (и спецификации) для драйверов DM542 и DM556? Разумно ли смотреть таблицы данных или руководства, которые я могу найти в Интернете, и предполагать, что они применимы к моим (AliExpress или другим) источникам DM542 и DM556?

Джош 🇺🇸 — Это заставит вас сказать «ага», но вот что: за последний месяц я играл с драйверами 4 разных производителей. как только драйверы установлены в моем корпусе, я больше не вижу маркировки краской на верхней части драйвера (инструкции по переключению). У меня появилась привычка просто открывать руководство по DM542 или DM556 на телефоне для настройки микропереключателей. все DM556 не имеют одинаковых настроек DIP-переключателя. DM556, который я сейчас использую, имеет противоположные «текущие» настройки, чем руководство, которое я использовал от Google. потратил много времени, пытаясь добиться идеального выравнивания лицевой панели моего ролика, потому что я не мог понять, почему он останавливается. даже в легких местах. мой ток был на самом низком уровне (по сравнению с самым высоким)

¶ В. Как смонтировать драйверы DM542 и DM556

В: Я сделал эти распечатанные кронштейны для установки драйверов на DIN-рейку, вам они нравятся?

Введение: управление шаговым двигателем Nema с помощью Arduino и шагового микропривода

Многие люди хотят построить себе небольшой станок с ЧПУ. они начали с приводов шагового двигателя, но они уложены в программирование контроллера. В этой инструкции Robokits предоставит ресурсы для управления вашим шаговым двигателем с помощью Arduino. перед программированием мы должны изучить некоторые основы, связанные с шаговым двигателем.

Что такое шаговый двигатель?

Шаговый двигатель – это бесщеточный синхронный электродвигатель, который преобразует цифровые импульсы в механические вращения вала. Каждое вращение шагового двигателя делится на определенное количество шагов, иногда до 200 шагов. Шаговый двигатель должен посылать отдельный импульс для каждого шага. Шаговый двигатель может принимать только один импульс и делать один шаг за раз, и каждый шаг должен быть одинаковой длины. Поскольку каждый импульс приводит к вращению двигателя на точный угол, обычно равный 1,8 градусам, вы можете точно контролировать положение шагового двигателя без какого-либо механизма обратной связи.

По мере увеличения частоты цифровых импульсов от контроллера шаговое движение преобразуется в непрерывное вращение со скоростью вращения, прямо пропорциональной частоте управляющих импульсов.

Типы шаговых двигателей

Существует три типа шаговых двигателей: двигатели с постоянными магнитами, гибридные двигатели и двигатели с переменным сопротивлением. Гибридные шаговые двигатели обеспечивают наибольшую универсальность и сочетают в себе лучшие характеристики шаговых двигателей с переменным сопротивлением и шаговых двигателей с постоянными магнитами. Гибридные шаговые двигатели имеют многозубчатые полюса статора и ротор с постоянными магнитами. Стандартный гибридный шаговый двигатель имеет 200 зубьев ротора и вращается на 1,8 градуса за шаг.

Полушаг означает, что шаговый двигатель вращается со скоростью 400 шагов за оборот (шаги 0,9 градуса x 400 = 360 градусов). Сначала подается питание на одну обмотку, а затем поочередно на две обмотки. Это заставит ротор шагового двигателя переместиться на половину расстояния (0,9 градуса). В полушаговом режиме типичный шаговый двигатель обеспечивает примерно на 30 % меньший крутящий момент, но обеспечивает более плавное движение, чем в полношаговом режиме.

Микрошаг

Микрошаговый режим подает питание на обмотку шагового двигателя таким образом, что количество позиций между полюсами далее подразделяется. Некоторые микрошаговые контроллеры способны делить полный шаг (1,8 градуса) на 256 микрошагов. Это даст 51 200 шагов за один оборот (0,007 град/шаг). Микрошаг обычно применяется в приложениях, требующих точного позиционирования и более плавного движения в широком диапазоне скоростей. Как и в полушаговом режиме, микрошаг снижает крутящий момент примерно на 30 % по сравнению с полношаговым режимом.

