Драйверы шаговых двигателей

Драйверы шаговых двигателей широко применяются в сервомеханике для реализации прецизионного управления исполнительными механизмами. Их задача – преобразование получаемых команд типа STEP/DIR или микрокода непосредственно в силовые импульсы, поступающие на обмотки сервомотора. При этом самой программе станка с ЧПУ нет необходимости быть сконфигурированной под конкретные шаговые двигатели, то есть контроллер позволяет легко реализовать переносимость кода между разнотипным оборудованием.

Выберите подкатегорию

Драйверы leadshine

240VAC Максимальный ток фазы: 8.2А Максимальная частота входного сигнала: 200кГц Масса: 1.5кг Микро шаг 1, 1/2, 1/4, 1/8, 1/16, 1/32, 1/64, 1/128, 1/256, 1/5, 1/10, 1/25, 1/50, 1/125, 1/250 Защита: от перегрузки, переключение в 1/2 тока при ошибке подключения режим удержания (50% тока при отсутствии сигналлов в течении пол секунды) Размеры драйвера 192 х 85 х …

Предлагаемые нашей фирмой драйверы выпускаются на различные рабочие токи и напряжения, предназначены для широкого ряда шаговых двигателей. Получить подробные консультации по характеристикам конкретных моделей драйверов, их совместимости с электродвигателями, гарантийным обязательствам производителей можно у менеджеров нашей компании.

Особенности эксплуатации

Мощные шаговые двигатели при подаче импульсов на их обмотки создают серьезные индуктивные выбросы в цепях. Для контуров системы управления, работающих преимущественно со слаботочными сигналами TTL-уровней, проникновение подобных выбросов может стать причиной отказов и сбоев в работе. Поэтому контроллеры шаговых двигателей оснащаются надежными системами опторазвязки входов. Это наиболее простой и эффективный способ избавиться от прямой электрической связи силовых и управляющих цепей оборудования без потери быстродействия.

Наиболее эффективными современными решениями для управления шаговыми двигателями являются контроллеры на основе широтно-импульсной модуляции. Подача на обмотку импульсов высокого напряжения с постоянным контролем тока и отсечкой его в момент достижения запрограммированного значения обеспечивает наивысший КПД и дает возможность реализации дробления шага, что невозможно на драйверах шаговых двигателей постоянного напряжения или двухуровневого управления. Следовательно, контроллеры с ШИМ-управлением позволяют реализовать наиболее прецизионное управление приводами станков с ЧПУ. Режим дробления шага задается либо отдельным импульсным входом драйвера, либо подается командами по цифровой шине.

Одна из ключевых характеристик драйвера, используемого для шагового двигателя, с широтно-импульсной модуляцией – это рабочая частота управляющих импульсов. Чем большую частоту поддерживает контроллер, тем более эффективно управление, исключается лишний шум при работе сервомоторов, неизбежный при модуляции контроллером на значениях, близких к звуковым.

Так как управление идет импульсно, при работе драйвера возможно проявление резонанса шагового двигателя, когда вибрации резко возрастают вплоть до возможности остановки привода. В наиболее совершенных контроллерах шаговых двигателей предусматриваются алгоритмы отслеживания резонанса по токопотреблению, обнаруженный риск приближения колебаний к резонансной частоте устраняется фазовым сдвигом управляющих импульсов без уменьшения крутящего момента сервомоторов. Подобные драйверы, применяемые для шаговых двигателей, сложнее и дороже, но они обеспечивают большую надежность системы управления приводами станков с ЧПУ.

Также необходимо учесть, что сами шаговые двигатели могут отличаться по конструкции. Для униполярных и биполярных сервоприводов используется различающаяся схемотехника управления, в ряде драйверов предусмотрена настройка на работу с приводами обоих типов.

Для увеличения крутящего момента на валу сервопривода драйвер может подавать на обмотки двойные импульсы. В этом случае снижается точность позиционирования, но крутящий момент получает прирост почти до половины номинального.

