Характеристика шагового двигателя em 462

CNC-DESIGN

В корзине пусто!

Шаговые двигатели выбор и расчет основных параметров

Шаговые двигатели выбор и расчет основных параметров.
Шаговый двигатель — это электромеханическое устройство, которое преобразует электрические импульсы в дискретные механические движения. Вал шагового двигателя вращается с дискретным шагом, когда на него подаются управляющие импульсы в правильной последовательности. Вращение двигателей напрямую зависит от входящих импульсов, так же они напрямую управляют направлением и скоростью вращения вала двигателя.

Преимущества и недостатки шагового двигателя:
Преимущества:
— угол поворта двигателя пропорционален входным импульсам;
— фиксация положения при остановке током удержания;
— точное позиционирование и повторяемость движения, так как большинство шаговых двигателей имеют точность 3-5% шага, и эта ошибка не суммируется от одного шага к следующему;
— низкая инертность при запуске, остановке и реверсе;
— высокая надежность, поскольку в двигателе отсутствуют контактные щетки, поэтому срок службы двигателя в основном зависит от срока службы подшипников;
— реакция двигателя на цифровые входные импульсы обеспечивает управление без обратной связи, что делает систему более простой и, следовательно, более экономичной;
— можно достичь очень низкой скорости синхронного вращения с нагрузкой, которая напрямую связана с валом;
— можно реализовать широкий диапазон скоростей вращения, так как скорость пропорциональна частоте входных импульсов;
— шаговые двигатели дешевле серводвигателей.

Недостатки:
— может возникнуть явление резонанса, при некорректном расчете узла или системы управления;
— двигатель непрост вэксплуатации наочень высоких скоростях, 3000+ об/мин;
— сложность системы управления;
— падение мощности с ростом скорости вращения;
— отсутствие обратной связи;
— невысокая удельная мощность;
— низкая скорость вращения;
— шум.

Выбор шагового двигателя.
Шаговый двигатель можно использовать когда требуется контролируемое движение. Они могут использоваться в приложениях, где необходимо контролировать угол поворота, скорость, положение и синхронизацию. Из-за присущих выше преимуществ, шаговые двигатели нашли свое место в различных устройствах: принтеры, плоттеры, лазерные резаки, гравировальные станки, устройства захвата и так далее.
При выборе шагового двигателя для вашего устройства необходимо учитывать несколько факторов:
Как двигатель будет связан с нагрузкой?
Какие скорость и ускорения необходимо реализовать?
Какой крутящий момент необходим для перемещения исполнительного механизма?
Какая степень точности требуется при позиционировании?

Количество полюсов (однополюсный/биполярный)
Обычно шаговые двигатели имеют две фазы, но также существуют трех- и пятифазные двигатели. Биполярный двигатель с двумя фазами имеет одну обмотку/фазу, а однополярный двигатель имеет одну обмотку с центральным отводом на фазу. Иногда шаговый двигатель называют четырехфазным двигателем, хотя он имеет только две фазы. Двигатели с двумя отдельными обмотками на фазу могут приводиться в двухполярный или однополярный режим. Желательно, чтобы количество проводов на двигателе соответствовало количеству контактов на драйвере, чтобы не заниматься различными ухищрениями при подключения.

Номинальный ток
Обычно указывается максимальный ток, который подается одновременно на обе обмотки. Максимальный ток через одну обмотку (который действительно имеет значение при использовании микрошагов) указывается достаточно редко. При подаче номинального тока на одну обмотку происходит нагрев двигателя, из-за этого обычно ограничивают ток двигателя не более 85% от номинального тока. Для достижения максимального крутящего момента двигателя без перегрева, необходимо выбрать двигатель с номинальным током не более чем на 25% выше, чем рекомендуемый максимальный ток привода шагового двигателя.

Крутящий момент
Выходной крутящий момент и мощность шагового двигателя зависят от размера двигателя, теплоотвода, рабочего цикла, обмотки двигателя и типа используемого привода. Если шаговый двигатель работает без нагрузки во всем диапазоне частот, одна или несколько точек собственных колебаний резонанса могут быть обнаружены либо по звуку, либо по датчикам вибрации. Полезный крутящий момент от шагового двигателя может быть резко уменьшен за счет резонансов. Работы на резонансных частотах следует избегать. Внешнее демпфирование, дополнительная инерция или применение микрошагов используются для уменьшения эффекта резонанса.

