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步进电机之步进电机驱动器使用说明

2018-12-03  rookie

上一篇博文简介了一下步进电机控制程序的配置和思路。这一篇就介绍步进电机驱动器的简介以及使用方法。

这里我们以TB6600步进电机驱动器为例,进行介绍。其他型号的驱动器也大同小异。如图是我们使用的步进电机驱动器

一.输入输出端说明

1.信号输入端

PUL+:脉冲信号输入正。
PUL-:脉冲信号输入负。
DIR+:电机正、反转控制正。
DIR-:电机正、反转控制负。
EN+:电机脱机控制正。
EN-:电机脱机控制负。

2.电机线连接段

A+:连接电机绕组A+相。
A-:连接电机绕组A-相。
B+:连接电机绕组B+相。
B-:连接电机绕组B-相。 


3.电源电压连接

VCC:电源正端“+”
GND:电源负端“-”  (需要注意的是电机驱动器上DC电源还是AC,DC只能接入直流电源,而AC的话既交流又可以直流电源)


4.输入端接线说明

输入信号共有三路,它们是:①步进脉冲信号PUL+,PUL-;②方向电平信 号DIR+ ,DIR-③脱机信号EN+,EN-。
输入信号接口有两种接法,用户可根据 需要采用共阳极接法或共阴极接法。 

共阳极接法:分别将PUL+,DIR+,EN+连接到控制系统的电源上, 如果此电源是+5V 则可直接接入,
如果此电源大于+5V,则须外部另加限流 电阻R,保证给驱动器内部光藕提供8—15mA 的驱动电流。
脉冲输入信号通 过CP-接入,方向信号通过DIR-接入,使能信号通过EN-接入。如下图 



共阴极接法:分别将 PUL-,DIR-,EN-连接到控制系统的地端; 脉冲输入信号通过PUL+接入,方向信号通过DIR+接入,
使能信号通过EN+接 入。若需限流电阻,限流电阻R 的接法取值与共阳极接法相同。如下图: 


这里需要注意的是:在一般情况下EN端可不接,EN有效时电机转子处于自由状态(脱机状态),这时 可以手
动转动电机转轴,做适合您的调节。手动调节完成后,再将 EN 设为 无效状态,以继续自动控制 。




二、系统接线方法

驱动器与控制器、电机、电源的接线,以共阳接法为例,如下图所示: 




三、拨码开关的设定细分以及电流

1.细分数设定

细分数是以驱动板上的拨码开关选择设定的,用户可根据驱动器外盒上 的细分选择表的数据设定(最好在断电情况下设定)。细分后步进
电机步距 角按下列方法计算:步距角=电机固有步距角/细分数。如:一台固有步距角 为1.8°的步进电机在4细分下步距角为1.8°/4=0.45°
驱动板上拨码开关1、2、3、分别对应S1、S2、S3. (这里需要注意的是并不是设置细分数越大越好,400细分的意思就是:400个脉冲电机转动1圈)



2.电流大小设定

驱动板上拨码开关4、5、6分别对应S4、S5、S6. 

(这里需要注意的是并不是设置电流越大越好,根据电机的功率取合适值即可)





四、脱机信号(EN)

打开脱机功能后,电机转子处于自由不锁定状态,可以轻松转动,此时 输入脉冲信号不响应,
关闭此信号后电机接受脉冲信号正常运转。
注:一般在实际应用中可不接。 



五、常见的问题解答

1、问:初次使用该步进驱动器,如何能尽快上手?

 答:正确接好电源和电机后,只接脉冲信号PUL(先将频率设置为1K以内),细分设置为16,方向和脱机悬空,
此时加电后电机默认正转。运行无误后再 依次测试加速(提高频率)、方向、细分和脱机等功能。

2、问:控制信号高于5V,一定要加串联电阻吗?

 答:是的,否则有可能烧毁驱动器控制接口的电路。

3、问:接线后电源指示灯亮,但电机不转,是什么原因?

 答:如果接线正确,但仍然不转,说明控制部分驱动能力不够,这种情况多出现在
用单片机的io口直接控制方式。请确保控制接口有5mA的驱动能力

4、问:如何判断步进电机四条线的定义?
 答:将电机的任意两条线接在一起,此时用手拧电机转子有阻力,则这两条线是同一相,
可接在驱动器A+、A-;另外两条线短接仍然有阻力,则将 这两条线接在B+和B-

5、问:电机的正反转情况与应实际达到的相反? 
答:只需要把电机其中一相的两根线互换接入即可 


六、自己本人在实践中遇到的问题以及解决

只是根据实验尝试而得,并不一定正确

1.电机旋转电流吱吱声音过大  PWM频率过低 改变方法提高频率或者减少细分数
2.驱动器自动断电时 设置电流过大,应该降低设置电流 
3.电流设置会影响转速
4.电机过烫,设置的电流过大,应该降低设置电流
5.ENA-和ENA+不接,这是脱机信号控制
6.PWM输出都采用开漏输出,需要外接上拉5V,不然没有PWM输出
7.当选择电机转速较慢时,应该选择更多的细分数



注:还有的一点需要注意的是我为什么采用开漏输出模式,外接上拉信号到5V。设计运用中当遇到大一点的步进电机时
它的驱动器默认信号是5v以上至少5v(这个在拿到步进电机驱动器时可以看到)。单片机如果不设置为开漏输出外接上拉到5v的话,
单片机输出的3.3V信号,有些驱动器根本就不认这个信号。

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