? ? ??我以2相4線步進(jìn)電機(jī)為例介紹步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)原理。大家都知道：通電的導(dǎo)體在磁場(chǎng)中產(chǎn)生力的作用；通電的線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)。前一條是直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)原理，這里不作介紹。后一條原理是步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)依據(jù)。先來看看2相4線步進(jìn)電機(jī)構(gòu)造示意圖，如下：
從上圖我們可以看出，步進(jìn)電機(jī)有一個(gè)轉(zhuǎn)子和一個(gè)定子。所謂轉(zhuǎn)子，就是該器件是活動(dòng)的，可以轉(zhuǎn)動(dòng)的。所謂定子，就是該器件是固定，不動(dòng)的。轉(zhuǎn)子，就是中間那個(gè)磁體，我們可看到它的N極、S極已經(jīng)標(biāo)出。定子，外圍那個(gè)環(huán)，它上面繞著有A（A+）、B(B+)、A(A-)、B(B-)4個(gè)線圈，每個(gè)線圈都有引出一條給外部連接的線，其中A、A是一相，是連通的，暫且叫它A相，B、B是一相，是連通的，暫且叫它B相。2相4線的說法就是來自這里。A相或B相通電時(shí)，會(huì)讓它自身變?yōu)橐粋€(gè)磁體，這個(gè)磁體會(huì)對(duì)轉(zhuǎn)子上的磁體產(chǎn)生強(qiáng)大引力，從而拉動(dòng)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)然，磁體的極性要有一定規(guī)律，力矩才能按照自己的需求作用在一個(gè)方向，不然力可能會(huì)被抵消，導(dǎo)致電機(jī)通電后不轉(zhuǎn)動(dòng)或者亂抖動(dòng)。A相或B相通電的通電規(guī)律，就是我們熟悉的步進(jìn)電機(jī)的時(shí)序問題。關(guān)于電機(jī)的時(shí)序，下面我們會(huì)用程序來介紹。先說明3個(gè)重要參數(shù)，如下：
??齒距角: 表示兩個(gè)齒距之間的夾角,我用的42步進(jìn)電機(jī)有50個(gè)齒，齒距角α=360/50=7.2°? ? ? ?
? ? ? ?拍數(shù)：轉(zhuǎn)過一個(gè)齒距角所需脈沖數(shù)，或者說完成一個(gè)磁場(chǎng)周期性變化所需脈沖數(shù)，用n表示，
? ? ? ? ? ? ? ? 下面程序是4拍運(yùn)行方式，即AB→BA→AB→AB。
? ? ? ?步距角：表示控制系統(tǒng)每發(fā)送一個(gè)脈沖信號(hào)，電機(jī)所轉(zhuǎn)動(dòng)的角度θ。θ=齒距角/拍數(shù)=7.2/4=1.8°。? ??
我們需要用到的關(guān)于步進(jìn)電機(jī)的關(guān)鍵信息上面已經(jīng)介紹完，接下來要說的是這里所用2相4線步進(jìn)電機(jī)的接線示意圖，如下圖：
? ? ??最后，我以一個(gè)Arduino程序來說明步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)過程。這里我用到：42步進(jìn)電機(jī) ;控制板，arduino nano開發(fā)板(HW-284);驅(qū)動(dòng)板，L298N(HW-095)。接線示意圖如下：
程序如下：
#include
?
#define D2 2 //A+??黑線 OUT1
#define D3 3 //A-??綠線 OUT2
#define D4 4 //B+??紅線 OUT3
#define D5 5 //B-??藍(lán)線 OUT4
?
void setup() {
?
? pinMode(D2,OUTPUT);
? pinMode(D3,OUTPUT);
? pinMode(D4,OUTPUT);
? pinMode(D5,OUTPUT);
?
}
?
void loop() {
?//我使用的步進(jìn)電機(jī)為50齒，齒距角為α=7.2°，讓電機(jī)全步運(yùn)行，也就是4拍，那么步距角 β=α/4，也就是發(fā)一個(gè)脈沖，電機(jī)轉(zhuǎn)1.8°
?//我想讓電機(jī)轉(zhuǎn)速為V=2轉(zhuǎn)/s，那么可以算出每個(gè)脈沖的長(zhǎng)度PL=(1000/2)/(360°/1.8°)=2.5ms
?//AB通電
? digitalWrite(D2,HIGH);
? digitalWrite(D3,LOW);//A相正向通電
? digitalWrite(D4,HIGH);
? digitalWrite(D5,LOW);//B相正向通電
? delay(2.5);//設(shè)置脈沖長(zhǎng)度為2.5ms,電機(jī)轉(zhuǎn)速為2轉(zhuǎn)每秒
?
?//BA通電
? digitalWrite(D2,LOW);
? digitalWrite(D3,HIGH);//A相反向通電
? digitalWrite(D4,HIGH);
? digitalWrite(D5,LOW);//B相正向通電
? delay(2.5);
?
?//AB通電
? digitalWrite(D2,LOW);
? digitalWrite(D3,HIGH);//A相反向通電
? digitalWrite(D4,LOW);
? digitalWrite(D5,HIGH);//B相反向通電
? delay(2.5);
?
?//AB通電
? digitalWrite(D2,HIGH);
? digitalWrite(D3,LOW);//A相正向通電
? digitalWrite(D4,LOW);
? digitalWrite(D5,HIGH);//B相反向通電
? delay(2.5);
}
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