《從零開始的3d打印機(jī)制作》 @青年創(chuàng)造攻防十二

介紹0.2臺(tái)零件

0.2.3驅(qū)動(dòng)器型號(hào)簡(jiǎn)介||A4988|DRV8825|DM422

A4988驅(qū)動(dòng)程序

對(duì)應(yīng)于步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)分類：

常用步進(jìn)電機(jī)可根據(jù)相數(shù)分為兩相、三相、四相、五相步進(jìn)電機(jī)。

相數(shù)：是指步進(jìn)電機(jī)內(nèi)部的線圈組數(shù)，一般根據(jù)電機(jī)的導(dǎo)線或銘牌即可區(qū)分。

一個(gè)線圈引出兩根導(dǎo)線，如果電機(jī)有四根線，即為二相步進(jìn)電機(jī)。

電機(jī)相數(shù)不同，其步距角也不同，（無細(xì)分驅(qū)動(dòng)時(shí)）一般兩相步進(jìn)電機(jī)步距角為1.8度、三相為1.2度、五相為0.72度。（有細(xì)分驅(qū)動(dòng)時(shí)）相數(shù)將變得沒有意義，只需在驅(qū)動(dòng)器上改變細(xì)分?jǐn)?shù)就可以改變步距角。

步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器：

arduino接線示意

步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號(hào)，它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度(稱為"步距角")，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運(yùn)行的?？梢酝ㄟ^控制脈沖個(gè)數(shù)來控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的；同時(shí)可以通過控制脈沖頻率來控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速和定位的目的。廣泛應(yīng)用于雕刻機(jī)、水晶研磨機(jī)、中型數(shù)控機(jī)床、腦電繡花機(jī)、包裝機(jī)械、噴泉、點(diǎn)膠機(jī)、切料送料系統(tǒng)等分辨率較高的大、中型數(shù)控設(shè)備上。

A4988驅(qū)動(dòng)器：

A4988控制邏輯簡(jiǎn)單，主要分為睡眠、正反轉(zhuǎn)、復(fù)位、使能、細(xì)分等模式控制。

（1）睡眠模式：Sleep管腳電平置0，進(jìn)入睡眠模式，驅(qū)動(dòng)器輸出待機(jī)模式；Sleep管腳置1，驅(qū)動(dòng)器處于正常工作狀態(tài)；

（2）正反轉(zhuǎn)模式：正轉(zhuǎn)模式DIR管腳置0或1，反轉(zhuǎn)模式置1或0；

（3）復(fù)位模式：復(fù)位模式下容易消耗能量，產(chǎn)生的沖擊電流較大。直接RESET管腳置1，在不影響系統(tǒng)工作時(shí)RESET管腳置0復(fù)位。一旦驅(qū)動(dòng)芯片復(fù)位，系統(tǒng)將回歸到原始A4988 I/O端口控制狀態(tài)；

（4）使能模式：使能模式控制系統(tǒng)是否開始工作，ENBALBE管腳置0開始工作，置1停止工作；

（5）細(xì)分模式：通過MS1、MS2、MS3控制細(xì)分系數(shù)，A4988細(xì)分為1/16細(xì)分為最小，通過計(jì)算角度值可得最小細(xì)分角度為全步進(jìn)角度的1/16。A4988驅(qū)動(dòng)邏輯控制如表1所示。

測(cè)試方法：

拿到一個(gè)步進(jìn)電機(jī)時(shí)，首先檢測(cè)步進(jìn)電機(jī)兩條線之間的電阻，兩條線之間電阻小的（在蠕動(dòng)泵上測(cè)試為33Ω左右），接4988的1A、1B端（或2A、2B端），其中調(diào)換1A、1B端（或2A、2B端）的順序可以改變電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向。

