Avtoargon.ru

АвтоАргон
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое шаговый двигатель простая схема

Архив метки: шаговый двигатель

На данной странице представлены проекты, в которых используются шаговые двигатели различных типоразмеров и конструкций, от самых маленьких до более мощных

Подключение шагового двигателя к Raspberry Pi

Raspberry Pi в настоящее время является одной из самых популярных плат, используемых энтузиастами в области электроники. Основанная на процессоре с архитектурой ARM, она является очень удобной для реализации различных проектов в тематике интернета вещей (Internet of Things, IoT). Но прежде … Читать далее →

Управление шаговым двигателем NEMA 17 с помощью Arduino и драйвера A4988

Шаговые двигатели – это разновидность двигателей постоянного тока, в которых перемещение ротора происходит небольшими дискретными шагами. В настоящее время шаговые двигатели находят очень широкое применение – начиная от камер наблюдения и заканчивая сложными роботами и механизмами. Чтобы лучше понять материал … Читать далее →

Управление шаговым двигателем NEMA 17 с помощью Arduino и драйвера DRV8825

Шаговые двигатели – это разновидность двигателей постоянного тока, в которых перемещение ротора происходит небольшими дискретными шагами. В настоящее время шаговые двигатели находят очень широкое применение – начиная от камер наблюдения и заканчивая сложными роботами и механизмами. Рассматриваемый в данной статье … Читать далее →

Управление шаговым двигателем с помощью MATLAB и Arduino

Шаговые двигатели представляют собой бесколлекторные (бесщёточные) электродвигатели постоянного тока, которые вращаются небольшими дискретными шагами и являются лучшим выбором для многих приложений, в которых требуется прецизионное (точное) управление чем либо. Также шаговые двигатели обеспечивают большой крутящий момент на низких скоростях, что … Читать далее →

Аналоговый спидометр на основе Arduino и инфракрасного датчика

Измерение скорости движущегося транспортного средства всегда было интересной задачей для любителей электроники. Сейчас, в эпоху почти тотального перехода на цифровую технику, наиболее просто сделать цифровой спидометр и подобный спидометр для велосипеда на основе платы Arduino мы уже рассматривали на нашем … Читать далее →

Плоттер с ЧПУ на основе Arduino Uno

Станки с ЧПУ — это компьютеризированные станки с числовым программным управлением, которые могут выполнять определенный набор операций в соответствии с заложенной в них программой. Подобные станки могут управляться с помощью компьютеров (наиболее сложные станки) или микроконтроллеров. Станки с ЧПУ обычно … Читать далее →

Управление шаговым двигателем с помощью Arduino и потенциометра

Шаговые двигатели с каждым годом приобретают все большую популярность в мире электроники поскольку именно они обеспечивают превосходную точность позиционирования различных механизмов. В этой статье мы рассмотрим подключение одного из самых распространенных шаговых двигателей 28-BYJ48 к плате Arduino при помощи модуля … Читать далее →

Подключение шагового двигателя к Arduino Uno

Шаговые двигатели с каждым годом находят все большее применение в мире электроники. Начиная от обычной камеры наблюдения до сложных станков с ЧПУ и роботов шаговые двигатели используются в качестве исполнительных механизмов, поскольку они обеспечивают точное управление. В этом проекте мы … Читать далее →

Подключение шагового двигателя к микроконтроллеру AVR ATmega16

Шаговые двигатели – это бесщеточные двигатели постоянного тока, которую могут вращаться от 00 до 3600 дискретными шагами. С каждым управляющим сигналом ось такого двигателя поворачивается на фиксированное значение (шаг). Управление вращением подобных двигателей осуществляется последовательностью специальных сигналов. В отличие от … Читать далее →

Контроллер шагового двигателя схема

За какое-то время у меня скопилось много шаговых двигателей, но все не было времени ими заняться, а ведь шаговый двигатель вещь довольно интересная и полезная. Но у многих радиолюбителей возникают проблемы с запуском таких двигателей, вот я и решил собрать контроллер для проверки наиболее часто распространённых шаговых двигателей.