Удерживающий момент
Это максимальный крутящий момент, который может обеспечить двигатель, когда обе обмотки находятся под напряжением при полном токе. Крутящий момент пропорционален току (за исключением очень малых токов), поэтому, например, если вы установите драйверы на 85% от номинального тока двигателя, то максимальный крутящий момент будет 85% * 0,707 = 60% от указанного удерживающего момента.
Крутящий момент возникает, когда угол ротора отличается от идеального угла, который соответствует току в его обмотках. Когда шаговый двигатель ускоряется, возникает крутящий момент для преодоления собственной инерции ротора и массы нагрузки, приводимой в движении. Чтобы создать этот крутящий момент, угол ротора должен отставать от идеального угла.
Известно, что использование микрошага снижает крутящий момент. На самом деле это означает, что угол запаздывания равен углу, соответствующему одному микрошагу (поскольку вы хотите, чтобы положение было с точностью до одного микрошага), более высокое значение микрошага предполагает уменьшение угла, а значит и уменьшение крутящего момента. Крутящий момент на единицу угла (что действительно имеет значение) не уменьшается при увеличении микрошага. Иными словами, отправка импульса на двигатель на один микрошаг 1/16 приводит к точно таким же фазовым токам (и, следовательно, к тем же силам), что и к отправке двух 1/32 микрошагов или четырех 1/64 микрошагов и так далее.

Размер
Шаговые двигатели также классифицируются в соответствии с размерами корпуса, которые соответствуют размеру рамы двигателя. Например, шаговый двигатель NEMA11 имеет размер рамы приблизительно 1,1 дюйма (28 мм). Аналогично, шаговый двигатель NEMA23 имеет размер корпуса 2,3 дюйма (57 мм) и т. д. Однако длина корпуса может изменяться от двигателя к двигателю в рамках одной и той же классификации размеров, при этом крутящий момент двигателя с определенным размером рамы будет увеличиваться с увеличением длины корпуса.

— габарит рамы 20х20 мм;
— диапазон длин: 30-42 мм;
— крутящий момент: 0,18-0,3 кг*см.

— габарит рамы 28х28 мм;
— диапазон длин: 32-51 мм;
— крутящий момент: 0,43-0,9 кг*см.

— габарит рамы 35х35 мм;
— диапазон длин: 28 мм;
— крутящий момент: 1,0 кг*см.

— габарит рамы 39х39 мм;
— диапазон длин: 20-38 мм;
— крутящий момент: 0,65-2,0 кг*см.

— габарит рамы 42х42 мм;
— диапазон длин: 25-60 мм;
— крутящий момент: 1,7-6,5 кг*см.

— габарит рамы 56х56 мм;
— диапазон длин: 41-76 мм;
— крутящий момент: 2,88-18,9 кг*см.

— габарит рамы 86х86 мм;
— диапазон длин: 65-156мм;
— крутящий момент: 34-122 кг*см.

— габарит рамы 110х110 мм;
— диапазон длин: 99-201 мм;
— крутящий момент: 112-280 кг*см.

— габарит рамы 130х130 мм;
— диапазон длин: 165-270 мм;
— крутящий момент: 270-500 кг*см.

Угол шага.
Существует два распространенных угла шага: 0,9 и 1,8 градуса на полный шаг, что соответствует 400 и 200 шагам/оборот. Большинство устройств используют двигатели с шагом 1,8 град/шаг.
При заданной скорости вращения 0,9-градусный двигатель производит вдвое больше индуктивной обратной эдс, чем 1,8-градусный двигатель, из-за этого возможно будет необходимо использовать питание 24 В для достижения высоких скоростей с двигателями 0,9 градуса.
Для двигателей 0,9 градуса необходимо подавать шаговые импульсы драйвера с удвоенной скоростью по сравнению с двигателями 1,8 градуса. Если вы используете высокий микрошаг, тогда скорость может быть ограничена скоростью, с которой электроника может генерировать шаговые импульсы.

Разрешение и точность позиционирования.
На разрешение и точность позиционирования системы шагового двигателя влияют несколько факторов: угол шага (длина полного шага шагового двигателя), выбранный режим движения (полный шаг, полшага или микрошаг) и скорость передачи. Это означает, что есть несколько различных комбинаций, которые можно использовать для получения желаемого разрешения, из-за этого проблема разрешения обычно может быть решена после того, как были определены размер двигателя и тип привода.

