Arduino入门教程—拓展实验篇十驱动步进电机

AllBlue · 发表于 2013-8-29 09:57:03

本帖最后由 AllBlue 于 2013-8-29 16:17 编辑

驱动步进电机

步进电机英文为（stepper motor），它是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元步进电机件。它由一组缠绕在电机固定部件--定子齿槽上的线圈驱动的；通常情况下，一根绕成圈状的金属丝叫做螺线管，而在电机中，绕在齿上的金属丝则叫做绕组、线圈、或相。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度，称为“步距角”，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。

下面为我们实验用的步进电机及驱动板，如图：

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2013-8-29 09:56 上传

励磁方式分两种：

1、1相励磁方式：即A-B-C-D每相依次通电。当A相通电时，由于NS相吸引的原因，转子上离A相最近的磁极转动到A相位置，然后B相通电，离B相最近的转子磁极转到B相位置，然后C相D相依次通电，这样转子就一步一步的转动起来通过ABCD依次通电就可以实现转子不停的转动。

2、1-2相励磁方式：即通电方式变为了A-AB-B-BC-C-CA，原理和1相励磁方式相同，不同点当AB相通电时转子转动到AB相之间磁拉力最强的地方。

注：定子：电机中固定的部分叫做定子，如ABCD 四个磁极。转子：转动的部分。
驱动方式及技术参数：

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2013-8-26 18:10 上传

注：歩距角为步进电机每次能转动的最小角度，1-2相励磁方式使转子每步转动的角度才是步距角；1相励磁方式转子每步转动的角度除以2才是步距角。

我们看下电路实物连接图（其中电位器3个引脚分别接GND、+5V、模拟口A0）：

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2013-8-29 09:56 上传

实物图中的驱动板引脚连接我们看不清楚，下面我们帮大家列出UNO与驱动板引脚的对应关系表格：

arduino引脚	驱动板引脚
8	In1
9	In3
10	In2
11	In4
+	+5v
-	Gnd

注意UNO引脚9、10和驱动板引脚In3、In2的对应关系！（这是因为官方的库文件写法和我们的驱动方式不一样，有兴趣的可以自己改下官方的库文件）

下面我们来看下官方例程MotorKnob ：

/*
* MotorKnob
*
* A stepper motor follows the turns of a potentiometer
* (or other sensor) on analog input 0.
*
* http://www.arduino.cc/en/Reference/Stepper
* This example code is in the public domain.
*/
#include <Stepper.h>
// change this to the number of steps on your motor
#define STEPS 100
// create an instance of the stepper class, specifying
// the number of steps of the motor and the pins it's
// attached to
Stepper stepper(STEPS, 8, 9, 10, 11);
// the previous reading from the analog input
int previous = 0;
void setup()
{
// set the speed of the motor to 30 RPMs
stepper.setSpeed(30);
}
void loop()
{
// get the sensor value
int val = analogRead(0);
// move a number of steps equal to the change in the
// sensor reading
stepper.step(val - previous);
// remember the previous value of the sensor
previous = val;
}

复制代码

将例程烧写入UNO中后，我们调节电位器，会发现步进电机会随着电位器的调节而转动！

例程中还有3个实验，在这里就不一一介绍了，下面我们介绍下，官方库文件的相关语法。

官方步进电机库文件Stepper：

1、Stepper()：创建一个Stepper类型变量
语法

Stepper(steps, pin1, pin2)

Stepper(steps, pin1, pin2, pin3, pin4)

参数

steps：设定步进电机的转一圈的步数

pin1, pin2, pin3, pin4：arduino UNO 的引脚编号（分两线、四线；pin3, pin4为可选）。

2、setSpeed()：设定步进电机的转速（每分钟转数）

这个函数不会使电机转动，只是设定转速，当调用step()函数才能转动

语法

Stepper: setSpeed(rpms)

参数

Stepper：一个Stepper类型变量rpms：电机在一分钟内的转数（正数）

3、step() ：给电机一个特定的步数使其转动，该速度由最近一次调用的 setSpeed() 函数来确定。

（这个函数会产生祖塞，也就是说，它会等待，直到电机完成转动并把控制权传递给下一行程序。例如，你对速度进行设置，比如给步进电机设置1 RPM的转速和设置step(100) ，即步进电机以1rpm的转速转100步，此功能将需要整整一分钟来运转。为了更好地控制，保持高速，推荐每一个step()只走几步。）

语法

Stepper: step(steps)

参数

Stepper：一个Stepper类型变量

steps：电机依据这个步数进行转动，正数为一个方向，负数为反方向（整数）

以上为步进电机的库文件语法，相信几个语法看完，你对上面的程序更加了解，对步进电机的使用更加熟练。

这是官网教程地址：
http://arduino.cc/en/Tutorial/MotorKnob

下面为一下资料，大家下载了解：
驱动板原理图：

步进电机驱动板原理图.pdf (39.68 KB, 下载次数: 252)

active · 发表于 2013-9-11 13:33:35

顶下，想用步进电机拼个自平衡车。

AllBlue · 发表于 2013-9-12 09:19:16

active 发表于 2013-9-11 13:33

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顶下，想用步进电机拼个自平衡车。

祝你成功···········做好可以展示出来

yuailong · 发表于 2013-9-21 00:53:44

顶下，想用步进电机拼个自平衡车

devwei095 · 发表于 2018-6-13 17:43:15

学习学习，很好的资料

tiantianyouyou · 发表于 2019-5-2 08:05:21

不错不错，学习一下

tiantianyouyou · 发表于 2019-5-2 08:06:24

步进电机的使用更加熟练

tiantianyouyou · 发表于 2019-5-4 20:23:04

学习学习，很好的资料

tiantianyouyou · 发表于 2019-5-4 20:31:00

好资料啊，谢谢分享

lucq7896 · 发表于 2019-7-17 06:24:03

正要做这个实验

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