A léptetőmotorok vezérlésére az Arduino-ból alapvetően két módszer létezik. Az egyszerűbb és gazdaságosabb, ha a vezérlést a board közvetlenül hajtja végre, azaz némi erősítő-bővítményeken keresztül az (általában) négyvezetékes vezérlést közvetlenül végzi. A másik, kissé költségesebb megoldás, ha a board egy kompex vezérlőnek csak enegedélyezőjelet, irányt és lépésimpulzust ad ki, a többi funkció a külső vezérlőben fut le.
Fontos paraméter ezen kívül a motor teljesítménye és a lépések felbontása, ezek mentén a megoldások palettája az egyszerűbbektől az egészen elvetemültebbekig meglehetősen széles.
A léptetőmotorokról bővebb leírást itt talál.
Különböző vezérlők, IC-k és megoldások összehasonlítása
IC/megoldás | megoldás jellege | kimeneti áram (feszültség) maximuma | egyéb |
---|---|---|---|
TB6560 | kontroller 2 vagy 4 fázisú motorokhoz | 3.0A (peak 3,5A) | - Full & 1/2-1/8, 1/16 Microstep - beépített hővédelem -táp: 10-35VDC |
TB6600 | kontroller 2 vagy 4 fázisú motorokhoz | 3.5A (peak 4A) | - Full & 1/2-1/8, 1/16, 1/32 Microstep - beépített hővédelem, hűtőborda -táp: 10-40VDC |
DM542 | kontroller kétfázisú és 4-fázisú hibrid léptetőmotorokhoz | 1.0 ~ 4.2A | Impulzus/fordulat 400 - 25.000 - kompakt kivitel -táp: +20~50VDC (tipikusan 36VDC) |
DM556 | kontroller kétfázisú és 4-fázisú hibrid léptetőmotorokhoz | 1.8 ~ 5.6A | Impulzus/fordulat 400 - 25.000 - kompakt kivitel -táp: +20~50VDC (tipikusan 24-48VDC) |
DM860H | kontroller kétfázisú és 4-fázisú hibrid léptetőmotorokhoz | 2.4 ~ 7.2A | Impulzus/fordulat 400 - 25.000 - kompakt kivitel -táp: DC24-80V vagy AC18-50V |
A3967 - "EasyDriver" | kontroller kétfázisú léptetőmotorokhoz | max 1.5A | Impulzus/fordulat 200 - 1.600 -táp: DC7-30V |
ULN2003 | soros jelerősítő: 7 darlington sor IC | 50 mA (50V) | - Egy 4 fázisú, vagy három 2 fázisú kisteljesítményű motor jelerősítésére alkalmas |
L293D | soros jelerősítő: 4 fél-H híd vezérlő | 600 mA (36V) | - nem léptetőmotorokhoz lett kitalálva, de használható |
L6219 | léptetőmotor vezérlő IC | 750 mA (46V) | - kompett léptetőmotor vezérlő PWM-mel, meg mindennel |
L297 | léptetőmotor vezérlő IC | ||
L298N | dupla (FULL-BRIDGE) végerősítő IC vagy modul | 4.0A | - Kimeneti teljesítménye maximum 25W - jól párosítható az L297-tel |
A CNC vezérlőkhöz a leggyakrabban a TB6560 bázisú paneleket szokás használni, illetve ennek a továbbfejlesztett változatát. a TB6600-at (lásd lejjebb). Jellemzően a NEMA 17 - 23 sorozatok hajtására szokás alkalmazni.