Самоиндукция .
Индуктивность двигателя влияет на скорость, с которой драйвер шагового двигателя может приводить двигатель в действие до падения крутящего момента. Если мы временно игнорируем обратную эдс из-за вращения, а номинальное напряжение двигателя намного меньше, чем напряжение питания привода, то максимальные обороты в секунду перед падением крутящего момента составляют:

оборотов_в_секунду=(2*напржение_БП)/(шагов_на оборот*3,14* индуктивность* ток)

Если двигатель приводит ремень GT2 через шкив, это дает максимальную скорость в мм/с как:

Например:
двигатель 1,8 град/шаг ( т. е. 200 шагов/об) с индуктивностью 4 мГн работает при 1,5, А при напряжении питания 12 В, и привод ремня GT2 с 20-зубчатым шкивом начинает терять крутящий момент со скоростью около 250 мм/с.
На практике крутящий момент начинает падать раньше, чем это из-за обратной эдс, вызванной движением, потому что не учитывается сопротивление обмоток. Моторы с низкой индуктивностью также имеют низкую ЭДС из-за вращения. Для достижения высоких скоростей, необходимо выбирать двигатели с низкой индуктивностью и высоким напряжением питания.

Сопротивление и номинальное напряжение
Это сопротивление на фазу и падение напряжения на каждой фазе, когда двигатель неподвижен, и фаза передает свой номинальный ток (который является результатом сопротивления и номинального тока). Это важно когда номинальное напряжение значительно ниже напряжения питания для шаговых драйверов.

Обратный ЭДС из-за вращения
Когда шаговый двигатель вращается, то создается обратная эдс. При идеальном нулевом угле запаздывания на 90 градусов не в фазе с напряжением возбуждения, а в фазе с обратной ЭДС из-за индуктивности. Когда двигатель выдает максимальный крутящий момент и находится на грани пропуска шага, он находится в фазе с током.
Обратный ЭДС из-за поворота обычно не указывается в спецификации, но мы можем оценить его по следующей формуле:

Формула предполагает, что удерживающий момент указан для обеих фаз, находящихся под напряжением при номинальном токе. Если это указано только с одной фазой под напряжением, замените 1,414 на 2.
Пример: рассмотрим 200-шаговый двигатель, приводящий каретку через шкив с 20 зубцами и ремень GT2. Это 40-миллиметровое движение за оборот. Для достижения скорости 200 мм/сек нам нужно 5 об/сек. Если мы используем двигатель с удерживающим моментом 0,55 Нм, когда обе фазы работают при 1,68, А, пиковая обратная эдс из-за вращения составляет

1,414 * 3,142 * 0,55 * 5 / 1,68 = 7,3 В.

Как вбрать необходимое напряжение питания
Если заранее известна необходимая скорость движения для вашего устройства, можно предварительно определить, какое напряжение питания вам потребуется для драйверов двигателя.
Пример: определим необходимую скорость движения. Для этого примера будем использовать 200 мм/сек, передача шкив 20 зубьев GT2.
Исходя из необходимой скорости движения, определим максимальную скорость ремня.
Прикинем обратную ЭДС от индуктивности:

где N — число полных шагов на оборот (200 для двигателей с 1,8 градусами или 400 для двигателей с 0,9 градусами).
Возьмем для примера двигателя со следующими параметрами: 0,9 градуса с индуктивностью 4,1 мГн, и токе 1А. Таким образом, обратная эдс из-за индуктивности составляет:

Вычислим обратную ЭДС из-за вращения по приведенной ранее формуле.
Двигатели для примера имеют номинальный ток 1,68А и момент удержания 0,44 Нм, поэтому результат равен:

Предпочтительно, чтобы напряжение питания драйвера составляло по меньшей мере сумму этих двух обратных эдс, плюс еще несколько вольт запаса. При использовании двух двигателей последовательно требуемое напряжение удваивается.

