使用Arduino和DRV8825控制NEMA17步進(jìn)電機(jī)

　　步進(jìn)電機(jī)是一種 直流電機(jī)，它以離散的步驟工作，從監(jiān)控?cái)z像頭到復(fù)雜的機(jī)器人和機(jī)器無(wú)處不在。NEMA 17 步進(jìn)電機(jī)的步距角為 1.8°，這意味著 360° 旋轉(zhuǎn)需要 200 步。通過(guò)改變施加的控制信號(hào)的速率，我們可以很容易地控制電機(jī)的速度。通過(guò)將適當(dāng)?shù)倪壿嬰娖綉?yīng)用于步進(jìn)模塊的微步引腳，步進(jìn)電機(jī)可以在不同的步進(jìn)模式下運(yùn)行，例如全步、半步、1/4 步。在我們之前的項(xiàng)目中，我們 使用 Arduino 控制了 28-BYJ48 步進(jìn)電機(jī)。28-BYJ48 的扭矩比 NEMA 14、NEMA17 等其他步進(jìn)電機(jī)低。

　　在本教程中，我們將使用 Arduino 和 DRV8825 步進(jìn)模塊控制 NEMA 17 步進(jìn)電機(jī)。我們還將使用電位器來(lái)控制步進(jìn)電機(jī)的方向，使其順時(shí)針和逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)。

　　所需組件

　　Arduino UNO

　　NEMA17步進(jìn)電機(jī)

　　DRV8825 步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器模塊

　　47 μf 電容器

　　電位器

　　Nema 17 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器 - DRV8825

　　步進(jìn)驅(qū)動(dòng)模塊控制步進(jìn)電機(jī)的工作。步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器通過(guò)各個(gè)相位將電流發(fā)送到步進(jìn)電機(jī)。

　　DRV8825是類(lèi)似于A(yíng)4988 模塊的微步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器模塊。它用于控制雙極步進(jìn)電機(jī)。這個(gè)Nema 17 步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器模塊有一個(gè)內(nèi)置的轉(zhuǎn)換器，這意味著它可以只使用兩個(gè)引腳（即 STEP 和 DIR）來(lái)控制像 NEMA 17 這樣的雙極步進(jìn)電機(jī)的速度和方向。STEP引腳用于控制步進(jìn)，DIR引腳用于控制旋轉(zhuǎn)方向。

　　Nema 17 電機(jī)驅(qū)動(dòng)器DRV8825 的最大輸出容量為 45V 和 ± 2.2 A。該驅(qū)動(dòng)器可以在六種不同的步進(jìn)模式下操作步進(jìn)電機(jī)，即全步、半步、四分之一步、八分之一、第十六步和三十秒步。您可以使用微步引腳（M0、M1 和 M2）更改步長(zhǎng)分辨率。通過(guò)為這些引腳設(shè)置適當(dāng)?shù)倪壿嬰娖?，我們可以將電機(jī)設(shè)置為六步分辨率之一。這些引腳的真值表如下：

　　DRV8825 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器模塊規(guī)格

　　最大限度。工作電壓：45 V

　　分鐘。工作電壓：8.2V

　　最大限度。每相電流：2.5 A

　　PCB 尺寸：15 毫米 x 20 毫米

　　特征

　　六步分辨率：整步、? 步、? 步、1/8、1/16 和 1/32 步

　　通過(guò)電位器調(diào)節(jié)輸出電流

　　自動(dòng)電流衰減模式檢測(cè)

　　過(guò)溫關(guān)斷電路

　　欠壓鎖定

　　過(guò)流關(guān)斷

　　DRV8825 和 A4988 Nema 17 電機(jī)驅(qū)動(dòng)器之間的區(qū)別

　　A4988 和 DRV8825 都有相似的引腳排列和應(yīng)用，但是這些模塊在編號(hào)上有一些差異。微步，工作電壓等。一些關(guān)鍵區(qū)別如下：