Читать еще:  Шум в двигателе тойота хайлендер при запуске

Блок управления шаговым двигателем

Шаговые двигатели достаточно распространены в устройствах, в которых необходимо добиться точного перемещения механизмов. Существует очень много типов шаговых двигателей, но самыми простыми в плане управления являются 2-х фазные униполярные двигатели. Этот тип двигателей имеет две независимые обмотки с выводами от середины (см. Рис.1). Их устанавливают в такие аппараты, как принтер, копир, дисковод и т.д.

Схема управления шаговым двигателем.

На рисунке 2 представлена схема управления шаговым двигателем.


Сперва хотел разработать схему на жесткой логике, но когда определился с функциями, которые она должна выполнять, пришло твердое решение использовать для этих целей микроконтроллер. И так, что можно определить с помощью данного блока управления.

  1. Можно определить количество шагов.
  2. Определить один из двух алгоритмов работы двигателя.
  3. Опробовать работу двигателя в полушаговом режиме.
  4. Можно опробовать работу в полношаговом режиме.
    Еще раз повторюсь, что разновидностей шаговых двигателей много и данный контроллер подойдет не для всех.

Программы управления шаговыми двигателями

Программа управления состоит из пяти подпрограмм, которые переключаются кнопкой BS3 – «Выбор программ». Номер выбранной подпрограммы отображается тремя светодиодами в двоичной системе счисления. При первом включении должен загореться светодиод HL1, индицирующий о том, что включена первая подпрограмма работы шагового двигателя в полушаговом режиме. Запуск двигателя осуществляется кнопками «Право» и «Лево». Право – двигатель должен крутиться по часовой стрелке, лево – против часовой, но направление вращения зависит еще и от того, как вы скоммутируете обмотки двигателя.

Возможно, придется экспериментировать. На скриншоте 1 (передняя панель виртуального осциллографа программы Proteus) можно наблюдать импульсную последовательность и коды полушагов работы двигателя. Некоторые из шаговиков по этому алгоритму у меня не работали.

Полношаговый алгоритм работы шагового двигателя

Подпрограмма №2 – светится второй светодиод. В этой подпрограмме двигатель будет работать по полно шаговому алгоритму, показанному на скрине 2.

Подпрограмма №3 – светятся первый и второй светодиоды. В этой подпрограмме двигатель будет работать по полношаговому алгоритму, показанному на скрине 3.

Количество шагов шагового двигателя

Подпрограмма №4 – светится третий светодиод. Данная подпрограмма обеспечивает один шаг двигателя при каждом нажатии на кнопку «Право». Кнопка «Лево» в данном случае не задействована. Короче говоря, нажимая каждый раз на кнопку, можно сосчитать количество шагов за один оборот проверяемого двигателя. Алгоритм работы двигателя в данной подпрограмме соответствует алгоритму на скрине 2.

Подпрограмма №5 – светятся первый и третий светодиоды. В этой подпрограмме творится тоже самое, только алгоритм работы двигателя в данной подпрограмме соответствует алгоритму на скрине 3.

Общий вид платы — на фото.

Файл прошивки, схему и рисунок печатной платы можно скачать по ссылке ниже.

Управление шаговым двигателем с ПК

Привет всем! Решил продолжить тему с шаговыми двигателями и написать о своей последней разработочке. В общем задача полезна вдвойне. Я думаю что каждому человеку работающему с МК рано или поздно приходится как-то этот МК подключать к персональному компьютеру, то ли для передачи управляющего воздействия с ПК, то ли принимать какие-то данные с микропроцессорной системы. Вот и у меня задача была таковой: разработать стенд, который будет организовывать работу двух шаговых двигателей, а также получать данные о этом управлении с ПК.

Короче говоря вы вводите на компьютере данные о том какому из 2х двигателей в какую сторону и сколько вращаться, данные передаются в микропроцессорный стенд, а тот в свою очередь исполняет вашу команду.