Протоколы управления

Для контроля над сервоприводами используются несколько основных типов контроллеров. Приобретаемый контроллер должен соответствовать предполагаемому протоколу управления: он либо закладывается в схему аппаратно, либо (в более дорогих моделях) может программироваться под конкретные нужды.

Помимо импульсных сигналов «Шаг»/«Направление», распространено управление через стандартизированную шину CAN, протокол RS-232. Перед выбором контроллера обязательно уточните, с каким способом управления предполагается работа.

Драйвер шагового двигателя, DRV8825 для Arduino

С этим товаром берут

Общие сведения

Драйвер шагового двигателя DRV8825 — предназначен для управления биполярными шаговыми двигателями, работающими от напряжения 8,2 — 45 В и потребляющими до 2,2 А на каждую обмотку двигателя. Драйвер построен на базе одноимённого чипа DRV8825 производства Texas Instruments, он получил широкое распространение (в роботостроении, станках ЧПУ, 3D принтерах и т.д) благодаря простоте подключения, широкому функционалу и совместимости с драйвером A4988.

С принципом работы шаговых двигателей можно ознакомиться в разделе Wiki — Шаговые двигатели .

Характеристики

Напряжение питания двигателя: 8,2 . 45 В.
Максимальный ток на одну обмотку двигателя: 1,5 А без радиатора, 2,2 А с радиатором.
Напряжение питания логической части драйвера: 2,5 . 5,25 В.
Размер одного шага двигателя: от 1 до 1/32 полного шага.
Защита: от перегрева и от перегрузки по току.
Габариты платы драйвера: 20×15 мм.
Габариты радиатора: 9x5x9 мм.

Читать еще: Что такое абиом двигателя

Подключение

Питание

Напряжение питания логической части драйвера, от 2,5 до 5,25 В постоянного тока.
Напряжение питания двигателя, от 8,2 до 45 В постоянного тока.

Подробнее о драйвере

Шаговый двигатель это бесколлекторный двигатель, ротор которого вращается не плавно, а шагами (дискретно). Один оборот ротора (360°) состоит из определённого количества шагов. Количество полных шагов в одном обороте указывается в технической документации двигателя.

Управление шаговым двигателем осуществляется через входы «ENABLE», «STEP» и «DIR» драйвера (если считать, что на выводах «RESET» и «SLEEP» установлен уровень логической «1»). Подача логического «0» на вход «ENABLE» разрешает работу драйвера. С каждым фронтом импульса на входе «STEP», ротор двигателя будет поворачиваться на один шаг, направление поворота которого будет зависеть от логического уровня на входе «DIR».

Пример для двигателя 17HS1352-P4130 в полношаговом режиме:

Для разрешения работы драйвера, необходимо установить уровень логического «0» на входе «ENABLE» (так как вход инверсный).
У двигателя 17HS1352-P4130, один оборот ротора состоит из 200 полных шагов, значит за один полный шаг ротор повернётся на 1,8° (360° / 200 шагов).
Если подать на вход «STEP» 400 импульсов, при наличии логической «1» на входе «DIR», то ротор двигателя совершит два полных оборота в одну сторону.
Если подать на вход «STEP» 400 импульсов, при наличии логического «0» на входе «DIR», то ротор двигателя совершит два полных оборота в другую сторону.
Чем выше частота следования импульсов на входе «STEP», тем быстрее будет осуществляться поворот ротора.
Если работа драйвера разрешена (на входе «ENABLE» уровень логического «0») и на вход «STEP» не поступают импульсы, то ротор двигателя будет удерживаться в одном и том же положении, вне зависимости от уровня на входе «DIR». Удержание ротора означает что его трудно (или невозможно) повернуть прикладывая внешнюю физическую силу.
При подаче логической «1» на вход «ENABEL», драйвер отключится и ротор двигателя освободится, вне зависимости от состояния на остальных входах драйвера.

Ограничение максимального тока двигателя

Если на двигатель подать напряжение выше его номинального значения, это приведёт к увеличению скорости шага. Но увеличение напряжения приведёт и к увеличению силы тока, а превышение максимального тока двигателя, выведет его из строя.

