stepper 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/megoldásmegoldás jellegekimeneti
áram (feszültség)
maximuma
egyéb
TB6560kontroller 2 vagy 4 fázisú motorokhoz3.0A (peak 3,5A)- Full & 1/2-1/8, 1/16 Microstep
- beépített hővédelem
-táp: 10-35VDC
TB6600kontroller 2 vagy 4 fázisú motorokhoz3.5A (peak 4A)- Full & 1/2-1/8, 1/16, 1/32 Microstep
- beépített hővédelem, hűtőborda
-táp: 10-40VDC
DM542kontroller kétfázisú és 4-fázisú hibrid léptetőmotorokhoz1.0 ~ 4.2AImpulzus/fordulat 400 - 25.000
- kompakt kivitel
-táp: +20~50VDC (tipikusan 36VDC)
DM556kontroller kétfázisú és 4-fázisú hibrid léptetőmotorokhoz1.8 ~ 5.6AImpulzus/fordulat 400 - 25.000
- kompakt kivitel
-táp: +20~50VDC (tipikusan 24-48VDC)
DM860Hkontroller kétfázisú és 4-fázisú hibrid léptetőmotorokhoz2.4 ~ 7.2AImpulzus/fordulat 400 - 25.000
- kompakt kivitel
-táp: DC24-80V vagy AC18-50V
A3967 - "EasyDriver"kontroller kétfázisú léptetőmotorokhozmax 1.5AImpulzus/fordulat 200 - 1.600
-táp: DC7-30V
ULN2003soros jelerősítő: 7 darlington sor IC50 mA (50V)- Egy 4 fázisú, vagy három 2 fázisú kisteljesítményű motor jelerősítésére alkalmas
L293Dsoros jelerősítő: 4 fél-H híd vezérlő600 mA (36V)- nem léptetőmotorokhoz lett kitalálva, de használható
L6219léptetőmotor vezérlő IC750 mA (46V)- kompett léptetőmotor vezérlő PWM-mel, meg mindennel
L297léptetőmotor vezérlő IC
L298Ndupla (FULL-BRIDGE) végerősítő IC vagy modul4.0A- Kimeneti teljesítménye maximum 25W
- jól párosítható az L297-tel

TB6560

TB6560 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.

technikai jellemzői

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)

ParaméterMinimumJellemzőMaximum
Kimeneti áram0,6 A-3.0 A (peak 3,5A)
Tápfeszültség7 V DC24 V DC35 V DC
Bemeneti frekvencia640 Hz-20.000 Hz
Kimeneti frekvencia0 Hz-16.000 Hz
Kimeneti feszültség H/L4,5 / 0 VDC5 / 0 VDC5,5 / 0,5 VDC

TB6600

A TB6600 a TB65600 továbbfejlesztett változata. Különbségek a két típus között:

ParaméterTB6560TB6600
Üzemi feszültségDC 10V-35VDC 10-40V
Mikrolépés vezérlésFull, half, 1/4, 1/8, 1/16Full, half, 1/4, 1/8, 1/16, és 32th
Maximum kimeneti áram± 3.0A± 3.5A
Pillanatnyi maximum áram (peak)3.5A4A

A TB6600 ezen kívül egy hűtőbordával is ki lett egészítve. A TB6600 jellemzően két kiviteli formában található meg a piacon:

TB6600 panelTB6600 házzal

A TB6600 vezetékezése

A TB6600 vezetékezése Fontos megjegyezni, hogy minden ilyen vezérlő esetén a közös jelvezetéket mindig az 5V+-hoz kell kötni.

DM542, DM556, DM860H

DM556

A DM sorozat egy sokoldalú, teljesen digitális meghajtó, amely DSP vezérlésen alapszik, a legkorszerűbb vezérlőszoftverrel. Kétfázisú és 4-fázisú hibrid léptetőmotorokhoz alkalmazható.

paraméterDM542DM556DM860H
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
Jeláram7~16mA (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.

DM vezetékezés

DM vezetékezés Fontos megjegyezni, hogy minden ilyen vezérlő esetén a közös jelvezetéket mindig az 5V+-hoz kell kötni.

