Управление шаговым двигателем. Инструкция

Это довольно простая схема контроллера шагового двигателя, которая позволит вам осуществить управление шаговым двигателем через параллельный порт вашего компьютера.

Шаговый двигатель можно применить в конструировании роботов, в изготовлении печатных плат, использовать в качестве микродрели, автоматической кормушки для аквариумных рыбок и т.д. Если вы никогда не работали с шаговыми двигателями, то эта статья для вас.

Как работает шаговый двигатель?

Шаговые двигатели отличаются от регулируемых двигателей постоянного тока. Вместо того чтобы вращаться как двигатели постоянного тока, шаговый двигатель совершает дискретное вращение под воздействием серии импульсов. В нашем примере двигателю необходимо 48 импульсов  чтобы совершить полный оборот в 360 градусов.

Другое преимущество шаговых двигателей — то, что их скорость вращения может быть достигнута почти мгновенно при изменении направления вращения на противоположное.

Шаговый двигатель состоит из ротора — постоянного магнита, который вращается внутри, и статор — четыре катушки (север, восток, юг, запад), которые являются частью корпуса и не перемещаются. Ротор совершает вращение посредством последовательных импульсов  напряжение постоянного тока подаваемого к одной или двум катушкам одновременно.

Устройство Шагового двигателя.

Чтобы управлять шаговым двигателем необходим контроллер. Контроллер — схема, которая подает напряжение к любой из четырех катушек статора. Устройство может быть построено с использованием интегральной микросхемы  типа ULN2003 (отечественный аналог К1109КТ22) состоящая из набора  мощных составных ключей с защитными диодами на выходе. Наличие защитных диодов позволяет подключать индуктивные нагрузки без  дополнительной защиты от выбросов обратного напряжения.

Управление шаговым двигателем

Подключения шагового двигателя.

Однополярный двигатель должен иметь пять или шесть контактов в зависимости от модели. Если двигатель имеет шесть контактов то необходимо соединить выводы 1 и 2 (красный) вместе и подключить их к плюсу 12-24V напряжения питание. Оставшиеся выводы a1 (желтый), b1 (черный), a2 (оранжевый), b2 (коричневый) подключить к контроллеру согласно схеме.Управление шаговым двигателем

Способы управления.

Есть несколько способов, которые вы можете использовать, чтобы управлять шаговым двигателем.

1. Одиночные импульсы — самый простой способ. Одновременно подключается только одна катушка.  Необходимо  48 пульсов чтобы ротор совершил один полный оборот. Каждый пульс перемещает ротор на 7,5 градусов.

2. Двойной импульс — одновременное подключение двух соседних катушек. В этом случае также необходимо 48 пульсов чтобы ротор совершил один полный оборот. Каждый пульс перемещает ротор на 7,5 градусов.

3. Комбинированные импульсы — чередование первого и второго способа. Двигатель нуждается в 96 пульсах, чтобы совершить один оборот. Каждый пульс перемещает ротор приблизительно на 3,75 градуса.

Программное обеспечение контроллера  шагового двигателя.

Для управления работой шагового двигателя  используем компьютер и программу. При использовании компьютера вы будете в состоянии сделать намного больше с вашим шаговым двигателем и наиболее важно — визуализировать, как ток течет через катушки.

В программе понятный графический интерфейс, который позволяет точно управлять скоростью двигателя и направлением вращения в реальном времени, а также позволяет выбирать способы управления.  Программа работает с версией Windows (98/ME/2000/XP).

Файлы к данной схеме (1,5 Mb, скачано: 5 988)

редактор

13 комментариев

  • 02.07.2010 в 14:58

    а исходники к ПО можно выложить?
    и еще интересует управление шаговыми двигателями посредством USB, ну или COM на худой конец
    спасибо

    Ответить
  • 27.01.2011 в 23:22

    не запускается :( выдает «Ошибка при инициализации приложения (0xc0000135).»
    буду еще на других компах пробовать. за прогу большое спасибо!

    Ответить
  • 06.02.2011 в 16:55

    Здравствуйте, у меня два вопроса. Первый, достаточно ли безопасно с К1109КТ22, или лучше делать опто мосты. И второй вопрос, вернее вопрос предложение. Можете написать статейку по переходу от ЛПТ к ЮЭСБИ. Проблема в том, что сейчас не во всех компах есть этот замечательный порт.
    К примеру небольшой пример на БЕЙСИКЕ, пару кнопок и библиотечки : ) или ссылку куда-нить. Большое спасибо.

    Ответить
  • 10.02.2011 в 10:50

    Для желающих перейти с LPT на USB рекомендую микросхему FT232RL.

    Ответить
  • 21.02.2011 в 14:29

    совет не действительный.
    во первых FT232 конвертер USB->COM а не USB->LPT.
    для этих целей есть FT245
    во вторых все равно работать не будет.
    потому что программа наверняка пишет напрямую в порты.
    а драйвера FT прехватывают вызовы ОС .
    так что усб не годится.

    Ответить
  • 15.03.2011 в 20:18

    Здравствуйте! Подключил по Вашей схеме 6-ти выводной шаговик и вот вопрос: почему при приложении определенного усилия к валу, шаговик спустя несколько шагов прокручивается назад (потом опять вперед примерно шагов на 10-12 и опять откатывается назад — и так повторяется при действии усилия)? Используется мотор от кассовых аппаратов, питание на 9В, усилие, как мне кажется, очень маленькое для габаритов такого шаговика (длинаХширинаХвысота — 40Х40Х35 мм).

    Ответить
  • 20.03.2011 в 19:48

    а какой кабель нужен?у меня внутренний LPT порт подойдет?

    Ответить
  • 20.07.2012 в 07:11

    Вопрос к разработчикам: продумайте как управлять одновременно двумя шаговыми двигателями. Пример в лазерной световой установке.

    Ответить
  • 21.09.2012 в 10:12

    А собственно программа управления шаговым двигателем где лежит?

    Ответить
  • 25.10.2013 в 13:15

    Есть самое дешевое и простое решение на микросхеме ТДА1558

    Ответить
  • 21.05.2014 в 23:48

    Прошу, выложите схему блока управления тремя шаговиками….Очень нужно, диплом горит….я думаю это тоже самое, что и на трехкоординатном станке ЧПУ.Помогите пожалуйста

    Ответить
  • 28.07.2014 в 23:32

    Как из шагового двигателя сделать механизм поворота на 45, 60 или 90 градусов периодичностью в 1 сторону каждые 30 минут? И без компа :-) это для инкубатора :-)
    Буду рад если будет простая схема понятное новичку
    Заранее спс

    Ответить
  • 09.05.2015 в 09:08

    Уважаемый Ахмат! Мне потребовалось сделать похожее на ваше устройство, я только в самом начале обдумывания. Мои общие соображения — для подачи управляющих импульсов использовать счетчик на 4;задающий генератор для него аналоговый с плавной регулировкой частоты;использовать Ш.Д. с редуктором- больше вращающий момент; для включения генератора использовать одновибратор, включаемый мультивибратором с большим периодом на полевых транзисторах. Заботится о стабильности не нужно — у курицы нет ни секундомера ни транспортира. Схемы каждого из узлов есть в любой книжке по электронике. Совет , возможно, запоздал и у Вас все уже работает. Сообщите, пожалуйста, как Вы сделали свое устройство? Успехов!

    Ответить

Добавить комментарий

Ваш электронный адрес не будет опубликован.

*