В этой статье представлен драйвер для 4х-проводных шаговых двигателей, который можно использовать при создании систем автоматизации или игрушек. Помимо несложной схемы, устройство характеризуется рядом полезных функциональных возможностей.

Основные параметры:

  • биполярное (4х-проводное) управление шаговым двигателем;
  • шаговый или полушаговый режим;
  • потенциометр для плавной регулировки скорости вращения;
  • возможность выбора режима остановки: с торможением или без него;
  • электропитание: 7...24В постоянного тока.
  • нагрузочная способность: до 0,6 А/канал (катушка).

Принципиальная схема драйвера шагового двигателя 

Рисунок 1. Принципиальная схема драйвера шагового двигателя

Принципиальная схема контроллера представлена на рисунке 1. Система должна питаться постоянным напряжением 7...24 В, подключенным к разъему Х1. Диод D1 защищает систему от подключения с неправильной полярностью, а конденсаторы C1…C4 действуют как фильтр питания. Напряжение питания подается на стабилизатор IC1 типа 78L05, который обеспечивает необходимое напряжение +5 В для микроконтроллера. Работой устройства управляет микроконтроллер IC2 (ATtiny261), тактируемый внутренним тактовым сигналом. Исполнительный каскад был построен с использованием драйвера L293D. Потенциометр PR1 используется для регулировки скорости вращения. Диод LED1 показывает рабочее состояние системы. Клеммы Direct и Start/Stop используются соответственно для управления выбором направления вращения и торможением двигателя. Перемычки CONFIG используются для настройки работы контроллера:

Перемычка «1/½» используется для выбора режима работы двигателя. Перемычка отсутствует - пошаговый режим. Перемычка установлена - полушаговый режим. Шаговый режим - простейший способ управления шаговым двигателем, полушаговый режим - добавление промежуточных состояний в последовательность управления, на практике он обеспечивает более плавную работу двигателя, но увеличивает потребляемый ток примерно на 50...60 %.

Перемычка ST/DY используется для выбора метода остановки двигателя. Перемычка отсутствует - статическая остановка. Перемычка установлена - динамическая остановка. При остановке двигателя сигналом на разъеме STOP/START, с настройкой на динамическую, выход контроллера сохраняет состояние с момента остановки, т.е. включаются соответствующие катушки двигателя, на практике это приводит к тому, что ось двигателя блокируется в одной точке, но вызывает потребление значительного тока и нагрев обмоток. Статическая остановка приводит к отключению двигателя в остановленном состоянии, на практике это вызывает почти свободное движение оси двигателя, и система потребляет лишь небольшой ток покоя.

Плата драйвера шагового двигателя 

Рисунок 2. Плата драйвера шагового двигателя

Контроллер мотора должен быть собран на плате, схема сборки которой показана на рисунке 2. Сборка системы типовая и не должна вызывать затруднений. Происходит это стандартно, начиная с самых мелких элементов и заканчивая самыми крупными. После сборки система сразу готова к работе. Все изменения в конфигурации контроллера, сделанные с помощью перемычек CONFIG, будут активны только после выключения и повторного включения питания. Способ подключения системы с типичным биполярным двигателем показан на рисунке 3.

Подключение платы дравера 

Рисунок 3. Подключение платы драйвера


Файлы к статье "Драйвер биполярного шагового двигателя на ATtiny261"
Описание:

Файл прошивки микроконтроллера

Размер файла: 53.4 KB Количество загрузок: 40 Скачать