Но драйвер DRV8825 позволяет ограничивать максимальный выходной ток двигателя (настраивается подстроечным резистором на плате драйвера). Таким образом можно увеличить напряжение в сети питания двигателя, предварительно ограничив выходной ток, по следующей формуле:

I_MAX = V_REF * 2, следовательно, V_REF = I_MAX / 2 , где:

Из представленной выше формулы ясно, что ограничение максимального тока зависит только от опорного напряжения. Настройка опорного напряжения V_REF осуществляется подстроечным резистором, без подачи питания двигателя V_MOT (настройку можно выполнять даже при отключённом от драйвера двигателе).

Пример

Настройка ограничения максимального тока для двигателя с номинальным током в 1 А.
I_MAX = 1 А.
V_REF = I_MAX / 2 = 1 / 2 = 0,5 В.

Подаём питание логической части драйвера, но не подаём питание двигателя V_MOT. Подключаем вольтметр черным щупом к любому выводу GND, а красным щупом к центральному выводу подстроечного резистора (металлическая вращающая часть). Поворачивая вращающуюся часть подстроечного резистора, добиваемся показаний на вольтметре = 0,5 В. Теперь можно подать питание двигателя V_MOT. Ток протекающий через его обмотки не будет превышать 1 А.

Драйверы и контроллеры ШД

Устройства управления шаговыми двигателями в станках с ЧПУ

Принцип действия шагового двигателя основан на последовательной подаче напряжения в обмотки статора, в каждый момент времени срабатывающие как магниты и фиксирующие ротор. Разница между токами в обмотках определяет угол поворота ротора. Драйвер ШД – силовое устройство, формирующее токи питания для каждой обмотки.

Виды драйверов

Одноканальные используются для управления одним ШД. Применяются при построении станков, где используются двигатели типоразмера 86 мм с током управления выше 4А.

Многоканальные представляют собой управляющую плату, на которой размещены одноканальные драйверы в количестве, соответствующем количеству приводов. Используются в станках с ШД типоразмером до 57 мм.

Характеристики драйверов

Драйверы не универсальны, под каждую модель ШД выбирается устройство с конкретным набором характеристик.

Базовые критерии выбора:

· выходное напряжение и ток. Должны соответствовать характеристикам двигателя;
· поддерживаемый протокол. Выбирается в соответствии с протоколом контроллера;
· деление шага. Уменьшение увеличивает плавность хода, но снижает максимальные обороты ротора и ведет к потере крутящего момента. Для решения стандартных задач хватает шага 1/64.

Дополнительные функции:

· подавление резонанса. Использование драйвера без этой функции приемлемо только для двигателей типоразмером до 86 мм. Алгоритмы работы функции прописываются производителем под конкретные ШД и частоты, но драйверы Leadshine серии MD, предлагаемые нашей компанией, настраиваются на один из трех диапазонов резонансных частот;
· снижение тока в режиме простоя. Предотвращает перегрев двигателя и уменьшает энергопотребление;
· плавный пуск. Постепенное увеличение напряжения при пуске ШД не приводит к ударам, как в случае с подачей тока полным напряжением;
· морфинг – способность драйвера к плавному переходу с микрошагов на полный шаг на высоких оборотах. В режиме микрошагов крутящий момент снижается. Инерционность ротора позволяет работать в режиме полного шага, момент в этом случае повышается.

Читать еще: Горит epc двигатель не заводится

Контроллеры ШД

Контроллеры – платы коммутации, используемые для преобразования управляющих команд, поступающих с ПК, в последовательность импульсов для драйверов. Плата может иметь дополнительный функционал – разъемы для подключения концевых ограничителей, силовые реле, разъемы для управления шпинделем. Подключается к компьютеру через LPT или USB интерфейс.

Многоканальные драйверы ШД –устройство объединяющее в себе драйвера ШД и плату коммутации. Подключаются к ПК непосредственно управляют ШД. Также в состав контроллера входят такие функциональные возможности как таймер СОЖ, конвертор ШИМ для инвертора, силовые реле, разъемы для подключения датчиков ограничения линейных перемещений. Драйвера могут исполняться на различное количество ШД.