Tápfeszültség: 32 VDC
Kimeneti áram: maximum 3,0 A, 7 kimeneti áramszint választható
Kimeneti frekvencia: maximum 20 kHz
Motortípus: 2- és 4 fázisú motorokhoz is alkalmazható
Felbontás: maximum 3200 lépés / fordulat (mikrolépéses vezérlés)
Paraméter | Minimum | Jellemző | Maximum |
---|---|---|---|
Kimeneti áram | 0,6 A | - | 3.0 A (peak 3,5A) |
Tápfeszültség | 7 V DC | 24 V DC | 35 V DC |
Bemeneti frekvencia | 640 Hz | - | 20.000 Hz |
Kimeneti frekvencia | 0 Hz | - | 16.000 Hz |
Kimeneti feszültség H/L | 4,5 / 0 VDC | 5 / 0 VDC | 5,5 / 0,5 VDC |
A TB6600 a TB65600 továbbfejlesztett változata. Különbségek a két típus között:
Paraméter | TB6560 | TB6600 |
---|---|---|
Üzemi feszültség | DC 10V-35V | DC 10-40V |
Mikrolépés vezérlés | Full, half, 1/4, 1/8, 1/16 | Full, half, 1/4, 1/8, 1/16, és 32th |
Maximum kimeneti áram | ± 3.0A | ± 3.5A |
Pillanatnyi maximum áram (peak) | 3.5A | 4A |
A TB6600 ezen kívül egy hűtőbordával is ki lett egészítve. A TB6600 jellemzően két kiviteli formában található meg a piacon:
Fontos megjegyezni, hogy minden ilyen vezérlő esetén a közös jelvezetéket mindig az 5V+-hoz kell kötni.
A DM sorozat egy sokoldalú, teljesen digitális meghajtó, amely DSP vezérlésen alapszik, a legkorszerűbb vezérlőszoftverrel. Kétfázisú és 4-fázisú hibrid léptetőmotorokhoz alkalmazható.
paraméter | DM542 | DM556 | DM860H |
---|---|---|---|
Kimeneti áram (+peak) | 1.0~4.2A (3.0 RMS) | 1.8~5.6A (4.0 RMS) | 2.4~7.2A |
Bemeneti feszültség | +20~50VDC (tipikusan 36VDC) | +20~50VDC (tipikusan 24-48VDC) | DC24-80V vagy AC18-50V |
Jeláram | 7~16mA (tipikusan 10mA) | 7~16mA (tipikusan 10mA) | 7~16mA (tipikusan 10mA) |
A vezérlőkön a léptetőmotor áramerőssége és a mikrolépés-vezérlés beállítható. A mikrolépéses vezérlésről itt olvashat bővebben.
Fontos megjegyezni, hogy minden ilyen vezérlő esetén a közös jelvezetéket mindig az 5V+-hoz kell kötni.
A schmalzhaus által fejlesztett EasyDriver sorozat egy viszonylag egyszerű megoldást kínál a léptetőmotorok vezérlésére. Az EasyDriver kb. 750 mA-t képes fázisonként meghajtani egy bipoláris léptetőmotorban. Ez azt jelenti, hogy egy négyvezetékes NEMA esetén a maximális áramfelvétel 1.5A lehet - ez meglehetősen sovány.
Alapértelmezés szerint 8 mikrolépéses beállítási mód van, azaz ha a motor fordulatszámonként 200 teljes lépést tesz, akkor az EasyDriver használatával 1600 lépés / fordulat érhető el. Ezt a beállítást könnyen felülbírálhatja, ha az MS1/MS2 pineket a földre köti. Az EasyDriver az Allegro A3967 IC-n alapszik, az IC típuslapja itt található.
Az IC termikus védelemmel rendelkezik, legkésőbb 165°C felett lekapcsol, de a vezérlést már 65°C felett korlátozza (lásd a fenti típuslapot). Eleve az IC üzemi hőmérséklete magas, érdemes extra hűtőbordával kiegészíteni.
A motor maximális hajtási feszültsége körülbelül 30 V lehet, ez az 5 V-os szabályozást is magában foglalja, csak egy tápellátásra van szükség. Az áramszabályozás 150 mA / fázis és 750 mA / fázis között állítható a panelen található potméterrel.
A modul tápellátása 7v és 30v között kell, hogy maradjon.
Az EasyDriver modul kapcsolási sémája itt található.