A3967 - "EasyDriver"

EasyDriver V4.3

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.

EasyDriver v4.3

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:

MS1-MS2 pinek

Az MS1, MS2 (mikrolépés) pinek kódolása:

MS1MS2felbontás
LLFull step (2 phase)
HLHalf step
LHQuarter step
HHEighth step

A mikrolépéses vezérlésről itt olvashat bővebben.

PFD pin

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.

EasyDriver vezetékezés

A léptetőmotorok vezeték-színkódjairól itt olvashat bővebben.

Példaprogram

Oda-vissza tesztprogram

int smDirectionPin = 2; //Direction pin
int smStepPin = 3; //Stepper pin
 
void setup(){
  /*Sets all pin to output; the microcontroller will send them(the pins) bits, it will not expect to receive any bits from thiese pins.*/
  pinMode(smDirectionPin, OUTPUT);
  pinMode(smStepPin, OUTPUT);
 
  Serial.begin(9600);
}
 
void loop(){
  digitalWrite(smDirectionPin, HIGH); //Writes the direction to the EasyDriver DIR pin. (HIGH is clockwise).
  /*Slowly turns the motor 1600 steps*/
  for (int i = 0; i < 1600; i++){
    digitalWrite(smStepPin, HIGH);
    delayMicroseconds(700);
    digitalWrite(smStepPin, LOW);
    delayMicroseconds(700);
  }
 
  delay(1000); //Pauses for a second (the motor does not need to pause between switching direction, so you can safely remove this)
 
  digitalWrite(smDirectionPin, LOW); //Writes the direction to the EasyDriver DIR pin. (LOW is counter clockwise).
  /*Turns the motor fast 1600 steps*/
  for (int i = 0; i < 1600; i++){
    digitalWrite(smStepPin, HIGH);
    delayMicroseconds(70);
    digitalWrite(smStepPin, LOW);
    delayMicroseconds(70);
  }
 
  delay(1000);
}

L297 / L298N

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.

Arduino + L297 + L298N

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:

L297 lábkiosztása

lábnévfunkció
1SYNCAz ütemező oszcillátor kimenete, amennyiben több IC-t is szinkronizálni kell
2GNDtest
3HOMENyitott kollektorú kimenet, mely jelzi, ha az L297 kezdeti állapotában van (ABCD = 0101).
4AA motorfázis-kimenet az erősítő felé
5INH1Köztes terhelési-áram kimenet (A-B)
6BB motorfázis-kimenet az erősítő felé
7CC motorfázis-kimenet az erősítő felé
8INH2Köztes terhelési-áram kimenet (C-D)
9DD motorfázis-kimenet az erősítő felé
10ENABLEEngedélyezőjel. Ha LO, akkor az INH1, INH2, A, B, C és D szintén LO lesz.
11CONTROLA vezérlő bemenete, mely meghatározza az ütemezést. LO: Az INH1 és az INH2-t vezérli, HI: a motorfázis-kimenetet vezérli (ABCD)
12Vs5V betáp
13SENS2A C és D fázisok teljesítményfokozat bemenete. Nem szokás használni, mert a teljesítményerősítést jellemzően másik IC végzi, pl. L298N vagy ULN2003.
14SENS1Az A és B fázisok teljesítményfokozat bemenete. Nem szokás használni, mert a teljesítményerősítést jellemzően másik IC végzi, pl. L298N vagy ULN2003.
15VrefReferenciafeszültség a megszakító számára. Ennek a bemenetnek a feszültsége határozza meg a kimeneti feszültség maximumát
16OSCSzinkronizációs mód beállítása
17CW/CCWAz óramutató járásával megegyező vagy ellentéses irányú a motor forgásiránya (ez a fizikai csatlakozástól is függ)
18CLOCKLéptetés. LO: egy lépés
19HALF/FULLFél vagy teljes lépés kiválasztása. LO: Half, HI: Full
20RESETReset bemenet. LO: visszaállítás alaphelyzetre: ABCD = 0101