Алгоритм выбора шагового двигателя
1. Определение компонента механизма привода .
Определите механизм и необходимые входные данные, вариант механизма, приблизительные размеры, расстояния перемещения и время позиционирования.
2. Рассчитайте необходимое разрешение.
Найдите разрешение, необходимое для двигателя. Исходя из требуемого разрешения, определите, будет ли использоваться только двигатель или мотор-редуктор . Тем не менее, благодаря использованию технологии микрошагов, достичь требуемого разрешения стало гораздо легче.
3. Определите схему работы
Определите схему работы, которая соответствует требуемым данных. Рассчитайте значения ускорения (замедления) и скорость рабочего импульса, чтобы рассчитать момент ускорения.
4. Рассчитайте необходимый крутящий момент.
Рассчитайте момент нагрузки и момент ускорения и найдите требуемый момент, требуемый двигателем.
5. Выберите двигатель.
Сделайте предварительный выбор двигателя на основе требуемого крутящего момента. Определите используемый двигатель по характеристикам скорости и крутящего момента.
6. Проверьте выбранный двигатель.
Подтвердите скорость ускорения / замедления и коэффициент инерции.

Общие рекомендации:
— если не планируется использовать внешние драйверы шаговых двигателей, выбирайте двигатели с номинальным током не менее 1,2, А и не более 2,0 А.
— рассчитывайте на рабочий ток шагового двигателя 50-85% от номинального.
— размер:
Nema 17- самый популярный размер, используемый в домашних проектах.
Nema 23 необходимо использовать если не хватает крутящего момента от длинных двигателей Nema 17.
— старайтесь не использовать двигатели с номинальным напряжением (или произведением номинального тока и фазового сопротивления)> 4 В или индуктивности> 4 мГн.
— выборйте двигатель с 0,9 град/шаг, если необходима дополнительная точность позиционирования, для стандартных решений используйте двигатели 1,8 град/шаг.
— при использовании 0,9 градусных шаговых двигателей или двигателей с высоким крутящим моментом, необходимо применение блоков питания с напряжением 24 В, чтобы поддерживать крутящий момент на более высоких скоростях.

Шаговый двигатель nema 17 характеристики. Чем отличаются типы шаговых двигателей Nema

Униполярный двухфазный шаговый двигатель (stepper motor) — привод, который способен поворачиваться на заданное количество шагов. Один полный оборот разбит на 200 шагов. Таким образом, вы можете заставить повернуться вал мотор на произвольный угол, кратный 1,8°.

Двигатель имеет стандартный в промышленности размер фланца 42 мм, известный как типоразмер Nema 17. Такие двигатели часто используются для создания координатных станков с ЧПУ, 3D-принтеров и других механизмов, где необходимо точное позиционирование.

Выводы мотора — 6 проводов со свободными концами, где каждая тройка подведена к концам и центру обмотки, отвечающей за свою фазу. Таким образом вы можете подключить двигатель как в униполярном, так и в биполярном режиме. Для управления мотором с помощью микроконтроллера понадобится драйвер-посредник такой как драйвер шагового двигателя (Troyka-модуль) , сборка Дарлингтона ULN2003 или H-мост L293D . Для контроля с помощью Arduino также подойдёт плата расширения Motor Shield .

Подробнее о подключении шаговых моторов к Arduino вы можете прочитать в статье на официальной вики.

Для крепления колёс, шкивов и других элементов на валу мотора удобно использовать специальную втулку-переходник .

Рекомендованное напряжение питания мотора — 12 В. При этом ток через обмотки составит 400 мА. Если в вашем устройстве сложно получить указанный режим питания, вы можете вращать мотор и с помощью меньшего напряжения. В этом случае соответственно снизится потребляемый ток и крутящий момент.

Характеристики

• Шаг: 1,8°±5% (200 на оборот)
• Номинальное напряжение питания: 12 В
• Номинальный ток фазы: 400 мА
• Крутящий момент (holding torque): не менее 3,17 кг×см
• Крутящий момент покоя (detent torque): 0,2 кг×см
• Максимальная скорость старта: 2500 шагов/сек
• Диаметр вала: 5 мм
• Длина вала: 24 мм
• Габариты корпуса: 42×42×48 мм (Nema 17)
• Вес: 350 г

Шаговые двигатели стандарта NEMA 17 являются одними из самых популярных и распространенных, благодаря диапазону крутящего момента, компактным размерам, а также низкой стоимости они отлично подходят для подавляющего большинства конструкций, где требуется организовать систему точных перемещений.