DIR: irány bemenet
STEP: lépés bemenet
GND: GND
MS1: Microstep select 1 input, lásd lent
SLP: Sleep mode (neg!)
+5V: +5v output
GND: GND
M+: Power in + (7-30v)
GND: Power in-
MS2: Microstep select 2 input, lásd lent
ENABLE: Enable input (neg!)
RST: Reset input (neg!)
PFD: Percent Fast Decay Input, mode select with 3 voltage-level
B: Motor coil A
B: Motor coil A
A: Motor coil B
A: Motor coil B
CUR ADJ:
Az MS1, MS2 (mikrolépés) pinek kódolása:
MS1 | MS2 | felbontás |
---|---|---|
L | L | Full step (2 phase) |
H | L | Half step |
L | H | Quarter step |
H | H | Eighth step |
A mikrolépéses vezérlésről itt olvashat bővebben.
A PFD-vel 3 üzemmód választható ki:
PFD bemenet > 0,6V: „slow-decay” mód
PFD bemenet < 0,21V: „fast-decay” mód
PFD bemenet > 0,21V és < 0,6V: „mixed-decay” mód
A decay módokról itt olvashat bővebben.
A léptetőmotorok vezeték-színkódjairól itt olvashat bővebben.
Oda-vissza tesztprogram
Az L297 egy léptetőmotor vezérlő IC, míg az L298N egy (full bridge) végfokozat ehhez. Az L297 természetesen elhagyható, ezesetben az Arduino-nak kell a közvetlen léptetőmotor vezérlést is végeznie.
Az Arduino-s kapcsolatot természetesen projektre lehet szabni. A minimum kapcsolat az 2 vezetéket igényel (irány (DIR)/ lépés (CLOCK)), de összetettebb megoldásokban több mindent is vezérelhetővé tehetünk. Az IC lábkiosztása:
láb | név | funkció |
---|---|---|
1 | SYNC | Az ütemező oszcillátor kimenete, amennyiben több IC-t is szinkronizálni kell |
2 | GND | test |
3 | HOME | Nyitott kollektorú kimenet, mely jelzi, ha az L297 kezdeti állapotában van (ABCD = 0101). |
4 | A | A motorfázis-kimenet az erősítő felé |
5 | INH1 | Köztes terhelési-áram kimenet (A-B) |
6 | B | B motorfázis-kimenet az erősítő felé |
7 | C | C motorfázis-kimenet az erősítő felé |
8 | INH2 | Köztes terhelési-áram kimenet (C-D) |
9 | D | D motorfázis-kimenet az erősítő felé |
10 | ENABLE | Engedélyezőjel. Ha LO, akkor az INH1, INH2, A, B, C és D szintén LO lesz. |
11 | CONTROL | A vezérlő bemenete, mely meghatározza az ütemezést. LO: Az INH1 és az INH2-t vezérli, HI: a motorfázis-kimenetet vezérli (ABCD) |
12 | Vs | 5V betáp |
13 | SENS2 | A C és D fázisok teljesítményfokozat bemenete. Nem szokás használni, mert a teljesítményerősítést jellemzően másik IC végzi, pl. L298N vagy ULN2003. |
14 | SENS1 | Az A és B fázisok teljesítményfokozat bemenete. Nem szokás használni, mert a teljesítményerősítést jellemzően másik IC végzi, pl. L298N vagy ULN2003. |
15 | Vref | Referenciafeszültség a megszakító számára. Ennek a bemenetnek a feszültsége határozza meg a kimeneti feszültség maximumát |
16 | OSC | Szinkronizációs mód beállítása |
17 | CW/CCW | Az óramutató járásával megegyező vagy ellentéses irányú a motor forgásiránya (ez a fizikai csatlakozástól is függ) |
18 | CLOCK | Léptetés. LO: egy lépés |
19 | HALF/FULL | Fél vagy teljes lépés kiválasztása. LO: Half, HI: Full |
20 | RESET | Reset bemenet. LO: visszaállítás alaphelyzetre: ABCD = 0101 |