使用Arduino和A4988步进驱动器模块控制NEMA 17步进电机

原文：https://circuitdigest.com/microcontroller-projects/controlling-nema-17-stepper-motor-with-arduino-and-a4988-stepper-driver-module

使用Arduino和A4988步进驱动器模块控制NEMA 17步进电机

所需组件

• Arduino UNO
• NEMA17步进电机
• A4988步进驱动器模块
• 47 µf电容器
• 电位器

NEMA17步进电机

Nema17的操作类似于普通的步进电机。NEMA 17步进电机具有1.7 x 1.7英寸的面板,通常比较小的型号(例如NEMA 14)具有更大的扭矩。该电机有六根导线,额定电压为12伏。可以在较低的电压下运行,但扭矩会下降。步进电机不旋转,它们步进,并且NEMA17电机的步进角为1.8度。表示每一步都覆盖1.8度。NEMA17的接线图如下。

如您所见,该电动机具有单极六线制。这些导线连接在两个分开的绕组中。黑色,黄色,绿色电线是第一绕组的一部分,其中黑色是中心抽头,黄色和绿色是线圈端,而红色,白色和蓝色是第二绕组的一部分,其中白色是中心抽头,红色和蓝色是线圈端线。通常,中心抽头导线保持断开状态。

NEMA17的每转步数

特定步进电机的每转步数是使用该步进电机的步距角计算的。因此,在这种情况下,NEMA 17步距角为1.8度。

Steps per Revolution= 360 / step angle
360 / 1.8 =200 Steps Per Revolution

NEMA17的规格

• 额定电压：12V DC
• 步距角：1.8度
• 阶段数：4
• 电机长度：1.54英寸
• 4线8英寸引线
• 每转200步,1.8度
• 工作温度：-10至40°C
• 单极保持扭矩：22.2盎司

还要在此处检查与步进电机有关的各种项目,这不仅包括与各种微控制器的基本接口,而且还有涉及步进电机的机器人项目。

A4988步进驱动器模块

步进驱动器模块控制步进电机的工作。步进驱动器通过各个相位将电流发送到步进电机。

的A4988的Nema 17步进驱动器是用来控制双极步进电动机一微步驱动器模块。该驱动器模块具有内置转换器,这意味着我们可以使用控制器中很少的引脚来控制步进电机。

使用此Nema 17电机驱动器模块,我们可以仅使用两个引脚(即STEP和DIRECTION)来控制步进电机。STEP引脚用于控制步进,而DIRECTION引脚用于控制电动机的方向。A4988驱动程序模块提供五种不同的步骤分辨率：全步,半步,四分之一步,八步和十六步。您可以使用分辨率选择器引脚((MS1,MS2和MS3)选择不同的步长分辨率。这些引脚的真值表如下所示：

A4988的规格

最大限度。工作电压：35V

最小 工作电压：8V

最大限度。每相电流：2A

微步分辨率：全步,1/2步,¼步,1/8和1/16步

反向电压保护：否

尺寸：15.5×20.5毫米(0.6英寸×0.8英寸)

电路图

上图 给出了使用Arduino控制Nema 17步进电机的电路图 。由于A4988模块具有内置转换器,这意味着我们只需要将Step和Direction引脚连接到Arduino即可。步进销用于控制步进,方向销用于控制方向。步进电机使用12V电源供电,而A4988模块通过Arduino供电。电位器用于控制电动机的方向。

如果顺时针旋转电位器,则步进器将顺时针旋转,如果逆时针旋转电位器,则其将逆时针旋转。47 µf电容器用于保护电路板免受尖峰电压的影响。MS1,MS2和MS3引脚保持断开状态,这意味着驱动器将以全步模式运行。

下表列出了Arduino Nema 17 A4988的完整连接 。

代码说明

本教程的末尾给出了具有可运行视频控制Nema 17和Arduino的完整代码 ,在这里我们将解释用于理解项目工作的完整程序。

首先,将步进电机库添加到您的Arduino IDE中。您可以从此处下载步进电机库。

在那之后,定义NEMA 17的步骤编号。NEMA 17的每转步数为200。

#include <Stepper.h>
＃define STEPS 200

然后,指定驱动器模块所连接的引脚,并将电动机接口类型定义为*Type1,*因为电动机是通过驱动器模块连接的。

Stepper stepper(STEPS,2,3); 
#define motorInterfaceType 1

接下来,使用stepper.setSpeed功能设置步进电机的速度。NEMA 17的最大电动机速度为4688 RPM,但如果运行速度超过1000 RPM,则转矩会迅速下降。

void setup(){ stepper.setSpeed(1000);

现在在*主*循环中,我们将从A0引脚读取电位器值。在此循环中,有两个函数,一个是potVal,另一个是Pval。如果当前值(即potVal)高于上一个值(即Pval),则它将沿顺时针方向移动十步；如果当前值小于先前值,则potVal将沿逆时针方向移动十步。 。

potVal = map(analogRead(A0),0,1024,0,500); if(potVal> Pval)stepper.step(10); if(potVal <Pval)stepper.step(-10);Pval = potVal;

现在,将Arduino与您的笔记本电脑连接,然后使用Arduino IDE将代码上传到Arduino UNO板上,选择板和端口号,然后单击上载按钮。

现在,您可以使用电位计控制Nema17步进电机的方向。以下视频显示了该项目的完整工作。如果您对此项目有任何疑问,请在下面的评论部分中发布。

#include <Stepper.h> 
#define STEPS 200// Define stepper motor connections and motor interface type. Motor interface type must be set to 1 when using a driver
Stepper stepper(STEPS, 2, 3); // Pin 2 connected to DIRECTION & Pin 3 connected to STEP Pin of Driver
#define motorInterfaceType 1
int Pval = 0;
int potVal = 0;void setup() {// Set the maximum speed in steps per second:stepper.setSpeed(1000);
}
void loop() {potVal = map(analogRead(A0),0,1024,0,500);if (potVal>Pval)stepper.step(10);if (potVal<Pval)stepper.step(-10);Pval = potVal;}