Makeblcok電子模組手冊----雙通道步進馬達驅動

雙通道步進馬達驅動

1 、概述

雙通道步進馬達驅動是一種兩相混合步進馬達驅動器，採用直流12~36V供電，適合驅動電壓24~36V，電流小於2.0A外徑43~57mm的兩相混合式步進馬達。此驅動器採用全數字電流環進行細分控制，馬達的轉矩波動小，低速運行平穩，振動和噪音低。高速時可輸出相對較高的力矩，定位精度高。可用於雕刻機，數控機床，包裝機械，傳動設備等分辨率要求較高的設備上。

2 、技術規格

l 輸入電壓：12到36V DC

l 輸入電流：小於2 A

l 輸出電流：0.4到2.83 A

l 功耗:40 W

l 內部保險：6 A

l 工作溫度：-10到45℃

l 濕度：不能結露、有水珠

l 氣體：禁止可燃氣體與導電灰塵

3 、功能特性

l 平均電流控制，兩相正弦電流驅動輸出；

l 8檔細分和自動半流功能；

l 8檔輸出相電流設置；

l 高速力矩大；

l 啟動轉速高；

l 具備脫機功能；

l 光電隔離信號輸入/輸出；

l 具有過壓、欠壓、過流、相間短路保護功能。

4 、引腳定義

· PUL： 脈衝信號輸入端

·                  +5V：信號輸入共陽端

·                  DIR：方向信號輸入端

· ENBL： 脫機使能信號輸入端

·                  A+:         步進馬達繞組A

·                  A-:         步進馬達繞組A

·                  B+:         步進馬達繞組B

·                  B-:         步進馬達繞組B

·                  DC+:       步進馬達電源正極

·                  DC- : 步進馬達電源負極

5 、接線方式

l 杜邦線連接

                                                                     

                                        圖1 雙通道步進馬達驅動與ArduinoUNO 連接圖

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

1、設置馬達每轉步數

    驅動器可將馬達每轉的步數分別設置為200、400、800、1600、3200、6400、12800、25600步。用戶可以通過驅動器正面板上的撥碼開關的SW5、SW6、SW7位來設置驅動器的步數（Pulse/rev）如表1：

SW5狀態	ON	OFF	ON	OFF	ON	OFF	ON	OFF
SW6狀態	ON	ON	OFF	OFF	ON	ON	OFF	OFF
SW7狀態	ON	ON	ON	ON	OFF	OFF	OFF	OFF
Pulse/rev	200	400	800	1600	3200	6400	12800	25600
Micro	1	2	4	8	16	32	64	128

                                                                                                              表1

2、控制方式選擇

    撥碼開關SW4位可設置成兩種控制方式：

當設置成“OFF”時，為半流功能。

當設置成“ON”時，為無半流功能。

  半流功能是指無步進脈衝500ms後，驅動器輸出電流自動降為額定輸出電流的70%，用來防止馬達發熱。

3、設置輸出相電流

為了驅動不同扭矩的步進馬達，用戶可以通過驅動器面板上的撥碼開關SW1、SW2、SW3位來設置驅動器的輸出相電流（有效值）單位安培，各開關位置對應的輸出電流，不同型號驅動器所對應的輸出電流值不同。具體見表2。

SW1	SW2	SW3	PEAK	RMS
ON	ON	ON	0.44 A	0.31 A
OFF	ON	ON	0.62 A	0.44 A
ON	OFF	ON	0.74 A	0.52 A
OFF	OFF	ON	0.86 A	0.61 A
ON	ON	OFF	1.46 A	1.03 A
OFF	ON	OFF	1.69 A	1.20 A
ON	OFF	OFF	2.14 A	1.51 A
OFF	OFF	OFF	2.83 A	2.00 A

  表2

4、功率接口

l DC+、DC-：連接驅動器電源

DC+：直流電源正級，電源電壓直流12～36V。最大電流是2A。

DC-：直流電源負級。

l A+、A-、B+、B-：連接兩相混合式步進馬達

    驅動器和兩相混合式步進馬達的連接採用四線製，馬達繞組有並聯和串聯接法，並聯接法，高速性能好，但驅動器電流大(為馬達繞組電流的1.73倍)，串聯接法時驅動器電流等於馬達繞組電流。

5、故障診斷

l 狀態燈指示RUN： 綠燈，正常工作時亮。

ERR：紅燈，故障時亮，馬達相間短路、過壓保護和欠壓保護。

l 故障及排除

故障	原因	解決措​​施
LED 不亮	電源接錯	檢查電源連線
	電源電壓低	提高電源電壓
馬達不轉，且無保持扭矩	馬達連線不對	改正馬達連線
	脫機使能信號有效	使能信號無效
馬達不轉，有保持扭矩	無脈衝信號輸入	調整脈衝寬度及信號電位
馬達轉動方向錯誤	動力線相序接錯	互換任意兩相連線
	方向信號輸入不對	改變方向設定
馬達扭矩太小	相電流設置過小	正確設置相電流
	加速度太快	減小加速度值
	馬達堵轉	排除機械故障
	驅動器與馬達不匹配	換合適驅動器