Шаговый двигатель 6 проводов подключение: Подключение шагового двигателя: схема подключения

Шаговый униполярный двигатель nema 23 57HM56-2006 имеет шесть выводов, и что бы подключить его к RAMPS 1.4 или любой другой плате нам потребуется переделать его из униполярного в биполярный.

Шаговый униполярный двигатель NEMA 23 57HM56-2006 имеет ток 2 А. Обычный  драйвер ШД A4988 годится, но с ним двигатель не будет выдавать заявленных 10 кг момент, поэтому я буду использовать драйвер ШД TB6600 и плату MKS CD 57/86, что бы подключить его к ramps.

Немного теории

Биполярный двигатель имеет одну обмотку в каждой фазе, которая для изменения направления магнитного поля должна переполюсовываться драйвером. Для такого типа двигателя требуется мостовой драйвер, или полумостовой с двухполярным питанием. Всего биполярный двигатель имеет две обмотки и, соответственно, четыре вывода.

Униполярный двигатель также имеет одну обмотку в каждой фазе, но от середины обмотки сделан отвод. Это позволяет изменять направление магнитного поля, создаваемого обмоткой, простым переключением половинок обмотки. При этом существенно упрощается схема драйвера. Драйвер должен иметь только 4 простых ключа. Таким образом, в униполярном двигателе используется другой способ изменения направления магнитного поля. Средние выводы обмоток могут быть объединены внутри двигателя, поэтому такой двигатель может иметь 5 или 6 выводов. Иногда униполярные двигатели имеют раздельные 4 обмотки, по этой причине их ошибочно называют 4-х фазными двигателями. Каждая обмотка имеет отдельные выводы, поэтому всего выводов 8. При соответствующем соединении обмоток такой двигатель можно использовать как униполярный или как биполярный. Униполярный двигатель с двумя обмотками и отводами тоже можно использовать в биполярном режиме, если отводы оставить неподключенными.

Если сравнивать между собой биполярный и униполярный двигатели, то биполярный имеет более высокую удельную мощность. При одних и тех же размерах биполярные двигатели обеспечивают больший момент.

На схеме ниже показаны два двигателя. Слева униполярный, 6 выводов. Справа биполярный, 4 вывода.

Аналогичная схема ниже, но у же с буквенным обозначением выводов.
Слева биполярный, справа униполярный двигатель.

Исходя из схем выше, возможно два варианта переделки униполярного двигателя в биполярный двигатель.

Для наглядности этого процесса, мы собрали для Вас тестовый стенд, который включает в себя: ramps 1.4, arduino mega 2560, Драйвер шагового двигателя TB6600, плата МКС CD 57/86 для внешнего драйвера ШД TB6600, LCD Display 2004, шаговый двигатель  Nema 23 57HM56-2006.

1) Первый вариант. Подключаем двигатель к драйверу не используя центральные выводы в обмотках, то есть желтый и белый. Таким способом подключения мы получим высокий момент.

1) Устанавливаем плату MKS CD 57/86 в штатный разъем ramps 1.4 для шагового драйвера, соблюдая полярность.

2) Подключаем драйвер шагового двигателя TB6600 к плате MKS CD 57/86 кабелем с разъемом PH-4 и PH-4.

3) Подключаем шаговый двигатель NEMA 23 57HM56-2006 к драйверу ШД TB6600. Зеленый провод в разъём 1A, черный в разъём 1B, красный в разъём 2A, синий в разъём 2B. Желтый и белый провода лучше заизолировать, чтоб лишний раз с бубном не прыгать.

4) Подключаем питание от 8-45 В к драйверу шагового двигателя TB6600.

Предыдущие четыре шага на фото ниже.

Подключаем LSD дисплей и питание к ramps 1.4.

Запускаем двигатель и радуемся результату.

2) Второй вариант. Подключаем двигатель к драйверу не используя крайние выводы в обмотках, то есть черный и синий. Таким способом подключения мы получим высокую приемистость.

1) Устанавливаем плату MKS CD 57/86 в штатный разъем ramps 1.4 для шагового драйвера, соблюдая полярность.

2) Подключаем драйвер шагового двигателя TB6600 к плате MKS CD 57/86 кабелем с разъемом PH-4 и PH-4.

3) Подключаем шаговый двигатель NEMA 23 57HM56-2006 к драйверу ШД TB6600. Зеленый провод в разъём 1A, желтый в разъём 1B, белый в разъём 2A, красный в разъём 2B. Черный и синий провода лучше заизолировать, не ну если Вам нравится прыгать с бубном то не делайте этого.

4) Подключаем питание от 8-45 В к драйверу шагового двигателя TB6600.

Предыдущие четыре шага на фото ниже.

Подключаем LSD дисплей и питание к ramps 1.4.

Таким образом, подключить униполярный шаговый двигатель к ramps 1.4 не так уж и сложно, достаточно немного знать теории и быть внимательным. Надеюсь, что теперь Вам помощь бубна в этой теме не потребуется.

Ссылки на компоненты из статьи:

1. Шаговый двигатель nema 23 57HM56-2006
2. Драйвер шагового двигателя TB6600;
3. Шилд (надстройка) RAMPS 1.4;
4. Плата управления arduino mega 2560;
5. Плата МКС CD 57/86 для внешнего драйвера;
6. LCD Display 2004 RAMPS 1.4.

С уважением, Zona-3D.ru

Шаговый двигатель для ЧПУ | Техника и человек

Шаговые электродвигатели можно встретить в устройстве автомобильных приборных панелей, принтеров, приводов CD-дисков, электрических инструментов, в общем – везде, где необходима повышенная точность позиционирования. Но наибольшую известность ШД получил в станках с ЧПУ.

Но почему этот механизм именуется именно так – «шаговый двигатель»? Если описывать его в двух словах, то он представляет собой бесщеточный синхронный мотор с несколькими проволочными обмотками. Электрический ток подается в одну из обмоток статора (неподвижного элемента) и таким образом фиксирует ротор (подвижную часть) в определенной позиции. Затем ток поступает в другую обмотку и ротор совершает новое движение. Такая последовательная смена позиции именуется «шаг». И именно благодаря этому принципу работы Шаговый Электродвигатель получил свое название.

Устройство и виды ШД

На сегодняшний день различают три основных типа шаговых двигателей:

1. С переменным магнитным сопротивлением. Устройство таких моторов предполагает наличие нескольких полюсов на статичном элементе. Ротор в данном виде ШД обладает зубчатой формой и создается он из не жесткого материала, к тому же при этом сам не является намагниченным. Если мы в качестве примера рассмотрим мотор с переме
   нным сопротивлением, в котором статор будет шести-полюсным, а конструкция ротора состоит из четырех зубцов, то количество независимых обмоток в таком двигателе составит 3 штуки. Каждая из них наматывается на два противоположных статорных полюса. Размер одного шага такого мотора составит 30 градусов.
2. ШД с постоянными магнитами. Как мы можем заключить из названия, в роторе такого двигателя обязательно применяются постоянные магниты. Полюсы располагаются параллельно моторной оси и обладают прямолинейной формой. Намагниченность ротора позволяет обеспечить более мощный магнитный поток. По этой причине, крутящий момент будет на порядок выше, чем в ШД с переменным сопротивлением. Обычно величина шага двигателя с постоянными магнитами варьируется в диапазоне 7,5-15 градусов. А количество шагов на один оборот, в зависимости от модели, может составлять 24-48.
3. Шаговые двигатели гибридного типа. При изобретении таких моторов делался упор на то, чтобы максимально эффективно сочетать в одном устройстве достоинства двух описанных выше видов ШД. Зубцы в роторе гибридного двигателя установлены в осевом направлении. Это позволяет обеспечить более высокую скорость, сократить величину шага и увеличить крутящий момент. В большинстве гибридных ШД число шагов за один оборот составляет от 100 до 400. При этом, угол одного шага – всего 0,9-3,6 градусов. Для снижения скачкообразности движения ротора используется особый режим микрошагов. Самый распространенный представитель данного вида — это биполярный шаговый двигатель nema.

Следует отметить, что микрошаг возможен только в гибридных ШД. Каждый микрошаг осуществляется посредством независимого управления обмотками. При помощи управления соотношением токов ротор может фиксироваться даже на промежуточном участке между двумя соседствующими шагами. Это повышает плавность вращения подвижного элемента и позволяет добиться оптимальной точности позиционирования. Количество шагов в этом режиме может достигать даже 51 200 за один оборот.

Многие любители задаются вопросом: почему выбрана именно зубчатая форма ротора? Ответ прост: в целях получения периодической зависимости обмотки статора от углового положения ротора. Зазор между пазами делается намного большим, чем между зубцами. Это позволяет обеспечить более низкую магнитную проводимость зазоров относительно удельной проводимости зубцов. В противном случае, шаговый двигатель просто не смог бы функционировать. Очевидно, что именно совокупность всех его конструктивных особенностей, а также форм и состава элементов позволяют ШД быть полноценным механизмом, а не просто куском металла.