Данный типоразмер является отличным выбором при построении 3D-принтеров. В популярны моделях используют от трех штук до четырех штук для организации передвижения по трем осям (4 штуки для тех моделей, где используются два двигателя для перемещение по оси Y — к примеру, RepRap Prusа i3 или RepRap Prusa Mendel и им подобных). Также потребуется одна штука на экструдер, который печатает одной нитью пластика или две штуки на экструдер, который может печатать двумя нитями пластика одновременно. Обычно на оси берут более мощные модели, а на экструдер послабее, так как для экструдера достаточно небольшого крутящего момента, а меньший вес используемых двигателей позволяет снизить нагрузку на оси перемещений.

Стандарт NEMA определяет размеры фланца шагового двигателя, NEMA 17 означает размер фланца в 1.7 дюйма, в метрической системе он будет соответствовать 42.3мм, а расстояние между посадочными размерами будет составлять 31мм. Подавляющее большинство двигателей данного типоразмера имеет толщина вала равную 5мм. Вы можете ознакомиться с чертежом фланца для данного типоразмера на изображении выше.

Для управления перемещениями вам также потребуется драйвер шагового двигателя. Для данного типоразмера подходит огромное количество драйверов в разных ценовых категориях. К примеру, благодаря невысокой стоимости часто используются микро-драйвера типа A4988, DVR8825 и им подобные. Их удобно использовать в связке с Arduino — в этом случае вам пригодится отличный шилд RAMPS 1.4, который позволяет подключать до 5 осей. Также большое распространение получили одноплатные драйвера на микросхемах TB6560 и TB6600 от компании Toshiba, они бывают как одноканальными, так и многоканальными. Эти устройства уже можно отнести к классу полупрофессиональных драйверов, они имеют опторазвязанные входы-выходы, их можно подключать напрямую к LPT-порту компьютера, они реализуют более продвинутую логику управления, а их мощности хватит для двигателей большего типоразмера. Также можно упомянуть профессиональные модульные драйвера, они могут контролировать пропускание шагов, реализовывать движение с ускорением, возможностями обрабатывать критические ситуации (к примеру короткое замыкание), но они не особо популярны в любительском сегменте за счет более высокой цены.

Отдельным классом идут специализированные контроллеры для 3D-принтеров, к примеру Printrboard, в отличие от обычных драйверов, кроме реализации перемещений по осям, они могут управлять и контролировать температуру сопла экструдера, температуру нагревательного стола и реализовывать прочие возможности, которые специфичны именно для области. Использование таких контроллеров предпочтительней всего.

У нас вы можете выбрать и купить шаговые двигатели NEMA 17 для построения 3D-принтера по выгодным ценам.

Компания SteepLine занимается производством станков с числовым программным управлением (ЧПУ). В нашем производстве применяются шаговые двигатели стандарта Nema. Дискретное вращение вала с фиксированным углом поворота позволяет добиться максимально точного шага перемещения каретки с закреплённым инструментом. Мощность двигателя зависит от размеров корпуса и соединительного фланца.

Моторы для станков ЧПУ от SteepLine

Фрезерные (или фрезерно-гравировальные) станки широко применяются в обработке самых разнообразных материалов: древесины, металлов, камня, пластика. В производстве фрезерных станков с ЧПУ компания SteepLine применяет только качественные элементы, благодаря чему изделия отличаются надёжностью и долговечностью. В то же время использование современных разработок позволяет создавать станки, способные на тончайшие и точнейшие манипуляции.

На сайте сайт вы можете выбрать и купить шаговый двигатель для станков ЧПУ формата Nema 17, а также любые другие комплектующие для станков. Также по заказу мы можем собрать станок под индивидуальные потребности клиента. Оплата производится банковским переводом, картой либо наличными деньгами. Доставка осуществляется транспортными компаниями, но возможен и самовывоз: Россия, Ростовская область, г. Каменск-Шахтинский, пер. Полевой 43.

Биполярный шаговый двигатель с фланцем 42 мм(стандарт NEMA17). Маломощные двигатели NEMA17 подходят для использования с системах с числовым программным управлением, где нет нагрузки на перещаемый узел — в сканерах, выжигателях, 3D-принтерах, установщиках компонентов и т.п.