Драйвер шагового двигателя (Troyka-модуль)

Офис находится в трёх минутах ходьбы от м. Парк культуры по адресу: ул. Тимура Фрунзе, д. 8/5, подъезд 1.
При оформлении до 15:00 в будний день заказ можно забрать после 17:00 в тот же день, иначе — на следующий будний день после 17:00. Мы позвоним и подтвердим готовность заказа.
Получить заказ можно с 10:00 до 21:00 без выходных после его готовности. Заказ будет ждать вас 3 рабочих дня. Если хотите продлить срок хранения, просто напишите или позвоните.
Запишите номер своего заказа перед визитом. Он необходим при получении.
Оплатить заказ можно наличными или банковской картой при получении, а также онлайн-платежом при оформлении заказа.

бесплатно

Доставка курьером по Москве

Доставляем на следующий день при заказе до 20:00, иначе — через день.
Курьеры работают с понедельника по субботу, с 10:00 до 22:00.
При согласовании заказа можно выбрать трёхчасовой интервал доставки (самое раннее — с 12:00 до 15:00).
Оплатить заказ можно наличными при получении или же онлайн при оформлении заказа.

250 ₽

Доставка в пункт самовывоза

Доставка в пункт самовывоза — современный, удобный и быстрый способ получить свой заказ без звонков и ловли курьеров.
Пункт самовывоза — это киоск с человеком или массив железных ящичков. Их ставят в супермаркетах, офисных центрах и других популярных местах. Ваш заказ окажется в том пункте, который выберите.
Ближайший к себе пункт вы можете найти на карте PickPoint.
Срок доставки — от 1 до 8 дней в зависимости от города. Например, в Москве это 1–2 дня; в Петербурге — 2—3 дня.
Когда заказ прибудет в пункт выдачи, вы получите SMS с кодом для его получения.
В любое удобное время в течение трёх дней вы можете прийти в пункт и с помощью кода из SMS получить заказ.
Оплатить заказ можно наличными при получении или же онлайн при оформлении заказа.
Стоимость доставки — от 240 руб в зависимости от города и габаритов заказа. Она рассчитывается автоматически во время оформления заказа.

240 ₽

Доставляем через день при заказе до 20:00, иначе — через два дня.
Курьеры работают с понедельника по субботу, с 11:00 до 22:00.
При согласовании заказа можно выбрать трёхчасовой интервал доставки (самое раннее — с 12:00 до 15:00).
Оплатить заказ можно наличными при получении или же онлайн при оформлении заказа.

350 ₽

Доставка в пункт самовывоза

Доставка в пункт самовывоза — современный, удобный и быстрый способ получить свой заказ без звонков и ловли курьеров.
Пункт самовывоза — это киоск с человеком или массив железных ящичков. Их ставят в супермаркетах, офисных центрах и других популярных местах. Ваш заказ окажется в том пункте, который выберите.
Ближайший к себе пункт вы можете найти на карте PickPoint.
Срок доставки — от 1 до 8 дней в зависимости от города. Например, в Москве это 1–2 дня; в Петербурге — 2—3 дня.
Когда заказ прибудет в пункт выдачи, вы получите SMS с кодом для его получения.
В любое удобное время в течение трёх дней вы можете прийти в пункт и с помощью кода из SMS получить заказ.
Оплатить заказ можно наличными при получении или же онлайн при оформлении заказа.
Стоимость доставки — от 240 руб в зависимости от города и габаритов заказа. Она рассчитывается автоматически во время оформления заказа.

240 ₽

Доставка в пункт самовывоза — современный, удобный и быстрый способ получить свой заказ без звонков и ловли курьеров.
Пункт самовывоза — это киоск с человеком или массив железных ящичков. Их ставят в супермаркетах, офисных центрах и других популярных местах. Ваш заказ окажется в том пункте, который выберите.
Ближайший к себе пункт вы можете найти на карте PickPoint.
Срок доставки — от 1 до 8 дней в зависимости от города. Например, в Москве это 1–2 дня; в Петербурге — 2—3 дня.
Когда заказ прибудет в пункт выдачи, вы получите SMS с кодом для его получения.
В любое удобное время в течение трёх дней вы можете прийти в пункт и с помощью кода из SMS получить заказ.
Оплатить заказ можно наличными при получении или же онлайн при оформлении заказа.
Стоимость доставки — от 240 руб в зависимости от города и габаритов заказа. Она рассчитывается автоматически во время оформления заказа.