Кроме того, в зависимости от типа обмоток, ШД подразделяют на:

• биполярные. Они обладают по одной обмотке для каждой фазы. Изменение направления магнитного поля в них обеспечивается посредством переплюсовки драйвером – двухполярным полумостовым или мостовым;
• униполярные. Такой шаговый двигатель также обладает по одной обмотке в каждой из фаз, но при этом от середины любой отдельной обмотки делается отвод. Таким образом направление поля можно менять посредством переключения используемой половинки обмотки. Драйвер должен содержать лишь четыре ключа, так что он проще, чем в биполярном моторе.

Характеристики ШД

В технической документации к шаговым двигателям вы можете встретить такой перечень характеристик:

1. Крутящий момент или момент вращения. Измеряется в килограмм-сила-сантиметрах. Часто к этому пункту прилагается график, в котором выражается зависимость вращательного момента от частоты вращения. Чем выше этот показатель, тем быстрее мотор набирает обороты при включении.
2. Удерживающий момент. Он показывает, с какой силой статор может блокировать ротор, когда двигатель включен, но не запущен. То есть это параметр крутящего момента при нулевой скорости. По графику он снижается прямо пропорционально повышению скорости вращения. Измеряется данный показатель в унциях-на-дюйм. Удерживающий момент в мере, указанной производителем, мотор может продемонстрировать лишь в статическом режиме, при условии, что полный ток подается сразу в две фазы.
3. Тормозящий момент. Это величина силы, удерживающей ротор от вращения в условиях отсутствия подачи тока. То есть, сила фиксации ротора при выключении. Также его именуют стопорный момент. В гибридных ШД он составляет не более десятой части от величины силы, удерживающей ротор от проворачивания при полной подаче тока. Данная характеристика измеряется в тех же единицах, что и удерживающий момент.
4. Номинальное напряжение. Этот показатель напрямую зависит от индуктивности обмоток и позволяет определить оптимальное напряжение, которое следует подавать в двигатель. Лучшее напряжение, подходящее для вашего ШД находится в диапазоне от 4 до 25 значений от номинального. Если вы превысите силу подаваемого тока, то мотор будет перегреваться, что приведет к его поломке. А если напряжения будет недостаточно, то он просто не запустится. Эта характеристика указывается в Вольтах. Для вычисления оптимальной силы тока используется специальная формула U = 32 x√ L, где L– это индуктивность обмотки, а U – искомое значение.
5. Отдельно указывается результат проведения диэлектрических испытаний, в ходе которых было определено максимальное напряжение, которое способна выдержать обмотка в течение определенного отрезка времени. Этим показателем определяется прочность двигателя, то, насколько успешно он может сопротивляться перегрузкам.
6. Момент инерции подвижной части мотора. Определяет скорость разгона ШД. Данная величина измеряется в грамм-квадратных сантиметрах.
7. Количество шагов за один оборот (учитываются только полные шаги, половинчатые значения не берутся во внимание). Чем больше шагов, тем мощнее и быстрее двигатель.
8. Длина и масса. Имеется в виду именно длина корпуса, без учета вала. А вот в параметре «вес» указывается общая масса изделия. От габаритов и массы зависит, в каких условиях может использоваться двигатель. В одних случаях нужен компактный мотор, а в других подойдет только более крупный и мощный.

Рассмотрим на примере шаговый двигатель nema. Двигатель PL57h51, что обозначает ширину-высоту (диаметр) по квадратному фланцу 57мм — PL57. Длина двигателя, без вала 41мм — h51. Крутящий, удерживающий и другие моменты двигателя больше зависят от диаметра, чем от длины двигателя.

Характеристики PL57h210

PL57h210	L, мм	131	Индуктивность фазы, мГн	6.0±20%
	Угловой шаг, °	1.8±5%	Сопротивление фазы, Ом	1.0±10%
	Число фаз	2	Момент удержания,кгхсм	28
	Сопротивление изоляции, МОм	100	Момент инерции,г х см 2	405
	Температура окруж. среды, °С	-20~40	Масса, кг	1. 7
	Рабочая температура, °С	110 max	Количество валов	1
	Ток фазы,А	4	Тип
	Радиальное биение вала двигателя (нагрузка 450г.)		Размер шпоночного паза, мм

Характеристики PL86h213

PL86h213	L1 ±1, мм	113	Сопротивление фазы, Ом	1.0±10%
	L2±1, мм	35	Момент удержания, кг х см	1″
	L3 , мм	148	2	2700
	Угловой шаг, °	1.8±5%	Количество валов	1
	Число фаз	2	Масса, кг	3.5
	Сопротивление изоляции, МОм	100	Радиальное биение вала двигателя (нагрузка 450г.)
	Температура окруж. среды, °С	-20-40
	Рабочая температура, °С	110 max	Индуктивность фазы, мГн	6. 3±20%
	Ток фазы, А	4.2

Подключение, драйверы и инкодеры

Как правило, управление шаговыми моторами осуществляется посредством специальных драйверов, подключаемых к LTP-порту компьютера. Драйвер принимает генерируемые программой сигналы и трансформируют их в команды двигателю, передаваемые посредством подачи тока на обмотки. Программное обеспечение может регулировать траекторию, величину, скорость и величину движения.

Драйвер является блоком управления шаговым двигателем. В станках ЧПУ управляющие сигналы формируются на ЧПУ контроллерах, поэтому к драйверу подключают 4 вывода шагового двигателя, управляющие провода с контроллера ЧПУ (обычно 4 провода) и питание + и — с блока питания. Сигналы с контроллера поступают в драйвер, где уже они управляют переключением ключей силовой схемы питающего напряжения, идущего с блока питания, через эти ключи на двигатель.

Подбирать драйвер следует по максимальному выдаваемому току нужного напряжения на выводы, для обмоток двигателя. Ток выдаваемый драйвером должен быть, либо таким же, какой будет потреблять двигатель, либо выше. На драйвере есть переключатели, с помощью которых можно выставить желаемые параметры выходного напряжения и не сжечь двигатель.

Порядок подключения шагового двигателя к общей цепи зависит от того, сколько проводов в вашем приводе и как именно вы хотите использовать ШД. Моделей существует очень много и ля каждой из них существует своя схема подключения. Количество проводов в двигателе может варьироваться в диапазоне от четырех до шести. Четырехпроводные моторы используются исключительно с биполярными механизмами.

Каждым двум обмоткам соответствует два провода. Чтобы определить необходимые пары и связь между ними, вам пригодится метр. Самыми мощными считаются шести-проводные двигатели. В них для каждой отдельной обмотки предусмотрен центр-кран и два провода. Такой ШД можно подключать и к биполярным, и к униполярным аппаратам. Вам понадобится специальный измерительный прибор, чтобы разделить провода. Для однополярных устройств используйте все шесть проводов. Для биполярных достаточно одного центрального крана и провода для одной обмотки.

Центр-кран это обыкновенный провод, который еще называют «средним» или «центральным». Он есть в некоторых видах шаговых двигателей. В униполярных двигателях для каждой обмотки предусмотрено три провода. Два из них предназначены для подключения к транзисторам. А средний, то есть центр-кран, необходимо подключать к источнику напряжения. То есть, если вам не нужно подключать транзисторы, вы можете просто проигнорировать два боковых провода.

Пяти-проводные ШД схожи с шести-проводными, однако в них центральные провода выведены в один общий кабель, вместе с остальными. Без разрывов вам не удастся разделить между собой обмотки. Лучше всего обнаружить средний провод и соединить его с другими проводниками – это будет эффективным и самым не опасным вариантом.

Часто с ШД используются и энкодеры. Они являются просто датчиками, задача которых заключается в подаче сигналов программному обеспечению. Многие специалисты считают, что в большинстве случаев сочетать шаговый двигатель с энкодерами не имеет смысла и является неэффективной тратой денег. Но если имеет место быть нелинейная зависимость движения от количества шагов, когда необходимо построить пятую координату, энкодер будет незаменим. Он поможет с большей легкостью отслеживать углы поворота стола, что сэкономит время, избавив от необходимости применять более сложные методы.

Сферы применения, плюсы и минусы

Особое распространение ШД получили в высокотехнологической и тяжелой промышленности. Благодаря тому, что они являются весьма недорогостоящими, а устроены они довольно просто, спрос на них не угасает даже в 21-м веке. Часто вы можете обнаружить их в станках ЧПУ, роботизированной технике, на устройствах автоматизации (подача, дозировка, механизмы автоматической сварки и сборки и так далее).

Особо популярны шаговые двигатели в конструкциях координаторных столов и станков ЧПУ. Благодаря низкой стоимости программного обеспечения, необходимого для их функционирования, ШД являются незаменимыми в производственном секторе, в панелях управления, программирования и постановки задач и в других элементах механизмов.

Шаговые двигатели часто используются периферийных элементах ЭВМ, печатных станках и приборах, фрезерных станках и чертежных автоматах, системах контроля и управления, перфораторах, считывателях лент.