(Общие технические параметры) шаговый двигатель 42HS4813D5

• Технические характеристики
• Модель:_______________________________________________ 42HS4813D5
• Фланец:____________________________________ 42 мм (стандарт NEMA 17)
• Размеры мотора:________________________________________ 42х42х48 мм
• Размеры вала:______________________________________________ 28х5 мм
• Вес:________________________________________________________ 0.35 кг
• Ток: __________________________________________________________1.3 А
• Сопротивление фазы: _________________________________________1.5 Ом
• Индуктивность обмотки:_______________________________________ 2.8 мГн
• Крутящий момент: ___________________________________________5.2 Н/см
• Момент удержания:__________________________________________ 2.8 Н/см
• Инерция ротора:_____________________________________________ 54 г/см2
• Рабочие температуры:________________________________ от -20°С до +85°С
• Шаг:___________________________________________________________1.8°
• Полный оборот:______________________________ выполняется за 200 шагов
• Разъём:___________________4 PIN, длина провода 70 см, съёмный коннектор

Оплата

Вы можете выбрать любой удобный для Вас способ оплаты: банковский перевод, оплата банковской картой или наличные деньги в офисе компании.

Доставка по России

Доставка товара осуществляется ТК: СДЭК, Деловые линии, ПЭК, КиТ, ЖелДорЭкспедиция.) — см. доставка

Доставка и отгрузка товара осуществляется транспортными компаниями, после оплаты заказа. Стоимость доставки будет рассчитана менеджером после оплаты заказа. Доставка оплачивается полностью заказчиком при получении груза.

Самовывоз

Вы можете самостоятельно забрать Ваш заказ на складе по адресу Россия, Ростовская область, г. Каменск-Шахтинский, пер. Полевой 43 (координаты для навигатора 48.292474, 40.275522). Для крупногабаритных заказов воспользуйтесь транспортным средством.

Перед началом очередного проекта на Arduino, было решено использовать шаговый двигатель Nema 17.

Почему именно Nema 17? В первую очередь, из-за отличного соотношения цена/качество.

Перед подключением Nema 17, за плечами был определенный опыт работы с шаговиком 24byj48 (даташит). Управлялся он и с помощью Arduino, и с помощью Raspberry pi, проблем не возникало. Основная прелесть этого двигателя — цена (около 3 долларов в Китае). Причем, за эту сумму вы приобретаете двигатель с драйвером в комплекте. Согласитесь, такое можно даже и спалить, не особо сожалея о содеянном.

Теперь появилась задача поинтереснее. Управлять шаговым двигателем Nema 17 (даташит). Данная модель от оригинального производителя реализуется по цене около 40 долларов. Китайские копии стоят раза в полтора-два дешевле — около 20-30 долларов. Очень удачная модель, которая часто используется в 3D принтерах и CNC-проектах. Первая возникшая проблема — как подобрать драйвер для этого двигателя. Силы тока на пинах Arduino для питания не хватит.

Выбор драйвера для управления Nema 17

Google подсказал, что для оживления Nema 17 можно использовать драйвер A4988 от Poulou (даташит).

Кроме того, есть вариант использования микросхем L293D. Но A4988 считается более подходящим вариантом, так что на нем и остановились во избежание потенциальных проблем.

Как уже упоминалось выше, использовались двигатель и драйвер, заказанные из Китая. Ссылки ниже.

• КУПИТЬ драйвер шагового двигателя A4988 с доставкой из Китая ;

Подключение Nema 17 через A4988

Подключение было реализовано на основании этой темы на Arduino форуме. Рисунок приведен ниже.

Собственно, данная схема присутствует практически на каждом блоге-сайте, посвященном Arduino. Плата была запитана от 12 вольтового источника питания. Но двигатель не вращался. Проверили все соединения, еще раз проверили и еще раз.

Первая проблема

Наш 12 вольтовый адаптер не выдавал достаточной силы тока. В результате адаптер был заменен на 8 батареек АА. И двигатель начал вращаться! Что ж, тогда захотелось перескочить с макетной платы на прямое подключение. И тут возникла

Вторая проблема

Когда все было распаяно, двигатель опять перестал двигаться. Почему? Не понятно до сих пор. Пришлось вернуться к макетной плате. И вот тут возникла вторая проблема. Стоит предварительно было посидеть на форумах или внимательно почитать даташит. Нельзя подключать-отключать двигатель когда на контроллер подано питание! В результате контроллер A4988 благополучно сгорел.

