a4983/a4988ステッピングモータドライバキャリア。
概要
この製品は、トランスレータと過電流保護を備えたAllegroのA4988DMOSマイクロステッピングドライバ用のキャリアボードまたはブレークアウトボードであるため、この製品を使用する前にA4988データシート(1MB pdf)をよく読むことをお勧めします。 このステッピングモータドライバを使用すると、コイルあたり最大2Aの出力電流でバイポーラステッピングモータを制御できます（詳細については、後述の電力消費に関する考慮事項のセクションを参照）。 ここでは、ドライバの主な機能のいくつかは次のとおりです。
- シンプルなステップと方向制御インターフェイス
- 五つの異なるステップ解像度: フルステップ、ハーフステップ、クォーターステップ、八ステップ、十六ステップ
- 調整可能な電流制御を使用すると、より高いステップレートを達成するために、-負荷保護
この製品はすべての表面実装に同梱されています a4988ドライバICを含むコンポーネントは、製品写真に示すようにインストールされています。
この製品は、0.1″オスヘッダピンが含まれていますが、はんだ付けされていない個別にパッケージ化されています。 より低い単価で大量に興味がある顧客のために私達はヘッダーピンなしでバルク包まれた版およびヘッダーピンが取付けられているバルク包まれた
このモジュールの代替として使用できるいくつかのステッピングモータドライバを搭載していることに注意してください（そして多くのアプリケーシ:
- Black Edition A4988ステッピングモータドライバキャリアは、約20％の優れた性能を備えています。
- MP6500キャリアは、ヒートシンクなしで最大1.5a/相（連続）を提供することができ、電流制限を制御するためのポットと、マイクロコントローラによる動的電流制限調整のためのデジタル電流制限制御を備えた二つのバージョンが用意されています。
- DRV8825キャリアは、より広い電圧範囲で約50％優れた性能を提供し、いくつかの追加機能を備えています。
- DRV8834キャリアは、2.5Vという低いモータ電源電圧で動作するため、低電圧アプリケーションに適しています。
- DRV8880キャリアは、動的にスケーラブルな電流制限と”AutoTune”を提供し、モーターの巻線抵抗とインダクタンス、モーターの動的速度と負荷などの要因に基づいて最適
また、メイン電源入力に逆電源保護を備え、5Vおよび3.3Vの電圧レギュレータを内蔵しているa4988キャリアの大型バージョンも販売しています。
いくつかの単極ステッピングモータ（例えば、六つまたは八つのリードを有するもの）は、バイポーラステッピングモータとしてこのドライバによっ 詳細については、よくある質問を参照してください。 このドライバでは、リード線が五つのユニポーラモータは使用できません。
付属のハードウェア
A4988ステッピングモータドライバキャリアには、1×16ピンの分離0.1″オスヘッダが付属しています。 ヘッダーはsolderlessブレッドボードか0.1の”メスコネクタとの使用のためにはんだ付けすることができる。 また、モーターリードやその他の接続をボードに直接はんだ付けすることもできます。 （既に取付けられているヘッダーが付いているこの板の版はまた利用できる。/p>
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ドライバを使用して
マイクロコントローラをa4988ステッピングモータドライバキャリア（フルステップモー
電源接続
ドライバにはロジック電源電圧が必要です（3–5。VDDピンとGNDピン間に接続されるモータ電源電圧(8–35V)とVMOTピンとGND間に接続されるモータ電源電圧(8-35V)を接続します。 これらの電源は、適切なデカップリング-コンデンサを基板の近くに備え、予想される電流(モータ電源のピークは最大4A)を供給できる必要があります。
警告：このキャリアボードは低ESRセラミックコンデンサを使用しているため、特に数インチより長い電源リードを使用する場合、破壊的なLC電圧スパイク 適切な条件下では、これらのスパイクはa4988の最大電圧定格35Vを超え、モータ電源電圧が12Vと低い場合でもボードを永久に損傷する可能性があります。
モータ接続
四つ、六つ、八線式ステッピングモータは、それらが適切に接続されている場合、A4988によって駆動することができます。
警告
警告: 運転者が動力を与えられる間、ステッピングモーターを接続するか、または切ることは運転者を破壊できます。 （より一般的には、電源が入っている間に何かを再配線することは問題を求めています。)
ステップ（およびマイクロステップ）サイズ
ステッピングモーターは、通常、ステップサイズの仕様（例えば、1.8°または200ステップ/回転）を有し、これは完全なステップに適用される。 A4988のようなマイクロステッピングドライバは、中間電流レベルでコイルに通電することによって達成される中間ステップ位置を可能にするこ 例えば、四分の一ステップモードでモータを駆動すると、4つの異なる電流レベルを使用することにより、200ステップ/回転モータに800マイクロステップ/回転が与えられます。
分解能(ステップサイズ)セレクタ入力(MS1、MS2、MS3)により、以下の表に従って五つのステップ分解能から選択できます。 MS1とMS3には100k Ωのプルダウン抵抗が内蔵されており、MS2には50k Ωのプルダウン抵抗が内蔵されているため、これら3つのマイクロステップ選択ピンを切断したままにすると、フルステップモードになります。 マイクロステップモードが正しく機能するためには、電流制限が作動するように、電流制限を十分に低く設定する必要があります（下記参照）。 そうしないと、中間電流レベルが正しく維持されず、モータはマイクロステップをスキップします。tr>