С ШД по популярности конкурируют серводвигатели, которые могут выполнять аналогичные функции в тех же условиях, что и шаговые моторы.

Достоинства шаговых двигателей в сравнении с серводвигателями:

1. Исправно функционируют при большом диапазоне нагрузок.
2. Фиксированный угол поворота, стандартизированные размеры мотора.
3. Невысокая стоимость.
4. Простота установки и применения, надежность, долговечность.
5. При слишком высоких оборотах двигатель не сгорает, а пропускает шаги.

Основные недостатки ШД по сравнению с серводвигателями:

1. Низкий КПД. Высокое потребление энергии вне зависимости от нагрузки.
2. Резкое снижение крутящего момента при увеличении частоты оборотов.
3. При таких размерах и массе мощность ниже ожидаемой.
4. В процессе работы мотор сильно нагревается.
5. Высокий уровень шума на высокой и средней частотах.

Как подключить шаговые двигатели

Контроллер Buildbotics с ЧПУ обеспечивает четыре биполярных драйвера шаговых двигателей. Он не может управлять униполярными шаговыми двигателями. К счастью, большинство шаговых двигателей можно подключить как биполярные.

Для подключения шагового двигателя к контроллеру Buildbotics с ЧПУ необходимо правильно подключить четыре провода от драйвера к правым проводам на двигателе. К сожалению, шаговые двигатели бывают самых разных конфигураций, и не всегда сразу понятно, как их подключить.Шаговые двигатели отличаются друг от друга по нескольким характеристикам. Одно большое отличие – это количество проводов, идущих от двигателя. Нередко встречаются двигатели с 4, 5, 6 или 8 проводами, выходящими из двигателя. В этой статье обсуждается каждая из этих конфигураций.

Контроллер ЧПУ Buildbotics обеспечивает четыре выхода драйверов двигателей через заднюю панель на портах, обозначенных X, Y, Z и A. Все четыре этих порта имеют одинаковую проводку и выглядят следующим образом:

Каждый выход имеет четыре контакта.Верхний левый штифт – B +, нижний левый – B-, верхний правый – A-, а нижний правый – A +. B- и B + должны управлять одной из катушек двигателя, а A- и A + должны управлять другой катушкой двигателя.

Buildbotics предоставляет готовые кабели, которые подключаются к выходам драйверов на одном конце. Эти кабели имеют цветовую кодировку: провод A + красный, провод A- черный, провод B + желтый, а провод B- фиолетовый.

Подключение 4-проводных двигателей

Для подключения 4-проводных шаговых двигателей необходимо подключить A + и A- к одной из катушек двигателя, а B + и B- – к другой катушке двигателя.

Хитрость заключается в том, чтобы выяснить, какие провода составляют пары катушек. Вот три способа выяснить это:

1. Найдите документацию на двигатель. Предполагая, что у вас его еще нет, прочтите номер модели двигателя, а затем поищите его в Интернете. Приложив немного усилий, обычно можно получить техническое описание двигателя. В таблице данных обычно указываются провода A +, A-, B + и B- или, по крайней мере, указывается, какие провода по цвету прикреплены к каким катушкам.
2. Если вы не можете найти техническое описание, но у вас есть омметр, измерьте сопротивление между любыми двумя проводами двигателя.Если вы измеряете почти короткое замыкание, то эта пара составляет одну катушку, а два других провода – вторую катушку. Если это разрыв, измерьте расстояние между первым проводом и другим проводом, а затем до четвертого провода, пока не найдете почти короткое замыкание. Обратите внимание, что я говорю «почти короткий», потому что катушка представляет собой длинный тонкий провод и имеет некоторое сопротивление. После того, как пары идентифицированы, произвольно назначьте одну пару как «A», а другую как «B» и произвольно назначьте один провод как «+», а другой как «-» в каждой паре.Затем подключите провода, как показано. При таком подключении существует вероятность 50%, что двигатель повернет назад. Если он повернется не в ту сторону, просто поменяйте местами одну (а не обе) пары, и двигатель повернет в обратном направлении.
3. Если у вас нет омметра, большинство людей может определить пары наощупь. Валы шаговых двигателей довольно легко поворачиваются, когда катушки двигателя разомкнуты, но их труднее повернуть, когда катушка закорочена. Во-первых, оставьте все четыре катушки двигателя открытыми и поверните вал двигателя, чтобы почувствовать, насколько тяжело его вращать.Затем скрутите два любых провода вместе. Если двигатель вращать значительно труднее, значит, вы замкнули одну из катушек и определили пару. Если нет, отсоедините два провода друг от друга и подключите третий провод к первому. Если мотор не становится труднее вращаться, отсоедините третий провод от первого и подключите четвертый провод. Одну из комбинаций должно быть труднее повернуть, и это одна катушка, а два провода составляют другую катушку. После того, как пары идентифицированы, произвольно назначьте одну пару как «A», а другую как «B» и произвольно назначьте один провод как «+», а другой как «-» в каждой паре. Затем подключите провода, как показано. При таком подключении существует вероятность 50%, что двигатель повернет назад. Если он повернется не в ту сторону, просто поменяйте местами одну (а не обе) пары, и двигатель повернет в обратном направлении.

Подключение 5-проводных двигателей

5-проводные двигатели являются строго однополярными двигателями и не могут быть подключены как биполярные двигатели. Таким образом, они несовместимы с контроллером ЧПУ Buildbotics.

Подключение 6-проводных двигателей

6-проводные двигатели могут быть сконфигурированы как униполярные или как последовательные биполярные двигатели.Контроллер ЧПУ Buildbotics не поддерживает униполярные двигатели. Здесь показаны биполярные последовательные соединения.

6-проводные двигатели имеют две катушки с отводами и открывают концы катушек и центральный проводник с отводами. Это по три провода на каждую из двух катушек. Центральные отводы не подключены, а концы катушек подключены, как показано. Хитрость заключается в том, чтобы выяснить, какие провода принадлежат каждой катушке и какой из этих проводов является центральным проводником. Вот два метода:

1. Найдите документацию на двигатель.Предполагая, что у вас его еще нет, прочтите номер модели двигателя, а затем поищите его в Интернете. Возможно, вам придется позвонить поставщику. Приложив немного усилий, обычно можно получить техническое описание двигателя. В таблице данных обычно указываются провода A +, A-, B + и B- или, по крайней мере, указывается, какие провода по цвету прикреплены к каким катушкам.
2. Используйте омметр для определения отдельных катушек. Любые провода, которые кажутся подключенными через несколько Ом, будут частью одной катушки.Провода, которые кажутся открытыми, являются частью различных катушек. Произвольно выберите одну из катушек как «A», а другую как «B». После идентификации катушек измерьте сопротивление между каждым из трех проводов этой катушки. Сопротивление между двумя концами катушки будет примерно в два раза больше сопротивления между любым концом катушки и центральным отводом катушки. Когда концы катушки идентифицированы, произвольно выберите один из концов как «+», а другой как «-» для каждой катушки. Затем подключите провода, как показано.При таком подключении существует вероятность 50%, что двигатель повернет назад. Если он повернется не в ту сторону, просто поменяйте местами одну (а не обе) пары, и двигатель повернет в обратном направлении.

Подключение 8-проводных двигателей

Восьмипроводные двигатели могут быть сконфигурированы как униполярные, биполярные последовательные или биполярные параллельные двигатели. Контроллер ЧПУ Buildbotics не поддерживает униполярные соединения. Перед настройкой 8-проводного двигателя необходимо сначала решить, следует ли настроить двигатель как биполярный последовательный или как биполярный параллельный двигатель.Биполярные двигатели с параллельным подключением обычно обеспечивают более высокую максимальную скорость, но потребляют в два раза больше тока, чем двигатель, подключенный последовательно. Последовательная конфигурация должна использоваться, если ток параллельной конфигурации превышает выходные возможности драйвера. Это особенно актуально для двигателей большего размера. В случае контроллера ЧПУ Buildbotics максимальный ток составляет 6 ампер для любого отдельного порта двигателя.

На следующей схеме показаны подключения для 8-проводного последовательного биполярного шагового двигателя.

На следующей схеме показаны соединения для 8-проводного параллельно подключенного биполярного шагового двигателя.

Перебрать все возможные комбинации подключений омметром или наощупь нереально. Чтобы подключить его, вам понадобится техническое описание двигателя. Предполагая, что у вас его еще нет, прочтите номер модели двигателя, а затем поищите его в Интернете. Возможно, вам придется связаться с продавцом, чтобы получить техническое описание двигателя. В таблице данных обычно указываются провода A1 +, A1-, A2 +, A2-, B1 +, B1-, B2 + и B2- или что-то в этом роде.Учитывая эту информацию, просто подключите двигатели, как показано на схемах выше.

Основы подключения: униполярный или биполярный

Простой способ изменить характеристики скорости и крутящего момента шагового двигателя – это подключить его к другому типу драйвера или изменить его конфигурацию проводки. Однако это еще не все. Знание плюсов и минусов между «униполярным» и «биполярным» может улучшить или ухудшить производительность вашего шагового двигателя.