Эта проблема была решена покупкой нового драйвера на eBay. Теперь, уже с учетом накопленного грустного опыта, Nema 17 был подключен к A4988и запущен, но.

Шаговый двигатель сильно вибрирует

Во время вращения ротора двигатель сильно вибрировал. О плавном движении не было и речи. Гугл вновь в помощь. Первая мысль — неправильное подключение обмоток. Ознакомление с даташитом шагового двигателя и несколько форумов убедили, что проблема не в этом. При неправильном подключении обмоток двигатель просто не будет работать. Решение проблемы крылось в скетче.

Программа для Arduino

Оказалось, что есть замечательная библиотека для шаговых двигателей, написанная ребятами из Adafruit. Используем библиотеку AcclStepper и шаговый двигатель начинает работать плавно, без чрезмерных вибраций.

Основные выводы

1. Никогда не подключайте/отключайте двигатель, когда на контроллер подано питание.
2. При выборе источника питания, обратите внимание не только на вольтаж, но и на мощность адаптера.
3. Не расстраивайтесь, если контроллер A4988 вышел из строя. Просто закажите новый;)
4. Используйте библиотеку AcclStepper вместо голого кода Arduino. Шаговый двигатель с использованием этой библиотеки будет работать без лишних вибраций.

Скетчи для управления шаговым двигателем

Простой Arduino-код для проверки шагового двигателя

//простое подключение A4988

//пины reset и sleep соединены вместе

//подключите VDD к пину 3.3 В или 5 В на Arduino

//подключите GND к Arduino GND (GND рядом с VDD)

//подключите 1A и 1B к 1 катушке шагового двигателя

//подключите 2A и 2B к 2 катушке шагового двигателя

//подключите VMOT к источнику питания (9В источник питания + term)

//подключите GRD к источнику питания (9В источник питания — term)

int stp = 13; //подключите 13 пин к step

int dir = 12; //подключите 12 пин к dir

if (a 400) // вращение на 200 шагов в направлении 2

Второй код для Arduino для обеспечения плавного вращения двигателя. Используется библиотека AccelStepper library .

AccelStepper Stepper1(1,13,12); //использует пин 12 и 13 для dir и step, 1 — режим «external driver» (A4988)

int dir = 1; //используется для смены направления

Stepper1.setMaxSpeed(3000); //устанавливаем максимальную скорость вращения ротора двигателя (шагов/секунду)

Stepper1.setAcceleration(13000); //устанавливаем ускорение (шагов/секунду^2)

Stepper1.move(1600*dir); //устанавливает следующее перемещение на 1600 шагов (если dir равен -1 будет перемещаться -1600 -> противоположное направление)

dir = dir*(-1); //отрицательное значение dir, благодаря чему реализуется вращение в противоположном направлении

delay(1000); //задержка на 1 секунду

Stepper1.run(); //запуск шагового двигателя. Эта строка повторяется вновь и вновь для непрерывного вращения двигателя

Оставляйте Ваши комментарии, вопросы и делитесь личным опытом ниже. В дискуссии часто рождаются новые идеи и проекты!

andbas.com :: research

Friday, January 20, 2012

Новый рубеж механики — шаговый двигатель

Я планировал её использовать для управления двигателей в моем роботе — вполне возможно, что она еще найдет в нем свое место, у меня и платка расчерчена под нее. Но об этом как-нибудь в другой раз.

Зачем здесь микросхема
Дело в том, что ножки микроконтроллера не могут выдать достаточно высокого тока не сгорев. Светодиод какой-нибудь разжечь — пожалуйста, но больше — он просто сгорят и возможно потянут за собой еще и весь микроконтроллер, а в случае с питанием от USB — еще и USB порт. В общем, не стоит к ним подключать что-то напрямую — это правило.
Для того, чтобы подключить что-то «мощное» к ножке микроконтроллера понадобится как минимум транзистор. Но собирать схему на транзисторах — было бы слишком уж нудным делом, да и времени бы заняло уйму.
Так вот, драйвер нужен для того чтобы относительно маленьким током от контроллера управлять достаточно большими токами способными раскрутить наш двигатель. Надеюсь, достаточно понятно объяснил зачем тут микросхема.
На самом деле L293D это сдвоенный драйвер и он позволит нам управлять всеми четырьмя выходами шагового двигателя.