Доставка осуществляется до ближайшего почтового отделения в любом населённом пункте России.
Тариф и сроки доставки диктует «Почта России». В среднем время ожидания составляет 2 недели.
Мы передаём заказ Почте России в течение двух рабочих дней.
Оплатить заказ можно наличными при получении (наложенный платёж) или же онлайн при оформлении заказа.
Стоимость рассчитывается автоматически во время заказа и в среднем должна составить около 400 рублей.

Служба «EMS Почта России» работает быстрее и надёжнее обычной почты и доставляет до двери покупателя.
Тариф и сроки доставки диктует служба EMS. В среднем по России время ожидания составляет 4–5 дней.
Мы передаём заказ в EMS в течение двух рабочих дней.
Оплатить заказ можно только онлайн при оформлении заказа.
Стоимость рассчитывается автоматически во время оформления заказа и в среднем должна составить 400–800 рублей для России и 1500–2000 рублей для стран СНГ.

Служба «EMS Почта России» работает быстрее и надёжнее обычной почты и доставляет до двери покупателя.
Тариф и сроки доставки диктует служба EMS. В среднем по России время ожидания составляет 4–5 дней.
Мы передаём заказ в EMS в течение двух рабочих дней.
Оплатить заказ можно только онлайн при оформлении заказа.
Стоимость рассчитывается автоматически во время оформления заказа и в среднем должна составить 400–800 рублей для России и 1500–2000 рублей для стран СНГ.

Читать еще: Что такое лакообразование в двигателе

Товары из офиса нельзя заказать через интернет или забронировать. Можно только прийти, схватить и бежать. Доступное количество актуально на момент загрузки страницы.

Офис находится в 3 минутах ходьбы от м. Парк культуры по адресу: ул. Тимура Фрунзе, 8/5.

Товары из магазина-мастерской нельзя заказать через интернет или забронировать. Можно только прийти, схватить и бежать. Доступное количество актуально на момент загрузки страницы.

Магазин-мастерская находится в трёх минутах пешком от метро Лиговский Проспект, на территории пространства «Лофт Проект Этажи», по адресу Лиговский проспект 74Д.

Нужен самый простой способ управления шаговым двигателем? Воспользуйтесь драйвером шагового двигателя из линейки Troyka-модулей. С ним очень просто работать, вам не придётся возиться с пайкой и большим количеством транзисторов на макетке — всё уже готово.

Для управления шаговым двигателем нужен не только специальный драйвер, способный управлять большим током и напряжением. Необходимо ещё и соблюдать сложную последовательность коммутации обмоток шагового двигателя. Драйвер шагового двигателя самостоятельно следит за правильной коммутацией обмоток. Благодаря хорошо зарекомендовавшей себя микросхеме L293D, он способен управлять шаговым двигателем напряжением 4,5–25 В и током до 600 мА.

В зависимости от задачи, для управления шаговым двигателем при помощи этого модуля понадобится от одного до трёх пинов микроконтроллера, такого как Arduino. Можно легко управлять большим количеством шаговых двигателей. Даже если вы задумали соорудить 3D-принтер или станок с ЧПУ, теперь пинов точно хватит.

Модуль из серии Troyka Module можно красиво разместить на лицевой панели вашего устройства, прикрутив его винтами М3.

Подключение

Драйвер шагового двигателя подключается к управляющей электронике с помощью 3-х проводных шлейфов. Шлейфы для подключения включены в комплект.

При подключении к Arduino будет крайне удобно использовать Troyka Shield.

Для быстрого прототипирования и уменьшения количества проводов возьмите Troyka Slot Shield — три комплекта ножек надёжно фиксируют модуль на шилде.

Также модуль физически совместим с breadboard’ом.