A4983/A4988 stepper motor driver carrier s rozměry.
Přehled
Tento produkt je nosné desky nebo breakout board pro Allegro je A4988 DMOS Microstepping Ovladač s Překladatel a Nadproudovou Ochranu; proto doporučujeme pečlivé čtení A4988 datasheet (1MB, pdf) před použitím tohoto výrobku. Tento ovladač krokového motoru umožňuje ovládat jeden bipolární krokový motor až na výstupní proud 2 A na cívku (další informace naleznete v části úvahy o rozptylu výkonu níže). Zde jsou některé řidiče klíčové vlastnosti:
- Jednoduchý krok a směr ovládání rozhraní
- Pět různých krokem usnesení: full-step, half-step, čtvrtletí-krok osmý krok, a šestnáctého krok
- Nastavitelný aktuální ovládací prvek umožňuje nastavit maximální proud výstup s potenciometrem, který umožňuje používat napětí nad krokového motoru je jmenovité napětí pro dosažení vyšší sazby krok
- Inteligentní sekání ovládací prvek, který automaticky vybere správný aktuální útlumovém režimu (rychlý úpadek nebo pomalý úpadek)
- Přes-teplota tepelné vypnutí, podpěťové blokování, a crossover-aktuální ochranu
- Krátký-země a zkrat-zatížení ochrana
Tento produkt se dodává s celou povrchovou montáž komponenty—včetně ovladače A4988 IC-nainstalovány, jak je znázorněno na obrázku produktu.
Tento produkt lodě jednotlivě balené s 0,1″ mužské záhlaví kolíky součástí balení, ale zapájet; provádíme také verze s mužskou záhlaví kolíky již pájené. Pro zájemce o vyšší objem za nižší náklady na jednotku, nabízíme volně ložené-balené verzi bez záhlaví kolíky a volně ložené-balené verzi s záhlaví kolíky nainstalován.
Všimněte si, že nosíme několik krokových motorů, které lze použít jako alternativy pro tento modul (a drop-in výměny v mnoha aplikacích):
- nosič krokového motoru Black Edition A4988 je k dispozici s přibližně 20% lepším výkonem; kromě tepelných charakteristik jsou Black Edition a tato (zelená) deska zaměnitelné.
- MP6500 dopravce může dodat až 1,5 A na fázi (kontinuální) bez chladiče a je k dispozici ve dvou verzích, jedna s hrnci pro kontrolu aktuální limit a jeden s digitální proudové omezení ovládání pro dynamické omezení proudu nastavení pomocí mikrokontroléru.
- nosič DRV8825 nabízí přibližně o 50% lepší výkon v širším rozsahu napětí a má několik dalších funkcí.
- nosič DRV8834 pracuje s napájecím napětím motoru až 2,5 V, takže je vhodný pro nízkonapěťové aplikace.
- DRV8880 dopravce nabízí dynamicky škálovatelné pro omezení proudu a „AutoTune“, který automaticky vybere režimu útlumu každý PWM cyklu pro optimální stávajícího nařízení výkonu na základě faktorů, jako vinutí motoru odpor a indukčnost a motor je dynamické rychlosti a zatížení.
prodáváme také větší verze A4988 dopravce, který má reverzní ochrana napájení na hlavní napájecí vstup a vestavěný 5 V a 3,3 V napětí, regulátory, které eliminují potřebu samostatné logické a motorické pomůcky.
některé unipolární krokové motory (např. motory se šesti nebo osmi vodiči) mohou být tímto ovladačem řízeny jako bipolární krokové motory. Pro více informací, viz Často kladené otázky. Unipolární motory s pěti vodiči nelze s tímto ovladačem použít.
zahrnutý hardware
nosič ovladače krokového motoru A4988 je dodáván s jednou samčí hlavičkou 1×16-pin breakaway 0.1″. Hlavičky mohou být připájeny pro použití s pájenými prkénky nebo 0,1 “ zásuvkami. Můžete také pájet vodiče motoru a další připojení přímo k desce. (K dispozici je také verze této desky s již nainstalovanými hlavičkami.)
|
|
|
Pomocí ovladače
Minimální schéma zapojení pro připojení mikrokontroléru k A4988 stepper motor driver carrier (full-step mode).
připojení napájení
ovladač vyžaduje logické napájecí napětí (3-5.5 V) pro připojení přes kolíky VDD a GND a napájecí napětí motoru (8-35 V) pro připojení přes VMOT a GND. Tyto zdroje by měly mít vhodné odpojovací kondenzátory v blízkosti desky a měly by být schopny dodávat očekávané proudy (vrcholy až 4 A pro napájení motoru).