使用中，把使能腳和細(xì)分腳全部接地，即不設(shè)置細(xì)分（步進(jìn)值為1），復(fù)位腳和睡眠腳用跳線帽短接。

使用方法

1）使用示例圖

2）驅(qū)動(dòng)細(xì)分?jǐn)?shù)選擇如果使用ramps作為接口板，驅(qū)動(dòng)模塊接口下有對(duì)應(yīng)的短路帽，3個(gè)短路帽都接上則MS1、MS2、MS3都是Hight則是16微步模式。一般3個(gè)短路帽都插上即可3）驅(qū)動(dòng)電流調(diào)節(jié)A4988驅(qū)動(dòng)最大電流計(jì)算公式：I_TripMax= Vref/(8*Rs)。例如：Rs為R100，我們需要最大1.5A的驅(qū)動(dòng)電流，Vref參考電壓就需要調(diào)節(jié)到1.2 V?！綬s】：Rs電阻值市面上一般有3種類型0.05 歐姆, 0.1 歐姆或者0.2 歐姆，對(duì)應(yīng)的是驅(qū)動(dòng)模塊上面S1 S2電阻。這里是0.1歐姆（標(biāo)號(hào)R100=0.1歐姆，R200=0.2歐姆， R050=0.05歐姆）。【Vref】：參考電壓可以通過調(diào)節(jié)電位器改變，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)電位器調(diào)大電壓，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)電位器調(diào)小電壓。測(cè)量電位器金屬旋鈕和GND之間的電壓，即是Vref。

常見問題

1 ) 4988驅(qū)動(dòng)板可以驅(qū)動(dòng)57電機(jī)嗎？4988可以驅(qū)動(dòng)的電機(jī)跟尺寸關(guān)系不大，主要與工作電流有關(guān)，理論上電流小于2A的步進(jìn)電機(jī)都是可以驅(qū)動(dòng)的，不論是42還是57電機(jī)。

2）可以驅(qū)動(dòng)多大的電流？如果4988芯片上沒有加散熱片，電流最好在1.2A以下。如果加散熱片，電流可以達(dá)到2A。

3）步進(jìn)電機(jī)的連接方式是什么？正如4988板子背面所標(biāo)識(shí)的，連接方式是依次連接步進(jìn)電機(jī)的1B-1A-2A-2B，或者反向?yàn)?B-2A-1A-1B，或者1A-1B-2B-2A，其它的方式一次類推。如果你的電機(jī)線是標(biāo)準(zhǔn)的紅藍(lán)綠黑的顏色，可以按照顏色連接為：紅-藍(lán)-綠-黑，或相反：黑-綠-藍(lán)-紅。

4）接上電機(jī)后，電機(jī)不能正常運(yùn)行，在左右抖動(dòng)，是什么原因？電機(jī)出現(xiàn)抖動(dòng)一般有兩個(gè)原因，一是缺相：可能是4988板子沒有焊接好或因?yàn)橥饬?dǎo)致4988的輸出端某一相斷開，造成電機(jī)缺相從而抖動(dòng)。也有可能是步進(jìn)電機(jī)接線只用一相沒有連接好；而是兩相接錯(cuò)：如果步進(jìn)電機(jī)沒有按照正確的順序進(jìn)行連接，電機(jī)也會(huì)出現(xiàn)抖動(dòng)的情況，請(qǐng)按照問題3進(jìn)行正確的連接。

5）電機(jī)丟步如何解決？相電流的大小跟步進(jìn)電機(jī)的扭力有直接關(guān)系，如果感覺你的步進(jìn)電機(jī)扭力不足、丟步，可以加大4988板子的電流配置。驅(qū)動(dòng)板是通過一個(gè)小的電位器來實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出電流的配置的?？梢酝ㄟ^用萬用表測(cè)量電位器中間管腳的電位。電位和電流的關(guān)系滿足下面的公式：Vref = I_TripMax*0.8（模塊的Rs電阻為R100）.也就是如果你想配置電機(jī)工作電流為1A，則電位應(yīng)該配置在0.8V。默認(rèn)的元件配置可以將電流調(diào)節(jié)到1.5A，如果需要更大電流需要修改電路中的R1，將30K的阻值改為20K（左右），就可以將電流調(diào)節(jié)到2A左右。

6）4988可以驅(qū)動(dòng)兩相六線或兩相無線的電機(jī)嗎？可以，兩相連線按照問題3連接，將中間抽頭懸空即可。

7）電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)會(huì)有滋滋的電流聲。首先說明的是這是正?，F(xiàn)象。步進(jìn)電機(jī)的特點(diǎn)是走特定的角度而不是一直轉(zhuǎn)，所以步進(jìn)電機(jī)都有一個(gè)參數(shù)，步距角。如果通過細(xì)分，可以最小走步距角/細(xì)分?jǐn)?shù)的角度，比如步距角為1.8度的步進(jìn)電機(jī)，采用16細(xì)分，最小可以走的角度是1.8/16=0.1125度。但由于這個(gè)角度非常小，并且不一定在電機(jī)物理所在的位置（1.8度為一個(gè)物理位置），所以步進(jìn)電機(jī)停止時(shí)也需要通電，從而保證電機(jī)不會(huì)自動(dòng)跳到物理步距角上。因?yàn)檫@個(gè)特性使得步進(jìn)電機(jī)在靜止時(shí)會(huì)有電流聲，這屬于正?，F(xiàn)象，不用擔(dān)心。