Задача поставлена. Я разбил ее на две подзадачи: организация связи МК с ПК и сам драйвер для ШД. Ну как я делал драйвер описывается в моей предыдущей статье, так что осталось связать микроконтроллер (МК) с персональным компьютером (ПК), а потом связать все это дело в одном устройстве.

Читать еще:  Что такое контрактный двигатель на мотоцикл

Итак связь МК с ПК. Я немного полистал даташит МК ATmega8 (это самый на мой взгляд популярный AVR микроконтроллер, я с ним работаю в основном) и понял, что самый простой и подходящий для меня это интерфейс RS232, по простому СОМ порт. Он есть на любом ПК, а для ноутбука я просто использовал переходник USB to COM. Да и практически на любом МК тоже есть аппаратная реализация этого интерфейса. Говоря проще чтобы на МК заработал СОМ порт нужно просто написать определенную программку и все будет ок. Кусочек необходимого для этой задачи кода на языке С представлена ниже
▼ com.rar 699 b ⇣ 185

Программа есть, остался вопрос аппаратной части реализации задачи. Дело в том что на выходе СОМ порта микроконтроллера 5 вольтовые импульсы, т.е. логическая 1 представляется в виде +5В, а логический 0 в виде 0В. А вот СОМ порт компьютера работает с +12В и -12В. Т.е. по сути необходимо согласовать уровни. Слава богу для этого есть хорошая микросхема MAX232 или ее китайский аналог. Даташит данной микросхемы представлен ниже
▼ max232.rar 635,11 Kb ⇣ 136

Данная микросхема подключается к МК и к ней подключается разъем RS232. Также имеется небольшая обвязка. Принципиальная схема ниже

Схема в Dip trace
▼ rs232.rar 3,67 Kb ⇣ 145

Все ваш МК подключен к компьютеру. Теперь я еще приделал два драйвера для ШД ко всей этой системе и написал программу с помощью которой можно управлять этими двумя движками.

Схема всего устройства с источником первичного питания для МК

Схема в Dip trace
▼ stend_2_shd.rar 9,53 Kb ⇣ 167

А теперь и код программы
▼ main.rar 1,07 Kb ⇣ 223

Программа написана на языке С в IAR (это отладчик+компилятор). Сразу приношу извинения за то, что программа практически без комментариев, но задавайте вопросы, все расскажу.

Система работает так: С ПК через гипертерминал например (виндошное приложение для отправки и получения инфы через СОМ порт) отправляете номер двигателя, например 1 или 2, а после этого колличество оборотов, после того как ШД прокрутится он пришлет на СОМ порт информацию о том что он сделал. Ну если что спрашивайте.

Чуть не забыл, печатная плата в Lay.
▼ shag_2_1.rar 31,38 Kb ⇣ 176

Камрад, рассмотри датагорские рекомендации

🌼 Полезные и проверенные железяки, можно брать

Опробовано в лаборатории редакции или читателями.

Свежий взгляд на шаговые сервоприводы

Шаговые двигатели — прекрасно известный способ превратить электрическую энергию в точные -механические перемещения. Каждый импульс, посылаемый на драйвер двигателя, двигает ротор в точном соответствии с заданными на драйвере настройками. Например, 100 посланных импульсов на полношаговый привод с двигателем с шагом 1.8° будут преобразованы в поворот ровно на 180°. Одной из сильных сторон шаговых двигателей является то, что они способны работать без обратной связи, без коррекции положения с помощью энкодеров или иных датчиков, т.к. вал по самой архитектуре ШД совершает перемещения строго в соответствии с поданными импульсами. Однако, это прекрасно работает лишь в том случае, если шаговые двигатели никогда не перегружаются и не впадают в резонанс. В реальности же в очень редких случаях когда отсутствуют эти два фактора. Для того, чтобы быть уверенным, что шаговый мотор не будет пропускать шаги, большинство разработчиков поступают просто — закладывают большой запас при выборе мощности двигателя. Это означает, что на станок будет установлена значительно более тяжелая и дорогая модель, чем это действительно требуется. Резонанс же часто проявляется на тех же самых, рабочих частотах вращения, которые являются основными в конкретном приложении, и поэтому избежать его становится еще сложней.