Давайте посмотрим на эти две разные кривые скорость-крутящий момент.Эти кривые фактически созданы для одного и того же «базового» двигателя, но с разными драйверами. Обратите внимание, как меняются характеристики скорости и крутящего момента. ПОДСКАЗКА: выберите определенную скорость, затем сравните крутящий момент на этой скорости.

Кривая крутящего момента скорости отображает рабочие характеристики шагового двигателя с заданным набором напряжения, тока и типа драйвера и используется для определения того, будет ли двигатель соответствовать требованиям по крутящему моменту и скорости для приложения. На форму кривой крутящего момента влияют электрические характеристики двигателя, такие как ток или индуктивность.

ОБЗОР: Как создается крутящий момент?

Во-первых, давайте начнем с самого начала и рассмотрим, как создается крутящий момент шагового двигателя. Мы знаем, что крутящий момент пропорционален произведению тока возбуждения и количества витков обмотки (катушки). Чем больше число оборотов, тем выше крутящий момент, но приносится в жертву крутящий момент на высокой скорости, тем самым ограничивая максимальную скорость, на которой шаговый двигатель может эффективно работать.При меньшем количестве оборотов крутящий момент уменьшается на более низких скоростях, но сохраняется на более высоких скоростях.

Давайте посмотрим на формулу крутящего момента.

Вот как ток влияет на кривую крутящего момента шагового двигателя.

Вот как количество витков обмотки влияет на кривую крутящего момента шагового двигателя.

Но… что делать, если вы не можете изменить ток обмотки или количество витков?

Н (количество витков обмотки) и I (ток) обычно указываются и не могут быть изменены, так что еще вы можете сделать, чтобы изменить кривую крутящего момента? Если у вас есть хотя бы 6 проводов от вашего шагового двигателя, ответ – посмотрите на «униполярные» и «биполярные» конфигурации проводки.

Что означает «однополярный» и «биполярный»?

Теперь давайте посмотрим на слова «однополярный» и «биполярный».Что именно означают эти слова?

Термины «униполярный» и «биполярный» произошли от типа драйверов, используемых для управления шаговыми двигателями. Проще говоря, «уни» в униполярном означает «один», а «би» в биполярном означает «два». «Полярность» означает электрическую и магнитную полярность (к сведению: направление тока определяет полярность).

Основное различие между «униполярными» и «биполярными» шаговыми двигателями – это центральный отводной провод, который разделяет полные витки обмотки пополам. Это можно сделать с помощью одного или двух проводов. Если вы удалите центральный кран, соединение станет биполярным.

Основное различие между «униполярными» драйверами и «биполярными» драйверами заключается в их способности передавать ток. Способность драйвера посылать ток в одном или обоих направлениях напрямую зависит от количества транзисторов, используемых драйвером. Биполярный драйвер потребует вдвое больше транзисторов, чем униполярный драйвер, чтобы контролировать ток в обоих направлениях.

Переходя от униполярного к биполярному или наоборот, мы фактически изменяем электрические характеристики обмотки внутри двигателя, такие как напряжение, сопротивление и индуктивность, а также характеристики крутящего момента.Производители двигателей часто показывают разные наборы спецификаций для одного и того же двигателя в зависимости от типа подключения. Для обеспечения гибкости предлагаются различные варианты намотки для шаговых двигателей с одинаковым размером корпуса и длиной стека.

Для шаговых двигателей NEMA 23 (2,22 дюйма / 56,4 мм) предлагаются различные обмотки, короткая длина пакета

Как вы можете видеть выше, гибкость соединений возрастает с увеличением количества выводных проводов. Шестипроводной двигатель может быть подключен к однополярной или биполярной серии.Восьмипроводный двигатель может быть подключен к однополярному, биполярному последовательному или биполярно-параллельному соединению.

Униполярный драйвер имеет шесть клемм для подключения шести проводов от двигателя, а биполярный драйвер имеет четыре клеммы для подключения четырех, шести или восьми проводов от двигателя.

Хотя подключение четырехпроводного биполярного шагового двигателя к четырехполюсному биполярному драйверу довольно просто, вам действительно нужно знать, что вы делаете, чтобы подключить шести- или восьмипроводные биполярные шаговые двигатели к биполярному драйверу.

Не волнуйтесь. В конце этого поста мы расскажем о схеме подключения шагового двигателя, чтобы упростить задачу.

Какие есть все возможные способы подключения?

Есть только один способ подключить шестипроводной униполярный шаговый двигатель к шестиконтактному униполярному приводу, но есть несколько способов подсоединить шаговый двигатель к биполярному приводу в зависимости от количества проводов и желаемой производительности. В то время как униполярные драйверы более рентабельны, биполярные драйверы предлагают большую гибкость и позволяют несколькими способами подключаться к четырех-, шести- и восьмипроводным шаговым двигателям.

Биполярные конфигурации проводки разделены на биполярно-последовательную, биполярно-параллельную и биполярную полукатушки.

• Униполярный (6 или 8 проводов)
• Биполярная серия (4, 6 или 8 проводов)
• Биполярно-параллельный (4 или 8 проводов)
• Биполярная полукатушка (6 или 8 проводов)

На схемах ниже показаны как обмотка двигателя, так и схема транзистора драйвера.

Униполярная и биполярная полукатушка

Для униполярной и биполярной полукатушки мы, по сути, разделяем всю катушку и одновременно используем половину обмотки.Таким образом, мы используем меньше витков обмотки, поэтому двигатель не будет выдавать большой крутящий момент. Поскольку индуктивность остается низкой, крутящий момент может поддерживаться до более высоких скоростей.

Биполярная серия

Для биполярной серии мы используем полную катушку (обмотку). При использовании всей обмотки двигатель будет выдавать больший крутящий момент по сравнению с однополярным. Однако индуктивность также увеличивается на четыре, поэтому крутящий момент быстро падает на более высоких скоростях.

Биполярно-параллельный

Для получения наилучших характеристик скорости и крутящего момента рекомендуется двухполюсное параллельное соединение. В этой конфигурации проводки также используется полная катушка, поэтому крутящий момент увеличивается примерно на 40% по сравнению с униполярным. Индуктивность также остается низкой, что позволяет поддерживать крутящий момент на более высоких скоростях. Однако мы должны увеличить ток примерно на 40%, чтобы получить эти преимущества.

Изменения в характеристиках кратко описаны ниже.

Подключения	Сопротивление	Индуктивность	Текущий	Напряжение	Удерживающий момент
	(Ом)	(мГн)	(А)	(В)	(унция-дюйм)
Однополярный	НЕТ	НЕТ	НЕТ	НЕТ	НЕТ
Биполярная серия	Униполярный X 2	униполярный X 4	Униполярный X 0. 707	Униполярный X 1,414	Униполярный X 1,414
Биполярный Половина катушки	То же, что и униполярный	То же, что и униполярный	То же, что и униполярный	То же, что и униполярный	То же, что и униполярный
Биполярный параллельный	Униполярный X 0,5	То же, что и униполярный	Униполярный X 1,414	Униполярный X 0,707	Униполярный X 1.414

Биполярно-параллельный режим обеспечивает низкую индуктивность при высоком токе и низком напряжении, что является хорошей комбинацией для наилучшего общего крутящего момента.

Как вы соединяете униполярную и биполярную последовательные, биполярно-параллельные или биполярные полукатушки?

Быстрый ответ – следовать правильным схемам подключения двигателя. Сначала решите, какие конфигурации проводки возможны с вашим шаговым двигателем, а затем найдите правильную схему подключения, которой нужно следовать.

На схемах ниже показаны электрические схемы внутренней обмотки шаговых двигателей с разным количеством выводных проводов. Отслеживая ток, вы можете визуализировать, какая часть обмотки используется. Если есть интерес, прокомментируйте.

Здесь мы покажем, как управлять конфигурацией проводки из стандартных соединений.

Например, чтобы подключить восьмиполюсный шаговый двигатель к биполярному драйверу с биполярно-параллельной схемой подключения, вы должны соединить эти провода вместе, а затем подключить их к соответствующим клеммам:

• Подключите черный и оранжевый к клемме A
• Подключите желтый / зеленый к клемме A-
• Подключите красный / коричневый к клемме B
• Подключите белый / синий к клемме B-

Какой способ подключения лучше?

Это вопрос с подвохом. Ответ: это действительно зависит от вашего приложения. Тип конфигурации электропроводки обычно включается на этапе определения размеров двигателя на этапе проектирования машины. Эти уловки с подключением также позволяют повторно использовать один и тот же двигатель для различных приложений.

Например, если вы используете установку униполярного шагового двигателя и хотите увеличить его крутящий момент на низкой скорости для другого приложения, стоит изучить конфигурацию проводки биполярной серии, чтобы сохранить тот же размер двигателя.Для наилучшего сочетания скорости и крутящего момента попробуйте биполярно-параллельный. Однако для этого требуется больше тока от драйвера. Помните, что это также зависит от того, какой у вас тип драйвера и какой ток он может выдавать.

Вот различия в характеристиках двигателя, показанные при наложении каждой индивидуальной кривой скорость-крутящий момент. Легко увидеть, как лучше всего работает биполярно-параллельный (или параллельный биполярный).

Сводка

Подключив один и тот же шаговый двигатель по-разному, вы можете изменить электрические характеристики его обмотки и, в свою очередь, изменить рабочие характеристики того же двигателя в соответствии с конкретным применением.Однако вам нужно знать, что вы делаете.

Биполярно-параллельные шаговые двигатели становятся все более популярными из-за снижения стоимости компонентов схемы драйвера. Чтобы упростить электромонтаж, двигатели Oriental Motor имеют внутреннюю обмотку, поэтому для подключения требуется всего четыре провода. Для каждого размера корпуса и длины стека предлагается несколько вариантов обмотки, чтобы обеспечить максимальную гибкость интеграции с различными электрическими конструкциями драйверов.

При работе с шаговыми двигателями лучше всего убедиться, что вся команда находится на одной странице с конфигурацией проводки.Вы можете выбрать подходящий двигатель и купить его, но неправильная разводка по крайней мере создаст некоторую путаницу.

Вот памятка по подключению, которая поможет при работе с униполярными и биполярными шаговыми двигателями. Не стесняйтесь делать закладки, если это поможет.

Подпишитесь, если вы хотите получать уведомления о будущих публикациях.

– Узнайте перед покупкой!

Learn Products Suppliers Events News

Как можно подключить 4-проводные, 6-проводные и 8-проводные шаговые двигатели? Прежде всего, существуют два драйвера: униполярный и биполярный, униполярные приводы выводят сигнал на 6 выводов шагового двигателя, а биполярный вывод – на 4 вывода шагового двигателя.Таким образом, четырехполюсный двигатель можно подключить только к биполярному приводу. 6- и 8-выводный электродвигатели могут быть подключены либо к униполярному приводу, либо к биполярному приводу. На схеме подключения показаны возможные подключения. При каких температурах могут работать шаговые двигатели? Большинство шаговых двигателей имеют изоляцию класса B. Это позволяет внутренней проводке шагового двигателя выдерживать температуру до 130 градусов Цельсия. При температуре окружающей среды 40 Цельсия шаговый двигатель допускает превышение температуры 90 Цельсия.Шаговые двигатели могут работать непрерывно при этих температурах. Для каких приложений можно использовать биполярный шаговый двигатель? Биполярный шаговый двигатель лучше всего использовать в ситуации, когда требуется высокий крутящий момент на низких скоростях. В чем разница между униполярным и биполярным шаговым двигателем? Основное различие между униполярным и биполярным шаговыми двигателями заключается в центральных соединениях отвода. Униполярный двигатель намотан шестью выводами, каждый из которых имеет центральный отвод. Они будут использоваться в приложениях, требующих высокого крутящего момента при высокой скорости.В то время как биполярный шаговый двигатель имеет четыре выводных провода, но не имеет соединений с центральным ответвлением. Биполярные шаговые двигатели используются, когда вам требуется высокий крутящий момент на низких скоростях. Для каких приложений можно использовать униполярный шаговый двигатель? Униполярный шаговый двигатель лучше всего использовать в том случае, если вам потребуется двигатель с высокой скоростью и высоким крутящим моментом. Что такое шаговый двигатель? Шаговый двигатель – это бесщеточный электродвигатель постоянного тока, который делит полный оборот на ряд равных шагов.Двигатель может быть остановлен на любом из этапов без датчика обратной связи, если двигатель точно рассчитан для применения. Когда следует использовать микрошаг? Микрошаг используется в приложениях, требующих, чтобы двигатель работал со скоростью менее 700 PPS. При низкой частоте следования импульсов шаговые двигатели становятся менее плавными и часто вибрируют. Что такое униполярный шаговый двигатель? Униполярный шаговый двигатель – это один из двух основных типов двухфазных шаговых двигателей. Униполярный двигатель имеет одну обмотку с центральным отводом на фазу.Обычно центральный отвод делается общим, что дает три вывода на фазу и шесть выводов для типичного двухфазного двигателя. Обычно эти две общие фазы имеют внутреннее соединение, поэтому у двигателя пять выводов. Микроконтроллер или шаговый контроллер можно использовать для управления управляющими транзисторами в правильном порядке, что упрощает работу, делая униполярный шаговый двигатель самым дешевым способом получения точных угловых перемещений. Что такое биполярный шаговый двигатель? Биполярный шаговый двигатель – это тип двухфазного шагового двигателя с одной обмоткой на фазу.Ток в обмотке этого типа двигателя необходимо реверсировать, чтобы перевернуть магнитный полюс, что значительно усложняет управление приводом на биполярных шаговых двигателях. Что такое шаговый двигатель? Шаговые двигатели – это двигатели постоянного тока, которые вращаются отдельными шагами. На каждом шаге двигатель удерживает свое положение без потребности в энергии, тем самым устраняя необходимость в датчиках позиционирования с обратной связью, пока двигатель имеет правильный размер и не пропущены никакие шаги. Устранение требований обратной связи и цифровая природа шагового двигателя упрощает интеграцию в цифровые системы. В чем разница между шаговыми и серводвигателями? Шаговые двигатели – это двигатели с постоянными магнитами, которые «делают шаг» на одно приращение каждый раз, когда компьютер подает управляющей электронике один импульс. Этим двигателям не требуется обратная связь по положению (если они работают в своих пределах). При остановке они автоматически удерживают свою позицию. Серводвигатели – это двигатели постоянного тока с обратной связью энкодера. Компьютер считывает положение двигателя и контролирует мощность, подаваемую на двигатель. Серводвигатели двигаются быстрее от точки к точке и лучше ускоряют тяжелую технику.У них больше мощности на высоких скоростях, чем у шагового двигателя, и они могут вращаться намного быстрее, обычно 3000-6000 об / мин. Шаговый двигатель обладает большой мощностью на низких оборотах, однако он не должен работать со скоростью более 800 об / мин, поскольку крутящий момент быстро падает. Сервосистема знает, где находится станок во время резки, и знает, находится ли двигатель под большой нагрузкой или заклинило ось, и останавливает станок. Шаговая система не имеет обратной связи и не знает, заклинило ли она или потеряла позицию. В этом аспекте сервопривод более надежен.Шаговые двигатели так же точны, как и сервоприводы, и, кроме того, они проще и не требуют обслуживания в суровых и / или пыльных условиях. Что такое резонанс шагового двигателя? Резонанс относится к нестабильному состоянию при работе шагового двигателя. Резонанс часто возникает при 2-4 об / сек, и во многих ситуациях его можно уменьшить, поместив нагрузку на двигатель, переключившись с полного шага на половинный или микрошаговый, и / или увеличив ускорение в зоне резонанса. Что такое контроллер шагового двигателя? Контроллер шагового двигателя, обычно называемый контроллером движения, представляет собой систему, которая управляет вращением двигателей с целью перемещения механического компонента в определенное положение.Контроллеры движения не следует путать с драйверами двигателей, которые являются силовым компонентом системы позиционирования. Лидируют те системы на базе ПК, которые через параллельный порт подают сигналы на двигатели. При каких температурах обычно работают шаговые двигатели? Большинство шаговых двигателей имеют изоляцию класса B. Благодаря этому шаговый двигатель может выдерживать температуру до 130 градусов Цельсия. Следовательно, при температуре окружающей среды 40 градусов Цельсия шаговый двигатель имеет допуск на повышение температуры до 90 градусов Цельсия, что позволяет шаговым двигателям работать при высоких температурах. Можно ли получить больший крутящий момент, запустив шаговый двигатель с удвоенным номинальным током? Можно увеличить крутящий момент, увеличивая ток, но это ослабит способность двигателя работать плавно, а также приведет к повышению температуры двигателя. Пожалуйста, не запускайте шаговый двигатель выше внутренней температуры, соответствующей его классу. Что делают стояночные тормоза на шаговом двигателе? Удерживающие тормоза не замедляют вал двигателя, а удерживают его на месте.Если на тормоз подается 24 В, тормоз «отпускается», и вал двигателя может свободно вращаться. Если на тормоз не подается 24 В, он блокирует положение и удерживает вал двигателя на месте. Какие типоразмеры бывают у шаговых двигателей с высоким крутящим моментом? Размеры нашей рамы NEMA варьируются от 08 до 42 для наших шаговых двигателей с высоким крутящим моментом. От чего защищен герметичный шаговый двигатель со степенью защиты IP65? IP65 – это степень защиты. Цифра 6 говорит нам, что он полностью защищен от пыли. Цифра 5 означает, что он устойчив к струям воды под любым углом. Какие условия окружающей среды идеально подходят для шаговых двигателей со степенью защиты IP65? Шаговые двигатели со степенью защиты IP65 для суровых условий окружающей среды. Эти шаговые двигатели со степенью защиты IP65 отвечают требованиям защиты от брызг для большинства приложений во влажной или влажной среде. Герметизированы ли валы шаговых двигателей со степенью защиты IP65? Да, герметичные валы обеспечивают дополнительную защиту шаговых двигателей, что увеличивает срок их службы. Можете ли вы предоставить нестандартный шаговый двигатель со степенью защиты IP65? Доступны специальные модификации вала, а также сумматоры кабеля, разъема и энкодера. Могут ли шаговые двигатели со степенью защиты IP65 иметь более высокий класс защиты IP? Да, они могут иметь более высокий рейтинг IP. Клиентам рекомендуется позвонить и обсудить требования приложения. Каковы преимущества использования шаговых двигателей? Скорость можно легко определить и контролировать, помня, что скорость равна шагам на оборот, деленным на частоту импульсов. 2. Шаговый двигатель может совершать точные пошаговые движения. 3. Шаговый двигатель не требует обратной связи от энкодера (разомкнутый контур). 4. Некумулятивная ошибка позиционирования. 5. Отличные характеристики на низкой скорости / высоком крутящем моменте без редуктора. 6. Удерживающий момент шагового двигателя может использоваться для удержания нагрузки в неподвижном положении без перегрева. 7. Возможность работы в широком диапазоне скоростей. Как быстро я могу запустить шаговый двигатель? Большинство шаговых двигателей рассчитаны на работу на низкой скорости (3000 об / мин или меньше). Когда вы переходите на более высокие скорости, обычно используются серводвигатели. Насколько быстро работают наши шаговые двигатели? Большинство шаговых двигателей рассчитаны на работу на низкой скорости (3000 об / мин или меньше).Когда вы переходите на более высокие скорости, обычно используются серводвигатели. Какие шесть типов шаговых двигателей мы продаем? Шесть различных типов шаговых двигателей, которые мы продаем и продаем: это шаговые двигатели с высоким крутящим моментом (квадратные), стандартные (круглые) шаговые двигатели, шаговые двигатели с постоянным магнитом (PM), шаговые двигатели с уплотнением IP65, шаговые двигатели со встроенными драйверами и Шаговые двигатели со встроенными драйверами и контроллерами. Сколько электрических фаз у шагового двигателя? Количество электрических фаз в шаговом двигателе определяется как количество используемых независимых обмоток. Какие шаговые двигатели совместимы с драйвером шагового двигателя DPD? Драйвер шагового двигателя совместим с шаговыми двигателями с высоким крутящим моментом, например, с нашими популярными 23Y, 34Y, 42Y. Или двигатели со стандартным крутящим моментом (с круглым корпусом): 23W, 34W, 23D, 34D и 42D. В чем разница между 4-проводным и 6-проводным шаговым двигателем? В чем разница между 4-проводным и 6-проводным шаговым двигателем? Сколько существует типов шаговых двигателей? Существует три различных типа шаговых двигателей: с постоянным магнитом, с переменным сопротивлением и гибридным. Почему глохнет шаговый двигатель? В некоторых случаях остановка шагового двигателя вызывает большой скачок напряжения, который часто повреждает фазовые транзисторы на драйвере. Некоторые драйверы предназначены для защиты от подобных ситуаций. В противном случае можно добавить устройства подавления переходных процессов. Проконсультируйтесь с заводом-изготовителем для получения дополнительной информации.

Схема подключения шагового двигателя

3m5vb42axyu4nl9pxji
xtxb
btor8mcvvaygqih
ewbmva7ycfrtq0w
rosmcuo0

Как управлять шаговым двигателем

Рис.Рисунок 6. Экспериментальная плата биполярного шагового двигателя, подключенного к H-мосту и Arduino.

Если есть шаговый двигатель в одном направлении, просто сделать шаг в другом направлении, просто сделайте это в обратном порядке.

Чтобы узнать положение, нужно знать, сколько градусов имеет каждый шаг, затем вычислить градус каждого шага, а затем умножить этот градус. Например, если у вас есть шаговый двигатель с углом наклона 1,8 градуса, он поворачивает 200 шагов, что составляет 1,8 x 200 градусов, то есть 360 градусов, то есть полный круг.

На каждом шаге последовательности два провода всегда устанавливаются на противоположные полярности. Поэтому при немного более сложной схеме для управления шаговым двигателем можно использовать только два провода вместо четырех. Используя npn-транзисторы на каждой паре проводов, можно отключить другую пару проводов, пока одна пара проводов находится под напряжением. База транзистора подключена к первому и выходному выводу микроконтроллера через резистор 1 кОм. Второй вывод подключается к + 5В через подтягивающий резистор 10 кОм, и коллектор транзистора также подключен к этому выводу.Эмиттер транзистора заземлен. Когда транзистор включен, он обеспечивает путь с наименьшим сопротивлением к земле для тока через подтягивающий резистор, одновременно заземляя второй вывод H-моста. Следовательно, вытягивание выходного контакта микроконтроллера заставляет первый контакт H-моста одновременно подниматься, а второй вывод одновременно опускаться. Скопируйте эту схему для третьего и четвертого контактов O

Двухпроводная пошаговая схема показана на рисунке 6. Цепи униполярных двигателей и биполярных двигателей одинаковы, за исключением средней линии униполярных двигателей:

Рисунок 7 .Принципиальная схема униполярного шагового двигателя, подключенного к H-мосту и Arduino, в двухпроводной конфигурации. Рисунок 8. Вид экспериментальной платы H-моста L293D, подключенного к Arduino, используемого для управления двухпроводным шаговым двигателем

Двухпроводная схема с биполярным шаговым управлением показана на рисунке 7:

Рисунок 9. Принципиальная схема биполярного шагового двигателя, подключенного к H-мосту и двухпроводной версии Arduino. Рисунок 10. Схема экспериментальной платы биполярного шагового двигателя, подключенного к H-мосту и двухпроводной структуре Arduino.

Последовательность шагов такая же, как и последовательность шагов двух вышеупомянутых средних проводов:

Шаговый провод 1 провод 2

1 низкий высокий

2 высокий высокий

3 высокий низкий

4 низкий низкий

Программирование одного чипа и управление шаговым двигателем

Поскольку и униполярный шаговый двигатель, и биполярный шаговый двигатель управляются одной и той же последовательностью шагов, аналогичный код можно использовать для любой конфигурации в контроллере шагового двигателя Arduino, и необходимо изменить только начальную конфигурацию контактов .Для получения дополнительной информации о программировании управления шаговым двигателем, пожалуйста, обратитесь к: Микроконтроллер, управляющий шаговыми двигателями

Как управлять шаговым двигателем: Самый простой способ – использовать зрелый контроллер шагового двигателя, представленный на рынке

Руководство по подключению шагового двигателя – 42 бота

Иногда вы можете встретить старый шаговый двигатель, спасенный от принтера, или старый дисковод для гибких дисков. Если вам повезет, на двигателе будет номер детали, и, покопавшись, вы получите техническое описание.Однако часто у вас будет двигатель без какой-либо маркировки и с торчащими четырьмя или шестью разноцветными проводами. Во-первых, вам нужно выяснить, как провода соединены в пары для образования катушек внутри двигателя. Метод проб и ошибок может сработать, но есть способ лучше! Все, что вам нужно, – это мультиметр.

Как определить пары катушек четырехпроводного шагового двигателя с помощью мультиметра

Если ваш шаговый двигатель имеет 4 провода, это биполярный шаговый двигатель. Биполярные шаговые двигатели имеют две обмотки, которые не соединены друг с другом и имеют внутреннюю разводку следующим образом:

Поскольку катушки A и B на схеме выше не подключены, сопротивление между выводами A1 и B1 или между A1 и B2 будет бесконечным.Сопротивление между A1 и A2 или между B1 и B2 будет определенно меньше бесконечности (хотя и больше нуля), поскольку они являются частью одной обмотки. Физическое расположение проводов или цвета могут иногда указывать на соединение, как на фотографиях ниже. Тем не менее, простая проверка с помощью мультиметра, настроенного на опцию измерения сопротивления, может сэкономить вам много времени на поиск и устранение неисправностей в коде и проводке.

Изображение 1: Черный и желтый провод не являются частью одной катушки, так как мультиметр показывает высокое (бесконечное) сопротивление

Изображение 2: Оранжевый и желтый провод являются частью одной катушки, так как мультиметр показывает сопротивление примерно 18 Ом.

Теперь, когда мы определили, какие провода принадлежат каждой катушке, как определить правильную полярность шагового двигателя? К сожалению, это невозможно сделать с помощью мультиметра… Подключите двигатель к выбранному приводу. Подключите питание и запустите код, чтобы вращать двигатель по часовой стрелке. Если двигатель вращается в ожидаемом направлении, у вас правильная полярность. Если он вращается в обратном направлении, вам нужно поменять полярность одной из двух пар (неважно какой).

Как определить пары катушек шестипроводного шагового двигателя с помощью мультиметра

с шестью проводами являются униполярными и имеют по одной обмотке на фазу (как биполярные шаговые двигатели), но с центральным ответвлением. Внутренняя проводка этих моторов выглядит так:

Глядя на диаграмму выше, мы можем предположить, что сопротивление между A1 и AC будет вдвое меньше, чем между A1 и A2. Это потому, что между AC и A1 меньше провода, чем между двумя концами катушки A, A1 и A2.То же самое относится к сопротивлению между BC и B1 или B2. Как и в случае с двухполюсным 4-проводным шаговым двигателем, нет соединения (бесконечного сопротивления) между какими-либо проводами от катушки B и катушки A. Пришло время проверить теорию!

Изображение 3: Черный и Коричневый провода, очевидно, являются частью одной катушки (сопротивление приблизительно 194 Ом)

Изображение 4: Черный и верхний красный провод (на этом шаговом двигателе два красных провода) также являются частью одной катушки (сопротивление приблизительно 97 Ом).

Верхний красный должен быть центральным отводом катушки с черным и коричневым проводами, так как сопротивление между красным и черным проводами вдвое меньше сопротивления между черным и коричневым проводами. Для правильного измерения вы также должны измерить сопротивление между верхним красным и коричневым проводом, чтобы убедиться, что оно также составляет около 97 Ом.

Изображение 5: Желтый провод не должен быть частью той же катушки, что и черный, коричневый и верхний красный провод.Мультиметр показывает отсутствие электрического соединения между желтым и черным проводами.

Чтобы убедиться в этом, я также дважды проверил сопротивление между нижним красным проводом и желтым проводом, а также сопротивление между желтым и оранжевым проводами. Другое измерение подтвердило, что два красных провода также не подключены.

Окончательный приговор:

Одна катушка – это черный и коричневый провода, с верхним красным проводом в качестве центрального отвода.
Другая катушка – это желтый и оранжевый провода, с нижним красным проводом в качестве центрального отвода.

Если у вашего двигателя 5 проводов, проверьте, не подключен ли один из проводов к корпусу двигателя. Если это так, отметьте его и затем выполните те же испытания, что и для четырехпроводного шагового двигателя. Если нет, то вы смотрите на униполярный двигатель, в котором соединены два центральных выступа. Дешевый шаговый двигатель 28byj-48 (см. Руководство) является примером этого.

Вы по-прежнему можете использовать тест сопротивления для определения центрального отвода, но сопротивление между остальными 4 проводами будет таким же из-за общего центрального отвода.Здесь пригодятся метод проб и ошибок или хорошая документация.

Если у вашего двигателя 8 проводов, внутренняя проводка должна выглядеть следующим образом.

У меня еще никогда не было такого типа степперов, поэтому не могу говорить об этом по своему опыту, но использование мультиметра и проверка проводов в паре должны дать вам пары (в конечном итоге). Вам нужно будет проделать дополнительную работу, чтобы определить, какие пары находятся на одной катушке. Скорее всего, это потребует некоторых проб и ошибок, используя драйвер шагового двигателя.

Выбор и подключение шаговых двигателей

В платах Duet используются драйверы биполярных шаговых двигателей. Это означает, что вы можете использовать шаговые двигатели, подходящие для биполярного привода, которые имеют 4, 6 или 8 проводов. Вы не можете использовать двигатели с 5 проводами, потому что они предназначены для работы только в однополярном режиме. (Некоторые униполярные двигатели можно превратить в биполярные, вырезав дорожку на печатной плате.)

Проще всего подключить 4-проводные двигатели. Внутри шагового двигателя находятся две катушки, каждая из которых имеет провод, подключенный к каждому концу.Пары провод и катушка называются фазой. 4 провода соответствуют 4 выходным контактам каждого шагового драйвера на Duet (см. Ниже для определения фаз и подключения).

В 6-проводных шаговых двигателях по-прежнему используются 2 катушки, но каждая катушка имеет центральный отвод, что при необходимости эффективно разрезает катушку пополам. Это создает дополнительный провод для каждой катушки. Вы можете запустить их в режиме полукатушки, оставив два концевых провода неподключенными, или в режиме полной катушки, оставив центральные провода неподключенными. См. Технические характеристики двигателя, чтобы убедиться, что ваш Duet может обеспечивать достаточный ток для того, как вы хотите их подключить.

имеет 4 катушки, поэтому с двумя проводами на катушку получается 8 проводов. Вы можете запустить 8-проводный шаговый двигатель в режиме полукатушки (с подключенными только 2 катушками) или в режиме полной катушки, а в режиме полной катушки вы можете подключить катушки последовательно или параллельно. В Интернете есть много другой документации о том, как это сделать, просто убедитесь, что Duet может справиться с текущими требованиями. В конечном итоге для подключения к Duet нам осталось всего 4 провода.

Это максимальный ток, который вы можете пропустить через обе обмотки одновременно.Максимальный ток через одну обмотку (что действительно важно при использовании микрошага) редко указывается и будет немного выше. Однако, даже если одна обмотка приводится в действие номинальным током, двигатель может сильно нагреваться. Таким образом, обычно устанавливается ток двигателя не более 85% от номинального тока. Следовательно, чтобы получить максимальный крутящий момент от ваших двигателей без их перегрева, вы должны выбирать двигатели с номинальным током не более чем на 25% выше рекомендованного максимального тока шагового драйвера.Это дает:

• Duet 0.6 и Duet 0.8.5 (рекомендуемый максимальный ток двигателя 1,5 А, пик) => Номинальный ток шагового двигателя <= 1,9 А
• Duet 2 WiFi и Duet 2 Ethernet (максимальный ток двигателя 2,5 А, пик) => Номинальный ток шагового двигателя ток <= 3,0 А
• Duet 2 Maestro (максимальный пиковый ток двигателя 1,6 А при хорошем охлаждении вентилятора) => Номинальный ток шагового двигателя <= 1,7 А. Более того, если вы используете двигатели с более низким номинальным током (например, от 1,0 до 1,2 А) и мощностью 24 В, тогда драйверы будут работать меньше.
• Основная плата Duet 3 6HC и плата расширения 3HC (рекомендуемый максимальный ток двигателя, пиковое значение 6,3 A / среднеквадратичное значение 4,45 A) => Номинальный ток шагового двигателя <= 6A
• Duet 3 Tooboard (рекомендуемый максимальный ток двигателя 1,4 A, пик) => Шаговый двигатель номинальный ток <= 1,75 A

Это максимальный крутящий момент, который двигатель может обеспечить с обеими обмотками, запитанными на полном токе, прежде чем он начнет скачкообразно ступеньки. Удерживающий момент, когда одна обмотка находится под напряжением при номинальном токе, примерно в 1 / sqrt (2) раза больше.Крутящий момент пропорционален току (за исключением очень низких токов), поэтому, например, если вы установите драйверы на 85% номинального тока двигателя, то максимальный крутящий момент будет 85% * 0,707 = 60% указанного удерживающего момента.

Крутящий момент возникает, когда угол ротора отличается от идеального угла, соответствующего току в его обмотках. Когда шаговый двигатель ускоряется, он должен создавать крутящий момент, чтобы преодолеть инерцию собственного ротора и массу нагрузки, которую он ведет. Чтобы создать этот крутящий момент, угол ротора должен отставать от идеального угла.В свою очередь, нагрузка будет отставать от позиции, заданной прошивкой.

Иногда можно увидеть, что микрошаг уменьшает крутящий момент. На самом деле это означает, что, когда предполагается, что угол запаздывания равен углу, соответствующему одному микрошагу (потому что вы хотите, чтобы положение было точным с точностью до одного микрошага), более высокий микрошаг подразумевает меньший угол запаздывания, следовательно, меньший крутящий момент. Крутящий момент на единицу угла запаздывания (что действительно имеет значение) не уменьшается с увеличением микрошага.Другими словами, отправка двигателю одного микрошага 1/16 приводит к точно таким же фазным токам (и, следовательно, тем же силам), что и отправка ему двух микрошагов 1/32 или четырех микрошагов 1/64 и так далее.

Существует два соответствующих размера: номер размера Nema и длина. Номер размера Nema определяет квадратный размер корпуса и положение монтажных отверстий. Самым популярным размером для 3D-принтеров является Nema 17, который имеет корпус не более 42,3 мм в квадрате и крепежные отверстия в квадрате со стороной 31 мм.

Двигатели Nema 17 бывают разной длины, от “блинов” длиной 20 мм до двигателей длиной 60 мм. Как правило, чем длиннее двигатель, тем больше его удерживающий момент при номинальном токе. Более длинные шаговые двигатели также имеют большую инерцию ротора. Все Duets должны иметь возможность управлять ими, хотя некоторые двигатели Nema 17 могут быть рассчитаны на ток до 2 А, что является пределом для Duet 2 Maestro (хотя вы всегда можете запускать двигатели с меньшим током).

Двигатели Nema 23 обладают более высоким крутящим моментом, чем двигатели Nema 17.Duet 2 (WiFi и Ethernet) может управлять ими, если вы внимательно их выбираете, особенно в отношении номинального тока, до максимум около 2,8 А. Duet 3 должен работать с более крупными двигателями, до 5,5 А. Вы должны использовать питание 24 В для Duet 2 и 32 В для Duet 3 для более крупных двигателей.