Varování: Tento letecký dopravce deska používá low-ESR keramických kondenzátorů, které je citlivé na destruktivní LC výkyvy napětí, zejména při použití síly vede déle než pár centimetrů. Za správných podmínek, tyto hroty mohou překročit 35 V maximální napětí pro A4988 a trvale poškodit desku, i když motor napájecí napětí je tak nízké, jak 12 V. Jeden způsob, jak k ochraně řidiče před těmito hroty je, aby velké (alespoň 47 µF) elektrolytický kondenzátor přes motor výkon (VMOT) a zemi někde v blízkosti desky.
Motor připojení
Čtyři, šest a osm-drát krokové motory mohou být poháněny A4988, pokud jsou řádně připojena; FAQ odpovědí vysvětluje správné elektroinstalace v detailu.
varování: Připojení nebo odpojení krokového motoru během napájení řidiče může řidiče zničit. (Obecněji řečeno, opětovné zapojení všeho, když je napájeno, vyžaduje potíže.)
velikost kroku (a microstep)
krokové motory mají obvykle specifikaci velikosti kroku (např. 1,8° nebo 200 kroků na otáčku), což platí pro plné kroky. A microstepping řidič jako A4988 umožňuje vyšší rozlišení tím, že dílčí krok místech, které je dosaženo sepnutím cívky se středně současné úrovni. Například řízení motoru v režimu čtvrt kroku dá motoru 200 kroků za otáčku 800 mikrostopů za otáčku pomocí čtyř různých úrovní proudu.
vstupy voliče rozlišení (velikost kroku) (MS1, MS2 a MS3) umožňují výběr z rozlišení pěti kroků podle níže uvedené tabulky. MS1 a MS3 mít vnitřní 100kΩ pull-down rezistory a MS2 má vnitřní 50kΩ pull-down rezistor, takže tyto tři microstep výběr piny odpojeny výsledky v plném rozsahu-krokem režimu. Aby režimy microstep fungovaly správně, musí být proudový limit nastaven dostatečně nízko (viz níže), aby se proudový limit zapojil. V opačném případě nebudou střední úrovně proudu správně udržovány a motor přeskočí mikrostepy.
| MS1 | MS2 | MS3 | Microstep Usnesení |
|---|---|---|---|
| Nízká | Nízká | Nízká | krok |
| High | Nízká | Nízká | Půl kroku |
| Nízká | High | Nízká | Čtvrtletí krok |
| High | High | Nízký | Osmý krok |
| High | High | High | Šestnácté krok |
Tlumení vstupů
Každý impuls na KROK vstup odpovídá jedné z microstep krokový motor ve směru zvoleném kolíkem DIR. Všimněte si, že STEP a DIR kolíky nejsou vytáhl na konkrétní napětí interně, tak byste si neměli nechat ani jednoho z těchto kolíků plovoucí ve vaší aplikaci. Pokud chcete pouze rotaci v jednom směru, můžete vázat DIR přímo na VCC nebo GND. Čip má tři různé vstupy pro řízení mnoha výkonových stavů: RST, SLP a EN. Podrobnosti o těchto stavech napájení naleznete v datasheetu. Vezměte prosím na vědomí, že první kolík je plovoucí; pokud nepoužíváte kolík, můžete jej připojit k sousednímu SLP kolíku na desce plošných spojů, aby byl vysoký a umožnil desku.
omezení proudu
jedním ze způsobů, jak maximalizovat výkon krokového motoru, je použít tak vysoké napětí, jaké je praktické pro vaši aplikaci. Zejména zvýšení napětí obecně umožňuje vyšší krokové rychlosti a krokový moment, protože proud se může po každém kroku rychleji měnit ve svitcích. Aby však bylo možné bezpečně používat napětí nad jmenovitým napětím krokového motoru, musí být proud cívky aktivně omezen, aby nedošlo k překročení jmenovitého proudu motoru.