Читать еще:  Шум в колонках автомобиля при работающем двигателе причина

Тезисы:

1. Правильное управление током двигателя (с пом. управления ориентацией поля) в шаговых приводах с обратной связью могут устранить проблемы среднечастотного резонанса, увеличить момент и снизить шум от двигателя

2. Качественные шаговые гибридные сервоприводы не уступают сервоприводам на базе вентильных электродвигателей на низких скоростях вращения.

Как одно из средств избежать последствий кратковременных перегрузок ШД и пропуска шагов, станкостроители используют установку энкодера на двигатель мотора, точь-в-точь как ставится аналогичный датчик на вал вентильного серводвигателя. Энкодер представляет информацию о положении ротора контроллеру, который сравнивает её с заданной координатой, и использует полученное рассогласование для выполнения шагов таким образом, чтобы скомпенсировать разницу. К сожалению, данный способ не помогает устранить последствия резонанса. Однако, возможность такая все же есть, и заключается она в комбинации коррекции по положению(т.е. компенсации числа импульсов STEP) и одновременного управления ориентацией поля статора ШД, по принципу аналогичному векторному управлению трехфазными электродвигателями. Поскольку энкодер дает сведения о положении вала, существует возможность ориентировать магнитное поле статора шагового мотора таким образом, чтобы получить максимально эффективное потокозацепление. Причем такая схема не потребует преобразований Кларка, каковые обычно используются для проекции трехфазной системы токов в двухфазную, т.к. шаговые биполярные моторы изначально имеют только 2 обмотки. При таком способе управления ток меняется в обмотках синусоидально — вне зависимости от того, используется полный шаг или микрошаг. Еще одним преимуществом управления ориентацией поля является то, что такой шаговый привод будет нечувствителен к резким изменениям нагрузки — векторное управление позволяет отрегулировать момент привода «на лету» — функция, обычно доступная только при использовании сервоприводов типа PMSM.

Читатели, возможно, в курсе, что уже достаточно долгое время существуют шаговые сервоприводы, которые используют обратную связь по позиции. Такие приводы просто считают количество шагов и добавляют(или вычитают) шаги для компенсации ошибки, и не способны корректировать угол поворота вала внутри одного шага, «на лету».

В противоположность, синусоидальная коммутация в паре с управлением ориентацией поля действительно способна компенсировать ошибки позиционирования вала внутри одного шага, возникающие из-за неидеальной геометрии деталей ШД или нагрузки. Векторное управление магнитным полем гарантирует, что поле статора всегда перпендикулярно полю ротора, и насыщенность поля точно соответствует требуемому моменту. Это увеличивает, эффективность и динамику, и снижает флуктуации крутящего момента. Такой вид управления позволяет шаговым двигателям конкурировать с вентильными сервоприводами на скоростях до 2000 об/мин. На более высоких серводвигатели все же будут эффективней. Оптимальным диапазоном является скорость вращения до 1000 об/мин — в нем шаговые двигатели развивают больший крутящий момент, чем вентильные серводвигатели того же размера

Приложения, в которых шаговые сервоприводы c синусоидальными токами обмоток могут заменить серводвигатели, включают в себя:

  • намоточное оборудование,
  • транспортные ленты конвейеров,
  • управление заслонками насосов

а также многие другие — все те, в каких нагрузка может изменяться скачкообразно. Кроме того, при использовании таких приводов во многих случаях можно обойтись без редуктора, что делает их привлекательными в случаях, когда критичны габариты механизма. И наконец, следует отметить, что сервоприводы с векторным управлением потребляют ровно столько тока, сколько требуется — меньше нагрев, выше КПД привода. Все этим преимущества становятся очевидными, если рассмотреть привод механизма с ременной передачей, которые обычно работают от асинхронного электродвигателя. Хорошим решением будет заменить асинхронный мотор на подходящий по мощности шаговый сервопривод — как правило, таковой будет примерно втрое меньше по габаритам и весу.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector