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Sensortile評測----平坦度測量之42步進(jìn)電機(jī)調(diào)試

2023-06-26
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[導(dǎo)讀]
項(xiàng)目需求，動作部分需要步進(jìn)電機(jī)參與，去年論壇送的3D打印機(jī)還在，那就用A4988驅(qū)動模塊和42步進(jìn)電機(jī)了。一、模塊介紹： 1、步進(jìn)電機(jī)： 1>步進(jìn)電機(jī)：在非超載的情況下，電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號

項(xiàng)目需求，動作部分需要步進(jìn)電機(jī)參與，去年論壇送的3D打印機(jī)還在，那就用A4988驅(qū)動模塊和42步進(jìn)電機(jī)了。
一、模塊介紹：

1、步進(jìn)電機(jī)：
1>步進(jìn)電機(jī)：在非超載的情況下，電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載變化的影響，當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動器接收到一個(gè)脈沖信號，它就驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個(gè)固定的角度，稱為“步距角”，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運(yùn)行的?？梢酝ㄟ^控制脈沖個(gè)數(shù)來控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的；同時(shí)可以通過控制脈沖頻率來控制電機(jī)轉(zhuǎn)動的速度。

圖1 四線兩相步進(jìn)電機(jī)原理圖

2〉42步進(jìn)電機(jī)
42意思是說安裝機(jī)座寬42mm，如下圖

圖2 42步進(jìn)電機(jī)機(jī)械圖

其額定轉(zhuǎn)矩為0.5Nm。

2、A4988步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動模塊

圖3 A4988IC功能框圖

A4988一個(gè)帶轉(zhuǎn)換器和過流保護(hù)功能的DMOS（vertical double-diffused MOSFET）微步驅(qū)動芯片。

其MS1/2/3是模式選擇邏輯引腳，共有五種不同的步進(jìn)模式（全、半、1/4、1/8、1/16），模式根據(jù)應(yīng)用精度選擇，其具體介紹見官方datasheet。

圖4 模式邏輯表

圖5 時(shí)序圖

下面是A4988在3D打印機(jī)應(yīng)用中的經(jīng)典模塊電路

圖6 3D打印RAMPS1.4電路中的驅(qū)動模塊

RAMPS1.4電路板中，MS1/2/3、reset和sleep引腳被上拉，step、enable和dir，以及OUT1A、OUT1B、OUT2A、OUT2B引腳外留。

二、用Arduino開發(fā)板調(diào)試驅(qū)動塊：

開發(fā)板用的是ATmega2560 R3，驅(qū)動模塊的dir、step、enable分別接于開發(fā)板的28、26、24接口，前面說過A4988的模式，網(wǎng)上查來說，在全模式下，轉(zhuǎn)一圈要200個(gè)步進(jìn)值或一個(gè)步進(jìn)1.8°，而我們的板子是在1/16的模式下，即轉(zhuǎn)一圈需要16*200個(gè)步，這里的1步指的是step引腳的一個(gè)周期方波，方波的周期決定了旋轉(zhuǎn)的速度，而總的步進(jìn)數(shù)決定了旋轉(zhuǎn)的角位移，兩者其實(shí)耦合，不糾結(jié)了，經(jīng)測試方波的周期在300us至1600us之間電機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定。

下面是這次調(diào)試的代碼：

char Dir=28;
char Step=26;
char Enable=24;
//MS1/2/3 5V
void setup() {
// put your setup code here, to run once:
pinMode(Enable,OUTPUT); // Enable
pinMode(Step,OUTPUT); // Step
pinMode(Dir,OUTPUT); // Dir
digitalWrite(Enable,LOW); // Set Enable low
//digitalWrite(Dir,HIGH); // Set Dir high
}
void loop() {
// put your main code here, to run repeatedly:
digitalWrite(Dir,HIGH); // Set Dir high 正轉(zhuǎn)
for(int x = 0; x < 3200; x++)
{
digitalWrite(Step,HIGH); // Output high
delayMicroseconds(800); //
digitalWrite(Step,LOW); // Output low
delayMicroseconds(800); //
}
delay(5000);
digitalWrite(Dir,LOW); // Set Dir low 反轉(zhuǎn)
for(int x = 0; x <3200; x++)
{
digitalWrite(Step,HIGH); // Output high
delayMicroseconds(800); //
digitalWrite(Step,LOW); // Output low
delayMicroseconds(800); //
}
delay(5000); // pause five second
}

復(fù)制代碼

三、總結(jié)：

此次調(diào)試唯一經(jīng)驗(yàn)就是，一定不忘以前養(yǎng)成的程序編寫習(xí)慣，切記，下面來說說這次遇到的坑，

首先、是第二次玩Arduino，對其編輯、編譯器和代碼書寫要求沒有任何好感，個(gè)人感覺。

其次、犯了一個(gè)很沒程序素養(yǎng)的問題，程序是先讓電機(jī)正轉(zhuǎn)一圈，延遲5s后再反轉(zhuǎn)一圈，如此輪回，結(jié)果一直在正轉(zhuǎn)，怪了，什么鬼？于是拿著表測了一下方向控制腳，發(fā)現(xiàn)的確沒有執(zhí)行到這一步，看了半天沒看出來，于是就回頭去測電路板，排除硬件的影響，任然無效，于是從程序for循環(huán)開始排查，是不是步數(shù)轉(zhuǎn)多了，電機(jī)剩磁太大，老死機(jī)的經(jīng)驗(yàn)，就慢慢改步數(shù)，從3200改到了100，發(fā)現(xiàn)改到150時(shí)還是一樣，但改到100時(shí)可以反轉(zhuǎn)了，聰明的你知道是什么原因了吧，差不多找著你了，于是改到了126發(fā)現(xiàn)可以反轉(zhuǎn)，又改到了130不反轉(zhuǎn)，好家伙，x溢出了！??！，？？？恩，無緣無故你溢出個(gè)球，x怎么是char類型的，我明明定義的是int啊，于是想了想，當(dāng)初定義了一個(gè)全局變量x，char類型的，寫for的時(shí)候?yàn)榱耸∈拢陀昧怂?，這回是哭笑不得，好吧，老了，記性太差，改回來后，ok了，覺得好笑，寫這麼多，大家一起笑笑undefined。

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