Makeblcok電子模組手冊----步進馬達驅動模組

步進馬達驅動模組

1 、概述
步進馬達驅動模組是用來精確驅動雙極步進馬達的。當有脈衝輸入，步進電動機一步一步地轉動，每給它一個脈衝信號，它就轉過一定的角度。它可以用在3D打印、數控、Makeblock音樂機器人以及精確動作控制等方面。本模組貼有紅色色標，我們需要使用RJ25連接線連接到主控板上帶有紅色標識的接口。
2 、技術規格`
l 最大驅動電壓：12VDC
l 最大電流：1.35A
3 、功能特性
l 兼容4線雙極步進馬達；
l 只需要兩個端口就可以控制步進和方向；
l 可調電位器可以調節最大電流輸出，改變步進馬達扭矩；
l 具有板上撥碼開關支持全, 半, 1/4, 1/8, 1/16步進模式；
l 具有接地短路保護和加載短路保護；
l 具有反接保護，電源反接不會損壞IC；
l 模組的白色區域是與金屬梁接觸的參考區域；
l 支持Arduino IDE編程, 並且提供運行庫來簡化編程；
l 支持mBlock圖形化編程，適合全年齡用戶；
l 使用RJ25接口連線方便；
l 模組化安裝，兼容樂高系列；
l 配有接頭支持絕大多數Arduino系列主控板。
4 、引腳定義
步進馬達驅動模組有7個針腳的接頭,每個針腳的功能如下表

序號	引腳	功能
1	EN	使能引腳（一般接低電位）
2	RST	復位引腳（一般接高電位）
3	SLP	睡眠控制引腳（一般接高電位）
4	STP	步進控制接口
5	DIR	方向控制接口
6	GND	接地
7	VM	馬達電源（接8—12V）

表1 7-Pin 接口功能

5 、接線方式

l RJ25連接

由於步進馬達驅動模組接口是紅色色標，屬於馬達驅動。當使用RJ25接口時，需要連接到主控板上帶有紅色色標的接口。以Makeblock Orion為例，可以連接到1,2號接口，如圖

圖1 步進馬達驅動模組與Makeblock Orion連接

注：驅動板長時間工作，芯片會發熱，使用的時候請注意。有需要的話可以在上面加個散熱片，幫助芯片散熱

l 杜邦線連接

當使用杜邦線連接到Arduino Uno主板時，EN接低電位,RST和SLP接高電位，STP和DIR引腳需要連接到ANALOG（模擬）口（也可以只連接STP、DIR管腳），如下圖所示：

圖2 步進馬達驅動模組與Arduino UNO 連接圖

注：接杜邦線時，模組上需要焊接排針。

6 、編程指南

l Arduino編程

如果使用Arduino編程，需要調用庫Makeblock-Library-master來控制步進馬達驅動模組本程序通過Arduino編程讓馬達按需求轉動。

1. #include "MeOrion.h"
   
2. #include <SoftwareSerial.h>
   
3. #include <Wire.h>
   
4. #include <AccelStepper.h>
   
5. int dirPin = mePort[PORT_1].s1;
   
6. int stpPin = mePort[PORT_1].s2;
   
7. AccelStepper stepper(AccelStepper::DRIVER, stpPin, dirPin);
   
8. void setup()
   
9. {
   
10.     Serial.begin(9600);
    
11.     stepper.setMaxSpeed(1000);
    
12.     stepper.setAcceleration(20000);
    
13. }
    
14. void loop()
    
15. {
    
16.     if(Serial.available())
    
17.     {
    
18.         char a = Serial.read();
    
19.         switch(a)
    
20.         {
    
21.         case '0':
    
22.             stepper.moveTo(0);
    
23.             break;
    
24.         case '1':
    
25.             stepper.moveTo(200);
    
26.             break;
    
27.         case '2':
    
28.             stepper.move(50);
    
29.             break;
    
30.         case '3':
    
31.             stepper.move(100);
    
32.             break;
    
33.         case '4':
    
34.             stepper.move(200);
    
35.             break;
    
36.         case '5':
    
37.             stepper.move(400);
    
38.             break;
    
39.         case '6':
    
40.             stepper.move(600);
    
41.             break;
    
42.         case '7':
    
43.             stepper.move(4000);
    
44.             break;
    
45.         case '8':
    
46.             stepper.move(8000);
    
47.             break;
    
48.         case '9':
    
49.             stepper.move(3200);
    
50.             break;
    
51.         }
    
52.     }
    
53.     stepper.run();
    
54. }

複製代碼

步進馬達驅動模組函數功能列表

函數	功能
void setMaxSpeed​​(float)	設置步進馬達最大速度
void setAcceleration(float)	設置步進馬達最大加速度
void moveTo(long)	馬達轉動至
void move(long)	馬達轉動
bool run()	啟動馬達

l mBlock編程

步進馬達驅動模組支持mBlock編程環境，如下是該模組指令簡介

程序說明	描述
	參數1：選定接口    參數2：設置轉速    參數3：設置步進距離

以下是如何使用mBlock控制步進馬達驅動模組的例子：

mBlock可以使步進馬達在不同時間段速度由小到大轉動，循環往復。

7 、原理解析

步進馬達是一種將脈衝信號變換成相應的角位移(或線位移)的電磁裝置，是一種特殊的馬達。一般馬達都是連續轉動的，而步進馬達則有定位和運轉兩種基本狀態，當有脈衝輸入時，步進馬達一步一步地轉動，每給它一個脈衝信號，它就轉過一定的角度。

本模組主要元件為A4988微步驅動器，可在全、半、1/4、 1/8 及1/16 步進模式時操作雙極步進馬達，在具體的使用中我們只要控制STEP 和DIR 就可以了。例如：當為全步進模式時，轉一圈要200步（即每一步1.8°）。如果要求更高的精度，我們可以通過選擇其他的模式，比如我們如果選擇1/4 步進模式，那麼馬達轉一圈就要800 個微步才能完成。

模組步進模式選擇表：

MS1	MS2	MS3	步進模式
L	L	L	全步
H	L	L	半步
L	H	L	1/4步
H	H	L	1/8步
H	H	H	1/16步

模組上有電位器，可以通過其來調節馬達的扭矩，但使用時不宜將其調節過大，否則容易因為發熱而將芯片燒毀。