步進電機控制的基礎知識

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資料介紹

描述

大家好！我希望你已經喜歡我之前的教程“如何制作人形機器人”。這是一個內容豐富的教程，教你任何步進電機控制的基礎知識，我已經發布了一個關于控制直流電機的速度和方向的，今天我們將開始使用步進電機，希望在下一個教程中我將解釋如何玩一些伺服電機。

在撰寫這篇文章的過程中，我們試圖確保本教程將成為您的最佳指南，以便您享受學習步進電機控制的基礎知識，因為這對于那些想要開始電子和機器人學習的人來說非常重要。所以我們希望本教程包含所需的文檔。您將從本教程中學到什么：

定義步進電機的用途和需求。
了解步進電機機構。
了解步進電機驅動器 A4988 的重要性。
使用 Arduino 板制作適當的接線圖。
編寫您的第一個步進控制測試。
開始測試和調試

第 1 步：什么是“步進電機”！

步進電機，又稱步進電機或步進電機，屬于無刷直流電動機，其特點是將一個完整的旋轉分成多個相等的步或我們更好地稱之為等角，可以控制電機的軸位置移動并且在沒有反饋傳感器的情況下保持在這些角度，并且由于其高扭矩容量，這種電機可以在負載重時保持電機軸保持穩定。

談到兩相的步進電機類別，我們有：

雙極電機

帶有 4 根線來控制線圈的電源極性

單極電機

它帶有 5 或 6 根線用于控制。

第 2 步：步進電機的工作原理

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線圈用于控制電機按照某些極性順序執行的步驟。

兩個線圈雙極步進的典型驅動模式為：A+ B+ A? B?

我們可以通過測量步進連接線之間的電阻來用毫米定義線圈圖案，它應該測量每兩個線圈端之間的一些電阻，請查看上面的照片。

為了使步進器移動，控制器應通過步進驅動器發送一個電源極性序列，每次改變序列時，步進器以恒定速度沿精確方向執行一步，即序列速度，因此越快序列移動得越快，步進器旋轉得越快。

第 3 步：步進驅動器 A4988

回到控制驅動器，基本上是一些晶體管來控制流過步進線圈的電流。

在我們的教程中，我們將使用A4988驅動器，它使我們能夠輕松控制步進器的方向和速度，并且可以為電機提供高達 35V 2Amps 的輸出控制，驅動器將連接到我們的核心 Arduino Nano 板控制部分。

您可以在下面下載驅動程序完整數據表

第 4 步：電路圖

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移動電路圖我使用EasyEDA平臺創建上述原理圖（您可以從下載鏈接PDF格式中獲得它），EasyEDA將幫助您輕松建立電路圖，然后將其轉換為PCB，因為它的內置功能您可以從JLCPCB 下訂單并訂購您的 PCB 。順便說一句，我邀請你們加入JLCPCB 為創客發布的新社區 HUB ，以便更多地參與社區。

回到我們的電路圖，如上圖所示，我們將 Arduino 板通過 A4988 驅動器連接到步進電機。

關于驅動程序，我們需要三個引腳來連接到 Arduino，它們是啟用、步進和方向引腳。

關于驅動器輸出，您將每個引腳連接到適當的線圈端。一件重要的事情是將睡眠和復位引腳相互連接，否則電機會顫抖并且不會移動。

第 5 步：代碼和測試

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關于控制程序，此任務不需要庫，因此只需一些pinmode()和giditalWrite()函數

首先，我們設置引腳并將它們配置為 OUTPUT，我們將 Enable 輸出的初始值設置為 LOW 以激活步進電機驅動器。

const int EN=2;         //ENABLE PIN
const int Step=3;       // STEP PIN
const int dir=4;        // DIRECTION PIN
/*----------------------------SETUP FUNCTION--------------------------*/
void setup()
{
pinMode(EN,OUTPUT);     // ENABLE AS OUTPUT
pinMode(dir,OUTPUT);    // DIRECTION AS OUTPUT
pinMode(Step,OUTPUT);   // STEP AS OUTPUT
digitalWrite(EN,LOW);   // SET ENABLE TO LOW
}
/*----------------------------LOOP FUNCTION--------------------------*/
void loop()
{
digitalWrite(dir,LOW);        // SET DIRECTION LOW FOR FORWARD ROTATION
for(int x = 0; x < 1000; x++) // LOOP 1000 TIMES FOR 1000 RISING EDGE ON STEP PIN
{
digitalWrite(Step,HIGH);    // STEP HIGH
delay(1);                   // WAIT
digitalWrite(Step,LOW);     // STEP LOW
delay(1);                   // WAIT
}
delay(10);                    // DELAY BEFOR SWITCH DIRECTION
digitalWrite(dir,HIGH);       // SET DIRECTION HIGH FOR BACKWARD ROTATION
for(int x = 0; x < 1000; x++) // LOOP 1000 TIMES FOR 1000 RISING EDGE ON STEP PIN
{
digitalWrite(Step,HIGH);    // STEP HIGH
delay(1);                   // WAIT
digitalWrite(Step,LOW);     // STEP LOW
delay(1);                   // WAIT
}
delay(10);                    // DELAY BEFOR SWITCH DIRECTION
}