Шаговые двигатели идеально подходят для точного перемещения и позиционирования механических устройств. Используя такие методы, как микрошаговое управление, положение вала двигателя можно контролировать с большой точностью.

Шаговые двигатели доступны в широком диапазоне типоразмеров. На маленьком конце шкалы находятся степперы, используемые в приводах DVD и Blu-Ray для позиционирования лазерной головки. На другом конце шкалы находятся огромные степперы, которые могут управлять положением промышленных 3D-принтеров и станков с ЧПУ.

Использование больших шаговых двигателей с Arduino не сильно отличается от использования меньших. Основное отличие заключается в выборе модуля драйвера.

Шаговые двигатели и драйверы

Мы подробно рассмотрели шаговые двигатели в предыдущей статье и видео, поэтому, если вам нужно освежить в памяти, просмотрите предыдущий материал.

В предыдущей статье мы узнали, что шаговые двигатели доступны в двух распространенных конфигурациях проводки: униполярной и биполярной. Большинство больших шаговых двигателей являются биполярными, что означает, что они имеют 4 провода, по два на катушку в сборе.

Биполярные шаговые двигатели могут управляться с помощью специальных модулей или Н-мостов. В предыдущей статье мы использовали модуль шагового двигателя A4988 и H-мост L298N для управления биполярными шаговыми двигателями, а плату Arduino — для управления обычным двигателем размера NEMA 17.

Чтобы использовать более крупный шаговый двигатель, нам понадобится более крупный драйвер или H-мост, способный выдерживать ток, который потребуется нашему двигателю.

Технические характеристики двигателя

Давайте посмотрим на характеристики шагового двигателя, который мы собираемся использовать сегодня. Это биполярный шаговый двигатель NEMA 23 от Stepperonline.

Этот двигатель имеет следующие характеристики:

Угол шага: 1,8 градуса
Удерживающий момент: 3,0 Нм (425 унций на дюйм)
Номинальный ток/фаза: 4,2 А.
Напряжение: 3,78 В.
Фазовое сопротивление: 0,9 Ом
Индуктивность: 3,8 мГн ± 20 % (1 кГц)
Размер рамы: 57 x 57 мм.
Длина корпуса: 113 мм
Вес: 1,8 кг.

Как видно по размеру и весу, это БОЛЬШОЙ двигатель!

Большинство спецификаций говорят сами за себя. Но один из них может показаться немного странным.

Напряжение рассчитано на 3,78 В. Что для многих людей может показаться немного мелочью!

Номинальное напряжение НЕ является максимальным напряжением, которое может выдержать шаговый двигатель, и не является рабочим напряжением, которое производитель рекомендует использовать в вашей конструкции. Номинальное напряжение на самом деле является просто математическим расчетом:

ТОК (4,2 А) x СОПРОТИВЛЕНИЕ (0,9 Ом) = НАПРЯЖЕНИЕ (3,78 В)

Если бы вы приложили статическое постоянное напряжение к обмоткам шагового двигателя, вы бы приложили 3,78 В, чтобы получить ток удержания 4,2 А.

В реальной жизни так не делают. Вы посылаете импульсы двигателю, импульсы, на которые влияет индуктивность двигателя по мере увеличения частоты импульсов. Чтобы преодолеть этот эффект, вы применяете более высокое напряжение, чтобы получить тот же ток 4,2 А.

При чтении спецификаций шагового двигателя ключевым параметром, на который следует обратить внимание, является ток, а не напряжение. Вы можете легко управлять этим двигателем с помощью источника питания 36 В, если ваш драйвер двигателя ограничивает ток.

Как только вы узнаете текущие требования, вы можете выбрать источник питания и драйвер двигателя. Имейте в виду, что, поскольку вы будете использовать микрошаговый двигатель, вам потребуется удвоить требования к току, так как у вас часто будут задействованы две катушки одновременно.

Драйверы Microstep

Хотя для управления нашим большим шаговым двигателем можно использовать большой H-мост, чаще используется специальный модуль драйвера, известный как Драйвер микрошага.

Драйверы Microstep доступны с различными номиналами напряжения и тока. Они принимают логические сигналы для управления двигателем и управления его направлением.

Многие распространенные микрошаговые драйверы представляют собой герметичные модули с клеммами и радиаторами. Все они выглядят относительно одинаково, и они подключаются и используются аналогичным образом. Разница между ними заключается в номинальном напряжении и токе.

Микрошаговый драйвер следует выбирать в зависимости от требований к току двигателя. Выбранный вами микрошаговый драйвер будет иметь диапазон рабочих напряжений, от которого будут зависеть требования к напряжению для вашего источника питания.

Обратите внимание, что этот распространенный тип микрошаговых драйверов настраивается с помощью группы DIP-переключателей, расположенных на боковой стороне устройства рядом с клеммами проводки. В корпусе микрошагового драйвера есть все детали, необходимые для правильной установки DIP-переключателей.

Существует две основные группы переключателей:

Текущая группа . Эти переключатели устанавливают максимальный ток, подаваемый на катушки шагового двигателя. Важно, чтобы вы не превышали номинальные параметры двигателя.
Группа Microstep . Эти переключатели определяют, сколько входных импульсов требуется для вращения двигателя на один оборот. Не для всех шаговых двигателей можно использовать микрошаги при экстремальных настройках.

Прежде чем приступить к экспериментам, было бы неплохо установить переключатели тока в соответствии с вашим шаговым двигателем.

Некоторые модули микрошаговых драйверов, такие как модуль MA860H, который я использовал в экспериментах, могут принимать как переменное, так и постоянное напряжение для источника питания. Требования к напряжению и диапазоны для вашего микрошагового драйвера будут напечатаны на его корпусе.

При установке микрошагового драйвера на постоянное место обязательно предусмотрите рассеивание тепла. Эти модули драйверов имеют большие радиаторы, на моем тоже есть вентилятор. Вы также захотите обеспечить рассеивание тепла для шагового двигателя, так как они могут сильно нагреваться при работе под большой нагрузкой.

Демонстрация Arduino

Микроконтроллер, такой как Arduino, — идеальный способ управления шаговым двигателем с помощью микрошагового модуля.

Требования к модулю microstep на самом деле довольно просты. Он использует три управляющих сигнала, все они входные:

PUL — это импульс, который приводит в действие двигатель.
DIR — это логический сигнал для установки направления вращения двигателя.
ENA — это сигнал включения,

В большинстве установок вы можете игнорировать подключения ENA (Enable) и оставить их плавающими, в результате модуль всегда будет включен. Вы можете использовать соединение ENA, если хотите внедрить систему аварийной остановки или выключения.

Подключение Arduino и шагового двигателя

Обратите внимание, что мы управляем отрицательными входами модулей, а не положительными. Все положительные входы подключены к 5-вольтовому выходу Arduino.

Это может показаться странным, потому что входы на модулях на самом деле являются симметричными входами, которые принимают от 5 до 24 вольт (по крайней мере, так было в спецификации моего модуля).

Сбалансированные входы используются для подключения длинных неэкранированных витых пар в промышленной среде с большим количеством электрических помех. Пока мы сохраняем короткие соединения, мы можем использовать нашу Arduino в несбалансированной конфигурации проводки.

Вы также заметите, что я добавил потенциометр и кнопочный переключатель. Потенциометр будет управлять скоростью шагового двигателя, а кнопка изменит его направление.

На схеме я показываю источник питания 24 В, поскольку именно его я использовал для испытаний двигателя. Вы должны использовать источник питания, который подходит для вашего микрошагового драйвера, как упоминалось ранее, он также может быть трансформатором переменного тока вместо источника питания постоянного тока, если ваш модуль принимает питание переменного тока.

Читайте также: