A4983/A4988 stegmotor driver carrier med dimensioner.
översikt
denna produkt är en carrier board eller breakout board för Allegros A4988 dmos Microstepping Driver med översättare och överströmsskydd; vi rekommenderar därför noggrann läsning av A4988-databladet (1MB pdf) innan du använder den här produkten. Denna stegmotorförare låter dig styra en bipolär stegmotor med upp till 2 A Utgångsström per spole (se avsnittet Om strömavledning nedan för mer information). Här är några av förarens nyckelfunktioner:
- enkelt steg-och riktningskontrollgränssnitt
- fem olika stegupplösningar: fullsteg, halvsteg, kvartssteg, åttonde steg och sextonde steg
- Justerbar strömstyrning låter dig ställa in maximal strömutgång med en potentiometer, som låter dig använda spänningar över din stegmotors Märkspänning för att uppnå högre steghastigheter
- Intelligent hackningskontroll som automatiskt väljer rätt strömförfallsläge (snabbt förfall eller långsamt förfall)
- värmeavstängning över temperatur, underspänningslåsning och crossover-strömskydd
- kort-till-jord och kortsluten-lastskydd
denna produkt levereras med alla ytmonterade komponenter-inklusive A4988-drivrutinen IC-installerade som visas på produktbilden.
denna produkt levereras individuellt förpackad med 0,1 ” manliga header pins ingår men inte lödda i; vi har också en version med manliga header pins redan lödda i. För kunder som är intresserade av högre volymer till lägre enhetskostnader erbjuder vi en bulkförpackad version utan huvudstift och en bulkförpackad version med huvudstift installerade.
Observera att vi har flera stegmotordrivare som kan användas som alternativ för denna modul (och drop-in-ersättningar i många applikationer):
- Black Edition A4988 stegmotorförare är tillgänglig med cirka 20% bättre prestanda; förutom termiska egenskaper är Black Edition och detta (gröna) kort utbytbara.
- mp6500-bäraren kan leverera upp till 1,5 A per fas (kontinuerlig) utan kylfläns och finns i två versioner, en med en kruka för styrning av strömgränsen och en med digital strömbegränsningskontroll för dynamisk strömgränsjustering av en mikrokontroller.
- DRV8825-bäraren erbjuder cirka 50% bättre prestanda över ett bredare spänningsområde och har några ytterligare funktioner.DRV8834-bäraren arbetar med motorförsörjningsspänningar så låga som 2,5 V, vilket gör den lämplig för lågspänningsapplikationer.DRV8880-bäraren erbjuder dynamiskt skalbar strömbegränsande och ”AutoTune”, som automatiskt väljer sönderfallsläget varje PWM-cykel för optimal strömregleringsprestanda baserat på faktorer som motorlindningsmotstånd och induktans och motorns dynamiska hastighet och belastning.
vi säljer också en större version av A4988-bäraren som har omvänd strömskydd på huvudströmingången och inbyggda 5 V och 3.3 V spänningsregulatorer som eliminerar behovet av separat logik och motorförsörjning.
vissa unipolära stegmotorer (t.ex. de med sex eller åtta ledningar) kan styras av denna förare som bipolära stegmotorer. För mer information, se de vanliga frågorna. Unipolära motorer med fem ledningar kan inte användas med denna drivrutin.
ingår hårdvara
den A4988 stegmotor Driver carrier levereras med en 1 16-stifts breakaway 0.1″ manliga header. Rubrikerna kan lödas in för användning med lödfria brödskivor eller 0,1 ” honkontakter. Du kan också löda dina motorledningar och andra anslutningar direkt till brädet. (En version av detta forum med rubriker som redan är installerade är också tillgänglig.)
|
|
|
använda drivrutinen
minimalt kopplingsschema för anslutning av en mikrokontroller till en A4988 stegmotorförare (fullstegsläge).
strömanslutningar
föraren kräver en logisk matningsspänning (3 – 5.5 V) som ska anslutas över vdd-och GND-stiften och en motorförsörjningsspänning (8 – 35 V) som ska anslutas över VMOT och GND. Dessa leveranser bör ha lämpliga frikopplingskondensatorer nära brädet, och de bör kunna leverera de förväntade strömmarna (toppar upp till 4 A för motortillförseln).
Varning: Denna bärarkort använder keramiska kondensatorer med låg ESR, vilket gör den mottaglig för destruktiva LC-spänningsspikar, speciellt vid användning av strömledningar längre än några tum. Under de rätta förhållandena kan dessa spikar överstiga 35 V maxspänningsbetyg för A4988 och permanent skada kortet, även när motorens matningsspänning är så låg som 12 V. ett sätt att skydda föraren från sådana spikar är att sätta en stor (minst 47 megapixlar) elektrolytkondensator över motoreffekten (VMOT) och marken någonstans nära brädet.
motoranslutningar
fyra, sex och åtta-trådiga stegmotorer kan drivas av A4988 om de är ordentligt anslutna; ett FAQ-svar förklarar de korrekta ledningarna i detalj.
Varning: Att ansluta eller koppla bort en stegmotor medan föraren drivs kan förstöra föraren. (Mer allmänt, omkoppling av något medan det drivs ber om problem.)
Step (och microstep) storlek
stegmotorer har vanligtvis en stegstorleksspecifikation (t.ex. 1,8 eller 200 steg per varv), som gäller för hela steg. En mikrostepdrivrutin som A4988 tillåter högre upplösningar genom att tillåta mellanstegsplatser, som uppnås genom att aktivera spolarna med mellanströmnivåer. Till exempel kommer körning av en motor i kvartsstegsläge att ge 200-steg-per-varvsmotorn 800 mikrosteg per varv genom att använda fyra olika nuvarande nivåer.
väljaringångarna för upplösning (stegstorlek) (MS1, MS2 och MS3) möjliggör val från de fem stegupplösningarna enligt tabellen nedan. MS1 och MS3 har interna 100k fällbara motstånd och ms2 har ett internt 50k dragmotstånd, så att dessa tre mikrostepvalsstiften kopplas bort resulterar i fullstegsläge. För att mikrostegslägena ska fungera korrekt måste strömgränsen ställas in tillräckligt lågt (se nedan) så att strömbegränsningen aktiveras. Annars kommer mellanströmnivåerna inte att bibehållas korrekt, och motorn hoppar över mikrosteg.
| MS1 | MS2 | ikrostepupplösning | |
|---|---|---|---|
| låg | låg | hela steget | |
| hög | låg | låg | halvsteg |
| låg | låg | kvartal steg | |
| hög | hög | låg | åttonde steget |
| hög | hög | sextonde steget |
kontrollingångar
varje puls till steginmatningen motsvarar ett mikrosteg i stegmotor i den riktning som valts av DIR-stiftet. Observera att steg-och DIR-stiften inte dras till någon speciell spänning internt, så du bör inte lämna någon av dessa stift flytande i din applikation. Om du bara vill ha rotation i en enda riktning kan du knyta DIR direkt till VCC eller GND. Chipet har tre olika ingångar för att styra sina många krafttillstånd: RST, SLP och EN. För mer information om dessa krafttillstånd, se databladet. Observera att den första stiftet är flytande; om du inte använder stiftet kan du ansluta den till den intilliggande SLP-stiftet på kretskortet för att få det högt och aktivera kortet.
strömbegränsande
ett sätt att maximera stegmotorns prestanda är att använda så hög spänning som är praktiskt för din applikation. I synnerhet möjliggör ökning av spänningen generellt högre steghastigheter och stegmoment eftersom strömmen kan förändras snabbare i spolarna efter varje steg. För att säkert kunna använda spänningar över en stegmotors Märkspänning måste spolströmmen vara aktivt begränsad för att förhindra att den överskrider motorns Märkström.
A4988 stöder sådan aktiv strömbegränsningoch trimmerpotentiometern på brädet kan användas för att ställa in strömgränsen. Ett sätt att ställa in strömgränsen är att sätta föraren i fullstegsläge och mäta strömmen som går genom en enda motorspole medan du justerar strömbegränsningspotentiometern. Detta bör göras med motorn som håller ett fast läge (dvs. utan att klocka STEGINMATNINGEN). Observera att strömmen du mäter endast är 70% av den faktiska nuvarande gränsinställningen, eftersom båda spolarna alltid är på och begränsade till detta värde i fullstegsläge, så om du senare aktiverar mikrostegslägen kommer strömmen genom spolarna att kunna överskrida denna uppmätta fullstegsström med 40% (1/0.7) på vissa steg; ta hänsyn till detta när du använder den här metoden för att ställa in strömgränsen. Observera också att du måste utföra denna justering igen om du någonsin ändrar logikspänningen, Vdd, eftersom referensspänningen som ställer in strömgränsen är en funktion av Vdd.
Obs: spolströmmen kan skilja sig mycket från strömförsörjningsströmmen, så du bör inte använda strömmen uppmätt vid strömförsörjningen för att ställa in strömgränsen. Lämplig plats att sätta din nuvarande mätare är i serie med en av dina stegmotorspolar.
ett annat sätt att ställa in strömgränsen är att beräkna referensspänningen som motsvarar din önskade strömgräns och sedan justera strömbegränsningspotentiometern tills du mäter spänningen på VREF-stiftet. VREF-stiftspänningen är tillgänglig på en via som är inringad på kretskortets nedre silkscreen. Den aktuella gränsen, IMAX, avser referensspänningen enligt följande:
`I_ (MAX) = (V_ (REF)) / (8 * R_ (CS))`
eller omarrangerad för att lösa för VREF:
` ”V_ (REF) = 8 * I_ (MAX) * R_`CS)”
RCS är det aktuella avkänningsmotståndet; ursprungliga versioner av detta forum används 0.050 Ω nuvarande känsla motstånd, men vi övergått till att använda 0.068 Ω nuvarande känsla motstånd i januari 2017, vilket gör att mer av justering potentiometer utbud användbart. Följande bild visar hur du identifierar vilka nuvarande sense-motstånd ditt bräde har:
identifiering av original 50 m Audrey sense resistors (vänster) och 68 m Audrey sense resistors (höger) introducerades i januari 2017.
så, till exempel, om du vill ställa in den aktuella gränsen till 1 A och du har ett bräde med 68 m Xiaomi sense motstånd, skulle du ställa VREF till 540 mV. Genom att göra detta säkerställer att även om strömmen genom varje spole ändras från steg till steg, förblir storleken på den aktuella vektorn i stegmotorn konstant vid 1 A:
`sqrt(I_(COIL1)^2 + I_(COIL2)^2) = I_(MAX) = 1 text (a)`
om du istället vill att strömmen genom varje spole ska vara 1 A i fullstegsläge, måste du ställa in strömgränsen för att vara 40% högre eller 1.4 A, eftersom spolarna är begränsade till cirka 70% av den inställda strömgränsen i fullstegsläge (ekvationen ovan visar varför så är fallet). För att göra detta med ett bräde med 68 m bisexuell sense motstånd, skulle du ställa VREF till 770 mV.
strömsläckningsöverväganden
A4988-drivrutinen IC har en maximal strömvärde på 2 A per spole, men den faktiska strömmen du kan leverera beror på hur bra du kan hålla IC cool. Bärarens kretskort är utformat för att dra värme ur IC, men för att leverera mer än ungefär 1 A per spole krävs en kylfläns eller annan kylmetod.
denna produkt kan bli tillräckligt varm för att bränna dig långt innan chipet överhettas. Var försiktig när du hanterar denna produkt och andra komponenter som är anslutna till den.
Observera att mätning av strömdragningen vid strömförsörjningen i allmänhet inte ger ett exakt mått på spolströmmen. Eftersom ingångsspänningen till föraren kan vara betydligt högre än spolspänningen, kan den uppmätta strömmen på strömförsörjningen vara ganska lite lägre än spolströmmen (föraren och spolen fungerar i princip som en omkopplingssteg-down strömförsörjning). Om matningsspänningen är mycket hög jämfört med vad motorn behöver för att uppnå den inställda strömmen, kommer arbetscykeln att vara mycket låg, vilket också leder till betydande skillnader mellan medel-och RMS-strömmar.
schematiskt diagram
schematiskt diagram över A4988 stegmotorförare (både gröna och svarta utgåvor).
Obs: Detta kort är en drop-in ersättning för vår ursprungliga (och nu avvecklade) a4983 stegmotor förare bärare. Den nyare A4988 erbjuder överströmsskydd och har en intern 100k-neddragning på MS1 microstep selection pin, men den är annars nästan identisk med A4983.