　　DRV8825 提供六步模式，而 A4988 提供五步模式。更高的步進(jìn)模式導(dǎo)致更平穩(wěn)、更安靜的操作。

　　DRV8825 的最小 STEP 脈沖持續(xù)時(shí)間為 1.9μs，而 A4988 STEP 脈沖持續(xù)時(shí)間為 1μs。

　　DRV8825 可以提供比 A4988 稍多的電流，而無(wú)需任何額外的冷卻。

　　兩個(gè)模塊中限流電位器的位置不同。

　　DRV8825 可與更高電壓的電機(jī)電源一起使用。

　　默認(rèn)情況下，DRV8825 上的 SLEEP 引腳不會(huì)像 A4988 上那樣上拉。

　　DRV8825 沒(méi)有電源電壓引腳，而是具有 FAULT 輸出引腳。

　　電路原理圖

　　上圖給出了用 Arduino 控制 Nema 17 的電路圖。步進(jìn)電機(jī)使用 12V 電源供電，DRV8825 模塊通過(guò) Arduino 供電。RST 和 SLEEP 引腳都連接到 Arduino 上的 5V 以保持驅(qū)動(dòng)程序啟用。電位器連接到Arduino的A0引腳；它用于控制電機(jī)的方向。如果順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)電位器，則步進(jìn)器將順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，如果逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)電位器，則步進(jìn)器將逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。一個(gè)47 μf 電容器用于保護(hù)電路板免受電壓尖峰的影響。M0、M1 和 M2 引腳斷開(kāi)，這意味著驅(qū)動(dòng)器將在全步模式下運(yùn)行。

　　下表給出了Arduino Nema 17 DRV8825的完整連接。

　　電流限制

　　在使用電機(jī)之前，使用限流電位器將 DRV8825 模塊的電流限制更改為 350mA。您可以使用萬(wàn)用表測(cè)量電流限制。測(cè)量?jī)牲c(diǎn) GND 和電位器之間的電流，并將其調(diào)整到所需的值。

　　代碼說(shuō)明

　　本教程末尾提供了完整的代碼以及使用 Arduino 控制 Nema 17的工作視頻，在這里我們將解釋完整的程序以了解項(xiàng)目的工作。

　　之后定義 NEMA 17 的步驟數(shù)。NEMA 17 的每轉(zhuǎn)步數(shù)為 200。

?

#include  
#define STEPS 200

?

之后，指定驅(qū)動(dòng)模塊連接的引腳，并將電機(jī)接口類(lèi)型定義為 Type1，因?yàn)殡姍C(jī)是通過(guò)驅(qū)動(dòng)模塊連接的。

?

步進(jìn)步進(jìn)器（STEPS, 2, 3）；
#define motorInterfaceType 1

?

接下來(lái)使用stepper.setSpeed函數(shù)設(shè)置步進(jìn)電機(jī)的速度。NEMA 17 的最大電機(jī)速度為 4688 RPM，但如果我們運(yùn)行它的速度超過(guò) 1000 RPM，扭矩會(huì)迅速下降。

?

無(wú)效設(shè)置（）{
    stepper.setSpeed(800);

?

現(xiàn)在在主循環(huán)中，我們將從 A0 引腳讀取電位器值。在這個(gè)循環(huán)中，我們使用了兩個(gè)函數(shù)，一個(gè)是potVal，另一個(gè)是Pval。如果當(dāng)前值，即potVal高于前一個(gè)值，則它將沿順時(shí)針?lè)较蛞苿?dòng)十步，如果當(dāng)前值小于前一個(gè)值，它將沿逆時(shí)針?lè)较蛞苿?dòng)十步。

?

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

	?

	現(xiàn)在將 Arduino 與您的筆記本電腦連接，并使用 Arduino IDE 將代碼上傳到您的 Arduino UNO 板，選擇板和端口號(hào)，然后單擊上傳按鈕。

	　　現(xiàn)在您可以使用電位器控制 Nema17 步進(jìn)電機(jī)的方向。

	#include 


	#define STEPS 200


	//#define dirPin 2


	//#define stepPin 3


	// 定義步進(jìn)電機(jī)連接和電機(jī)接口類(lèi)型。使用驅(qū)動(dòng)時(shí)電機(jī)接口類(lèi)型必須設(shè)置為1：


	Stepper stepper(STEPS, 2, 3)；


	#define motorInterfaceType 1


	int Pval = 0;


	詮釋potVal = 0；



	void setup() {


	// 以每秒步數(shù)為單位設(shè)置最大速度：


	stepper.setSpeed(800);


	// pinMode(stepPin, OUTPUT);


	// pinMode(dirPin, OUTPUT);


	}


	void loop() {




	potVal = map(analogRead(A0),0,1024,0,500);


	if (potVal>Pval)


	stepper.step(10);


	if (potVal

	stepper.step(-10);



	Pval = potVal；




	}