Еще чуть-чуть теории
У биполярного шагового двигателя есть четыре провода. Для того, чтобы заставить двигатель повернуться на один шаг (в нашем случае 7,5 градусов) необходимо в определенной последовательности выставлять логические нули (нулевой потенциал, земля в электрической цепи) и логические единицы (плюс питания, положительный потенциал) на каждом из них. Я долго пытался вникнуть в диаграммы, что за чем генерировать там нужно, но в итоге глаза мне раскрыло ковыряние стандартной библиотеки Arduino — Stepper. Там написано следующее:
А потом — все повторяется снова и снова, то количество раз, которое надо, чтобы повернуть вал на нужное количество шагов. Мне показалось это объяснение наиболее понятным. Ну, если вам этого не достаточно, чтобы быть спокойными — тогда сюда, отличная статья.

Приступим к сборке
Попытаемся собрать следующую схему (сразу говорю — лучше следовать схеме, так как на фото будет уже не особенно понятно, что с чем соединять):

Программная составляющая
Для работы с шаговиком я использовал стандартную библиотеку Stepper, которая есть в комплекте Arduino IDE. И хотя я уже разобрался какие импульсы надо генерировать, но не использовать уже написанный за тебя функционал — это не совсем удобно. Итак, не буду томить, код в студию:

Вот такой вот простой кусочек кода. Все что он делает — поочередно поворачивает моторчик по и против часовой стрелки на 360 градусов. Все это очень просто и в то же время достаточно наглядно описывает возможности.

Запуск и старт
Не знаю как у вас, а у меня все программы, которые заставляют двигаться что-то в реальном мире, вызывают какой-то трепетный восторг. Я очень люблю экспериментировать с такими программами. В этот раз получилось практически так же как и всегда. Правда в этот раз я «нарвался» на кучу вопросов по работе L293D, которая оказывается работает и при подключенных к плюсу питания только контактов ENA1 и ENA2.
Google’ние ничего не дало. Зато электронщики сразу отозвались на форумах. Оказалось такое действительно может быть, т.к. просто «излишек» тока на ENA1 и ENA2 «стравливается» на шину питания и схема начинает работать все равно, и моторчик крутиться. Не советую повторять этот эксперимент дома — можно запросто что-нибудь спалить.
Ну, да собственно, чего ждать — видео:

Характеристика шагового двигателя em 462

• Гибридные шаговые двигатели
  • Обзор моторов
  • Правила обозначения ШД
  • 8H2A
  • 11H2A
  • 14H2A
  • 14H2M
  • 14H2K
  • 14H2R
  • 16H2M
  • 16H2A
  • 17H2M / 17H2K
  • 17H2A
  • 17H2E
  • 23H2M
  • 23H2A
  • 23L
  • 24H2A
  • 23H2B
  • 34H2A
  • 34H2M
  • 34H2B
  • 34H2Y
  • 43H2A

• 17H3A
• 23H3A
• 24H3A
• 34H3A

• 24H5A
• 34H5B

Приводы шаговых двигателей
Мотор-редукторы
Шаговые двигатели
Примеры использования

• Теория

Контакты
На главную

• Нові шинні з’єднання для контакторів від LOVATO Electric — 12.09.2021
• Компактні синхронні серводвигуни m850 Lenze для задач позиціонування — 06.09.2021
• Рішення АВР від Socomec — 29.08.2021
• Новий контролер АВР ATL500 Lovato Electric з функцією NFC — 16.08.2021

КОНСТРУКЦИЯ ОБОЗНАЧЕНИЯ
для гибридных шаговых двигателей

Пример заказного номера: 23H2A4425-05A

ОБОЗНАЧЕНИЕ ЗАКАЗНОГО НОМЕРА ДЛЯ ГИБРИДНЫХ ШАГОВЫХ МОТОРОВ

23H2A4425-05A = Габарит корпуса 57мм, 2-х фазный, 1.8 °, квадратный корпус 45мм, биполярный, 2.5A, 5-я версия, один вал

23H3A5635 = Габарит корпуса 57мм, 3-х фазный, 1.2 °, квадратный корпус 51мм, униполярный, 3.5A, стандарт