A4988 podporuje takové aktivní omezení proudu a potenciometr trimru na desce lze použít k nastavení limitu proudu. Jeden způsob, jak chcete-li nastavit aktuální limit je dát ovladač do full-krokem režimu a změřte proud, který protéká jedním motorem cívky, zatímco nastavení omezení proudu potenciometrem. To by mělo být provedeno s motorem, který drží pevnou polohu (tj. bez taktování krokového vstupu). Všimněte si, že aktuální měření je pouze 70% skutečných aktuální limit nastavení, protože obě cívky jsou vždy a omezena na tuto hodnotu v plné výši-krokem režimu, takže pokud se vám později umožní microstepping režimy, proud přes cívky budou moci překročit tuto měřeno plná-krok proudu o 40% (1/0.7) na určité kroky; prosím, vezměte tuto skutečnost v úvahu při použití této metody nastavit proudové omezení. Také si všimněte, že budete muset provést toto nastavení znovu, pokud někdy změníte logické napětí, Vdd, protože referenční napětí, které nastavuje proudový limit, je funkcí Vdd.
Poznámka: proud cívky se může velmi lišit od napájecího proudu, proto byste neměli používat proud měřený na napájecím zdroji k nastavení limitu proudu. Vhodné místo pro umístění aktuálního měřiče je v sérii s jednou z vašich krokových cívek motoru.
Další způsob, jak nastavit aktuální limit je pro výpočet referenční napětí, které odpovídá požadované proudové omezení a pak upravte proudové omezení potenciometru, dokud budete měřit napětí na VREF pin. Napětí kolíku VREF je přístupné na průchodu, který je zakroužkován na spodní sítotisk desky s plošnými spoji. Současný limit, IMAX, se vztahuje k referenční napětí následovně:
`I_(MAX) = (V_(ZN)) / (8 * R_(CS))`
nebo, předělaný řešení pro VREF:
`V_(REF) = 8 * I_(MAX) * R_(CS)`
RCS je aktuální smysl odpor; původní verze této desky použít 0.050 Ω aktuální smysl odpory, ale přešli jsme na použití 0.068 Ω aktuální smysl odpory v lednu 2017, který umožňuje více nastavení potenciometru rozsah užitečné. Následující obrázek ukazuje, jak určit, které aktuální smysl odpory vaše deska má:
Identifikace původních 50 mΩ smysl rezistory (vlevo) a 68 mΩ smysl odpory (vpravo) představil v lednu 2017.
Takže, například, pokud chcete nastavit omezení proudu na 1 a máte desku s 68 mΩ smysl odpory, ty by VREF až 540 mV. Dělá to zajišťuje, že, i když současný prostřednictvím každé cívky se změní z kroku na krok, velikost proudu vektor v krokového motoru zůstává konstantní na 1:
`sqrt(I_(COIL1)^2 + I_(COIL2)^2) = I_(MAX) = 1 text ()`
Pokud místo toho chcete, proud přes každé cívky 1 A v plné výši-krokem režimu, budete muset nastavit omezení proudu o 40% vyšší, nebo 1.4 A, protože cívky jsou omezeny na přibližně 70% nastaveného limitu proudu v režimu full-step (výše uvedená rovnice ukazuje, proč tomu tak je). Chcete – li to provést pomocí desky se smyslovými rezistory 68 mΩ, nastavte VREF na 770 mV.
ztrátový Výkon úvahy
A4988 driver IC má maximální proud 2 A na cívku, ale skutečný aktuální můžete dodat závisí na tom, jak dobře si můžete nechat IC v pohodě. Dopravce je plošný spoj je navržen tak, aby čerpat teplo z IC, ale na dodávku více než přibližně 1 na cívky, chladič nebo jiný způsob chlazení je nutné.
tento produkt se může dostat dostatečně horký, aby vás spálil dlouho předtím, než se čip přehřeje. Při manipulaci s tímto výrobkem a dalšími součástmi, které jsou k němu připojeny, buďte opatrní.
vezměte Prosím na vědomí, že měření proudu na napájení bude obecně neposkytuje přesné měření proud cívky. Od vstupní napětí, aby se řidič může být výrazně vyšší, než v cívce napětí, měřený proud na napájení může být docela trochu nižší, než proud cívky (řidič a cívky v podstatě jednat jako spínací step-down napájecí zdroj). Také, pokud je napájecí napětí velmi vysoké ve srovnání s tím, co motor potřebuje k dosažení nastaveného proudu, bude pracovní cyklus velmi nízký, což také vede k významným rozdílům mezi průměrnými a RMS proudy.
Schéma
Schéma A4988 stepper motor driver carrier (jak zelená a černá edice).
Poznámka: Tato deska je náhradou za náš původní (a nyní ukončený) nosič krokového motoru A4983. Novější A4988 nabízí nadproudovou ochranu a má interní 100k pull-down na MS1 microstep selection pin, ale jinak je prakticky totožný s a4983.