****步距角,减速比,脉冲,控制
1.相关信息整理:
步进电机参数分析:
步进电机的励磁方式一般分为1相励磁、2相励磁、1-2相励磁。
1相励磁时,步进电动机按A→B→A→B方式循环通电,每次只对一相通电,磁场旋转一周需要换相4次,转子转动一个齿距角。其通电方式最为简单,转矩最小。励磁方式见下表。
2相励磁时,每次对两相同时通电,磁场旋转一周需要换相4次,转子转动一个齿距角。在双三拍工作方式中,步进电动机正转的通电顺序为:AB→A的反B→AB的反→B的反A;反转的通电顺序为:
BA→AB的反→AB的反→BA的反。双三拍工作方式的优点是:
可产生较大的转矩,不易产生失步。励磁方式见下表。
1-2相励磁是1相励磁和2相励磁交替使用的方法。磁场旋转一周需要换相8次,转子才转过一个步距角,属于半步的方式,也就是说1-2相励磁时的步距角比前两种方式小。控制精度更高
0-5转子上带有永磁体,ABCD为定子连接电源,对应的四个定子也有线圈,每对定子之间形成一个绕组,当开关切断控制时候,由于磁场变换产生转动
模式分析:
所谓几拍实际上是定子通电状态的切换,不同的通电组合会导致不同的转换角度
单四拍模式:如当前为初始状态,B相导通,对0的吸引力最大。
接下来B断开,C导通,1和C相之间夹角最小被吸引过去,被吸引过去之前2和D相之间夹角为1和C相之间夹角的2倍,1被吸引到C以后,2和D之间最近,此时0和A之间的夹角为2和D之间的2倍,
接下来C断开,D导通,2被吸引到D,此时0距离A最近
D断开A导通,0被吸引到A相,至此一个周期完成,旋转角度为360/8=45度。
一个周期完成45°的旋转,整个旋转需要8个周期。
一个周期,四拍,每拍旋转角度为360/8/4=11.25度。以上过程为单四拍,还有双四拍,双四拍和单四拍每次转动角度一样,但时力矩较大。
八拍,每次转动角度是四拍的一半,精度较高,力矩也比较大,是驱动此类型步进电机的常用方法。
八拍,每八个节拍为一个周期,所以转动角度为360/8/8=5.625,即64个拍(脉冲一个周期)。
步距角指每一拍转子转过的机械角度,步距角与定子相数、转子齿数和拍数(通电方式)有关.
本次开发驱动电路:
IO驱动芯片PCA9534
2. 主板I2C驱动IO转换芯片实现步进四相五线制电机控制型号:20BYJ46-010B规格书为思想步进电机
A0 A1 A2直接连接到VCC或者GND,这样后期使用软件选地址
驱动函数:
Unsigned int I2C_Write(unsigned int SlaveAdress ,unsigned int Cmd, unsigned int Data)
I2C_Start(Port);
I2C_Write(0x40,0x01,0x00);//配置端口为输出管脚
I2C_Write(0x40,0x01,0x00);//配置端口为可配置管脚(省略不影响)
uint8 dat[]={0x8,0xC,0x4,0x6,0x2,0x3,0x1,0x9}; //一个脉冲组
1-2相励磁是1相励磁和2相励磁交替使用的方法。磁场旋转一周需要换相8次,转子才转过一个步距角,属于半步的方式,也就是说1-2相励磁时的步距角比前两种方式小。控制精度更高。
3.脉冲数目及相关参数分析
unsigned long Step_point(void)
{
unsigned long int Base_data = 0,fina_data = 0;
Step_Data = 180/7.5*80; //转换180°需要的脉冲数目
fina_data = Base_data + Step_Data;
return(fina_data );
}
目标函数:转动角度正转180°,步距角a = 7.5°,减速比T = 1/85(电机的转子齿数)
电机脉冲数:S = N*Z 步距角:a = 360°/(N*Z)
S = N*Z = 360°/7.5 = 48 48个脉冲理论上可以实现360°机械角的运行,但是电机内部设置减速装置 S
所以正确的脉冲数目 S = 48 *85 = 4080实现360°机械角的运行
uint8 dat[]={0x8,0xC,0x4,0x6,0x2,0x3,0x1,0x9}; //一个脉冲组也就是实现一个脉冲电流需转换的配置。(四线八拍)
实现目标转换所需脉冲 = 目标角度/步距角* 转速比分之一
总结:掌握基本原理,了解硬件控制方式,相关控制对象参数,编写程序
参考网站:
//https://blog.csdn.net/yezhubenyue/article/details/6182495?depth_1-utm_source=distribute.pc_relevant.none-task&utm_source=distribute.pc_relevant.none-task
//https://blog.csdn.net/Y_Hanxiao/article/details/79453897(详细)