制御入力
ステップ入力への各パルスは、ステップ入力の一つのマイクロステップに対応します DIRピンによって選択された方向のステッピングモータ。 STEPピンとDIRピンは内部的に特定の電圧にプルされないため、これらのピンのいずれかをアプリケーションに浮遊させてはいけません。 単一の方向に回転させたい場合は、DIRをVCCまたはGNDに直接接続できます。 このチップは、多くの電力状態を制御するための3つの異なる入力、RST、SLP、およびENを備えています。 これらの電源状態の詳細については、データシートを参照してください。 RSTピンは浮動していることに注意してください; ピンを使用していない場合は、PCB上の隣接するSLPピンに接続してハイ-レベルにし、ボードをイネーブルにすることができます。
電流制限
ステッピングモータの性能を最大化する1つの方法は、アプリケーションに実用的な高電圧を使用することです。 特に、電圧を増加させることは、一般に、各ステップの後にコイル内で電流がより迅速に変化する可能性があるため、より高いステップ速度およびステ しかし、ステッピングモータの定格電圧以上の電圧を安全に使用するためには、コイル電流がモータの定格電流を超えないように積極的に制限する必
A4988はこのようなアクティブ電流制限をサポートしており、ボード上のトリマポテンショメータを使用して電流制限を設定することができます。 電流制限を設定する1つの方法は、ドライバをフルステップモードにして、電流制限ポテンショメータを調整しながら単一のモータコイルを流れる電流を測定することです。 これは、モータが固定位置を保持している状態で行う必要があります（すなわち、 ステップ入力をクロックせずに）。 測定している電流は、両方のコイルが常にオンになっており、フルステップモードではこの値に制限されているため、後でマイクロステッピングモードを有効にすると、コイルを流れる電流は、特定のステップでこの測定されたフルステップ電流を40%(1/0.7)超えることができます。この方法を使用して電流制限を設定するときは、これを考慮に入れてください。 また、電流制限を設定する基準電圧はVddの関数であるため、ロジック電圧Vddを変更した場合は、この調整を再度実行する必要があることに注意してく注：コイル電流は電源電流と大きく異なる可能性があるため、電源で測定した電流を使用して電流制限を設定しないでください。 あなたの現在のメートルを置く適切な場所はあなたのステッピングモータコイルの1つと直列にあります。
電流制限を設定する別の方法は、希望する電流制限に対応する基準電圧を計算し、vrefピンでその電圧を測定するまで電流制限ポテンショメータを調 VREFピンの電圧は、回路基板の下部シルクスクリーンに丸で囲まれたビアでアクセスできます。 電流制限IMAXは、次のように基準電圧に関連します。
`I_(MAX)=(V_(REF))/(8*R_(CS))`
または、VREFを解くために再配置します。
`V_(REF)=8*I_(MAX)*R_(CS)`
RCSは電流検出抵抗です; このボードの元のバージョンでは0.050Ωの電流検出抵抗を使用していましたが、2017年1月に0.068Ωの電流検出抵抗を使用するように切り替えました。 次の図は、ボードにある電流検出抵抗を識別する方法を示しています。
2017年に導入されたオリジナルの50m ω検出抵抗（左）と68m ω検出抵抗（右）の識別。したがって、たとえば、電流制限を1Aに設定し、68M Ωの検出抵抗を備えたボードを使用している場合、VREFを540mVに設定します。 これにより、各コイルを流れる電流がステップごとに変化しても、ステッピングモーターの電流ベクトルの大きさは1Aで一定のままになります。
`sqrt(i_(COIL1)^2+I_(COIL2)^2)=I_(MAX)=1text(a)`
フルステップモードで各コイルを流れる電流を1Aにしたい場合は、電流制限を40%高く、または1に設定する必要があります。図4aに示すように、コイルはフルステップモードで設定された電流制限の約70％に制限されているため（上の式はなぜこれが当てはまるのかを示してい 68m ωの検出抵抗を持つボードでこれを行うには、VREFを770mVに設定します。
消費電力に関する考慮事項
A4988ドライバICの最大定格電流はコイルあたり2Aですが、実際に供給できる電流は、ICをどれだけ涼しく保 キャリアのプリント回路基板はICから熱を引き出すように設計されていますが、コイルあたり約1A以上を供給するには、ヒートシンクなどの冷却方法が必要です。
この製品は、チップが過熱するずっと前にあなたを燃やすのに十分なほど熱くなることができます。 この製品およびそれに接続されている他の部品を扱うときは注意してください。
電源での電流消費量を測定すると、一般的にコイル電流の正確な測定が得られないことに注意してください。
ドライバへの入力電圧はコイル電圧よりも大幅に高くなる可能性があるため、電源の測定電流はコイル電流よりもかなり低くなる可能性があります（ドライバとコイルは基本的にスイッチングステップダウン電源のように動作します）。 また、モータが設定電流を達成するために必要なものと比較して電源電圧が非常に高い場合、デューティサイクルは非常に低くなり、平均電流とRMS電流
回路図
A4988ステッピングモータドライバキャリア（緑と黒の両方のエディション）の回路図。
注：このボードは、元の（現在廃止されている）A4983ステッピングモータードライバキャリアのドロップイン交換品です。 新しいA4988は過電流保護を提供し、MS1microstep選択ピンに100kプルダウンを内蔵していますが、それ以外の場合はA4983と実質的に同じです。