DM422步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器介紹：

步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器側(cè)波碼開關(guān)說明

動(dòng)態(tài)電流設(shè)定：能夠允許的 最大電流，峰值電流.根據(jù)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器正面表格，設(shè)定電流和細(xì)分精度, 其中SW3為半/全模式設(shè)定：此項(xiàng)設(shè)定若設(shè)定為ON，可理解為在無脈沖情況下驅(qū)動(dòng)器輸出電流自動(dòng)降為額定輸出電流以下大約70%，防止電機(jī)發(fā)熱。

步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器電流設(shè)定：

a.電流設(shè)定

b.步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器細(xì)分設(shè)定

注意：細(xì)分越大，精度越高，速度越慢。

步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器信號(hào)接口:

其他驅(qū)動(dòng)器信號(hào)定義:

PLS+：步進(jìn)脈沖信號(hào)輸入正端或正向步進(jìn)脈沖信號(hào)輸入正端

PLS-：步進(jìn)脈沖信號(hào)輸入負(fù)端或正向步進(jìn)脈沖信號(hào)輸入負(fù)端

DIR+：步進(jìn)方向信號(hào)輸入正端或反向步進(jìn)脈沖信號(hào)輸入正端

DIR-：步進(jìn)方向信號(hào)輸入負(fù)端或反向步進(jìn)脈沖信號(hào)輸入負(fù)端

ENA+：脫機(jī)使能復(fù)位信號(hào)輸入正端

ENA-：脫機(jī)使能復(fù)位信號(hào)輸入負(fù)端

脫機(jī)使能信號(hào)有效時(shí)復(fù)位驅(qū)動(dòng)器故障，禁止任何有效的脈沖，驅(qū)動(dòng)器的輸出功率元件被關(guān)閉，電機(jī)無保持扭矩。

步進(jìn)電機(jī)控制器 信號(hào)連接:

上位機(jī)的控制信號(hào)可以高電平有效，也可以低電平有效。當(dāng)高有效時(shí)，把所有控制信號(hào)的負(fù)端連在一起作為信號(hào)地，低有效時(shí)，把所有控制信號(hào)的正端連在一起作為信號(hào)公共端。

注意：

信號(hào)端口供電電壓VCC值為5V時(shí)，R短接；

現(xiàn)有的電源VCC值為12V時(shí)，R為1K，大于1/8W電阻；

VCC值為24V時(shí)，R為2K，大于1/8W電阻；

R必須接在控制器信號(hào)端

NPN連接:

PNP連接:

步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器電源及線圈說明:

測(cè)量電機(jī)線圈為一組的方法:

短接法：把導(dǎo)線兩兩一組短接，有阻礙或擰不動(dòng)即為一組

測(cè)量法：測(cè)量?jī)蓪?dǎo)線之間的電阻值，每組線圈的電阻值相等

步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器狀態(tài)指示:

當(dāng)驅(qū)動(dòng)器通電正常工作時(shí)，綠色LED 指示燈亮；故障指示紅色LED 燈，當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)， 該指示燈以1 秒鐘為周期循環(huán)閃爍；當(dāng)故障被用戶清除時(shí)，紅色LED 滅。紅色LED 在1 秒鐘 內(nèi)閃爍次數(shù)代表不同的故障息，具體關(guān)系如下表所示：

步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器?接線圖:

常見問題——噪聲大:

解決方法

a、如步進(jìn)電機(jī)正好工作在共振區(qū)，可通過改變減速比提高步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行速度.

b、采用帶有細(xì)分功能的驅(qū)動(dòng)器，這是最常用的，最簡(jiǎn)便的方法.因?yàn)榧?xì)分型驅(qū)動(dòng)器電機(jī)的相電流變化較半步型平緩.

c、換成步距角更小的步進(jìn)電機(jī)，如三相或五相步進(jìn)電機(jī)，或兩相細(xì)分型步進(jìn)電機(jī).

d、換成直流或交流伺服電機(jī)，幾乎可以完全克服震動(dòng)和噪聲，但成本較高.

e、在電機(jī)軸上加磁性阻尼器，市場(chǎng)上已有這種產(chǎn)品，但機(jī)械結(jié)構(gòu)改變較大.