Двигатели Nema 34 еще больше, с большим крутящим моментом и обычно используются в приложениях с ЧПУ. Duet 3 также может управлять этими двигателями до 5,5 А. Для достижения высоких скоростей с большими двигателями вам может потребоваться более высокое напряжение, чем максимальное 32 В для Duet 3.Можно модифицировать Duet 3, увеличив это значение до 48 В и, возможно, до 60 В (что является пределом для шагового драйвера), хотя это аннулирует вашу гарантию; см. https://forum.duet3d.com/post/133293

Существует два общих угла шага: 0,9 и 1,8 градуса на полный шаг, что соответствует 400 и 200 шагам / оборот. В большинстве 3D-принтеров используются двигатели 1,8 градуса на шаг.

Если не считать очевидной разницы в угле шага:

• 0.9deg имеют немного меньший удерживающий момент, чем аналогичные 1.Двигатели 8deg от того же производителя
• Однако для получения заданного крутящего момента угол запаздывания, необходимый для двигателя 0,9 градуса, составляет чуть больше половины угла запаздывания аналогичного двигателя 1,8 градуса. Или, другими словами, при малых углах задержки двигатель 0,9 градуса имеет почти вдвое больший крутящий момент, чем двигатель 1,8 градуса при том же угле задержки.
• При заданной скорости вращения двигатель 0,9 градуса производит вдвое большую индуктивную обратную ЭДС, чем двигатель 1,8 градуса. Таким образом, вам обычно нужно использовать питание 24 В для достижения высоких скоростей с 0.9deg моторы.
• Двигатели 0.9deg нуждаются в шаговых импульсах, которые должны подаваться на драйверы с удвоенной скоростью, чем двигатели 1.8deg. Если вы используете высокий микрошаг, тогда скорость может быть ограничена скоростью, с которой электроника может генерировать ступенчатые импульсы. Для решения этой проблемы можно использовать режим интерполяции с микрошагом 16x драйверов TMC2660 на Duet 2 WiFi / Ethernet. Драйверы Duet 2 Maestro и Duet 3 могут интерполировать при любой настройке микрошага.

Индуктивность двигателя влияет на то, насколько быстро драйвер шагового двигателя может управлять двигателем, прежде чем крутящий момент упадет.Если мы временно проигнорируем обратную ЭДС из-за вращения (см. Ниже) и номинальное напряжение двигателя намного меньше, чем напряжение питания драйвера, то максимальное количество оборотов в секунду до падения крутящего момента составит:

оборотов_за_секунду = (2 * напряжение_питания) / (шаги_на_об * пи * индуктивность * ток)

Если двигатель приводит в движение ремень GT2 через шкив, это дает максимальную скорость в мм / с как:

скорость = (4 * зубцы шкива * напряжение_питания) / (шаги_на_об * пи * индуктивность * ток)

Пример: a 1.Двигатель 8 градусов / шаг (т.е. 200 шагов / оборот) с индуктивностью 4 мГн работает при 1,5 А с использованием источника питания 12 В, а привод ремня GT2 с шкивом с 20 зубьями начнет терять крутящий момент примерно со скоростью 250 мм / сек. Это скорость ленты, которая на принтере CoreXY или delta отличается от скорости головки.

На практике крутящий момент упадет раньше, чем это, из-за обратной ЭДС, вызванной движением, и потому, что вышеупомянутое не учитывает сопротивление обмотки. Двигатели с низкой индуктивностью также имеют низкую обратную ЭДС из-за вращения.

Это означает, что если мы хотим достичь высоких скоростей, нам нужны двигатели с низкой индуктивностью и высокое напряжение питания. Максимальное рекомендуемое напряжение питания для Duet 2 WiFi / Ethernet составляет 25 В, для Duet 2 Maestro – 28 В, а для Duet 3 – 32 В.

Это просто сопротивление каждой фазы и падение напряжения на каждой фазе, когда двигатель неподвижен и фаза проходит свой номинальный ток (который является произведением сопротивления и номинального тока). Это неважно, за исключением того, что номинальное напряжение должно быть значительно ниже напряжения питания шаговых драйверов.

При вращении шагового двигателя возникает обратная ЭДС. При идеальном угле нулевого запаздывания он на 90 градусов не совпадает по фазе с управляющим напряжением и совпадает по фазе с обратной ЭДС из-за индуктивности. Когда двигатель развивает максимальный крутящий момент и находится на грани пропуска шага, он находится в фазе с током.

Обратная ЭДС из-за вращения обычно не указывается в технических данных, но мы можем оценить ее по следующей формуле:

приблизительный_пик_бэк_emf_due_to_rotation = sqrt (2) * пи * номинальный_ крутящий момент * обороты_в_секунду / номинальный_ток

Формула предполагает, что удерживающий момент задан для обеих фаз, запитанных номинальным током.Если указано, что только одна фаза находится под напряжением, замените sqrt (2) на 2.

Пример: рассмотрим шаговый двигатель 200, приводящий в движение каретку через шкив с 20 зубьями и ремень GT2. Это движение на 40 мм на оборот. Чтобы достичь скорости 200 мм / сек, нам нужно 5 об / сек. Если мы используем двигатель с удерживающим моментом 0,55 Нм, когда обе фазы управляются с током 1,68 А, пиковая обратная ЭДС из-за вращения будет 1,414 * 3,142 * 0,55 * 5 / 1,68 = 7,3 В.

Насколько точна эта формула? dc42 измерил, а затем рассчитал обратную ЭДС для двух типов двигателей:

• 17HS19-1684S: измерено 24 В, рассчитано 24.24 В при условии, что удерживающий крутящий момент указан с обеими фазами, запитанными при номинальном токе.
• JK42HS34-1334A: измерено 22 В, рассчитано 15,93 В с учетом удерживающего момента 0,22 Нм при подаче напряжения на обе фазы при номинальном токе. Возможно, удерживающий момент для этого двигателя указан только для одной фазы под напряжением, и в этом случае расчетное значение станет 22,53 В. Я также видел удерживающий момент для этого двигателя, указанный в другом техническом описании как 0,26 Нм, что увеличивает расчетное значение до 18,05 В.

Если у вас есть целевая скорость движения для вашего принтера, вы можете определить, по крайней мере, приблизительно, какое напряжение питания вам понадобится для драйверов двигателей. Вот как это делается на примере расчета:

1. Определитесь со своей целевой скоростью движения. В этом примере я буду использовать 200 мм / сек.
2. Исходя из заданной скорости движения, определите максимальную скорость ленты для наихудшего случая. Для декартового принтера наихудший случай – это чистое движение по оси X или Y, поэтому наихудшая скорость ленты совпадает со скоростью движения.Для принтера CoreXY наихудший случай – это движение по диагонали, и соответствующая скорость ленты в sqrt (2) раз больше скорости движения. Для дельта-принтера наихудший случай – это радиальное перемещение около края станины, а наихудший случай скорости ленты – это скорость движения, деленная на тангенс угла (тета), где тета – наименьший угол диагонального стержня к горизонтали. На практике мы не можем использовать заданную скорость движения для радиальных перемещений вплоть до края кровати из-за расстояния, необходимого для ускорения или замедления, поэтому принимайте тета как угол, когда сопло находится примерно в 10 мм от края кровати. напротив башни.Для моей дельты это 30 градусов, поэтому максимальная скорость ленты составляет 200 / тангенс (30 градусов) = 346 мм / сек.
3. Определите число оборотов двигателя в секунду при максимальной скорости ремня, разделив скорость ремня на шаг зубьев ремня (2 мм для ремней GT2) и количество зубьев на шкиве. Моя дельта использует шкивы с 20 зубьями, поэтому максимальное число оборотов в секунду составляет 346 / (2 * 20) = 8,7.
4. Вычислить пиковую обратную ЭДС из-за индуктивности. Это обороты_за_секунду * пи * мотор_ток * мотор_индуктивность * N / 2, где N – количество полных шагов на оборот (так 200 для 1.Двигатели 8deg или 400 для двигателей 0.9deg). Мои двигатели имеют 0,9 градуса с индуктивностью 4,1 мГн, и я обычно использую их при токе 1 А. Таким образом, обратная ЭДС из-за индуктивности составляет 8,7 * 3,142 * 1,0 * 4,1e-3 * 400/2 = 22,4 В.
5. Рассчитайте примерную обратную ЭДС за счет вращения. Из приведенной ранее формулы это sqrt (2) * pi * Rated_holding_torque * revs_per_second / Rated_current. Мои двигатели имеют номинальный ток 1,68 А и удерживающий момент 0,44 Нм, поэтому результат 1,414 * 3,142 * 0,44 * 8,7 / 1,68 = 10,1 В
6. Желательно, чтобы напряжение питания драйвера было как минимум суммой этих двух обратных ЭДС. , плюс еще несколько вольт.Если у вас есть два двигателя, подключенных последовательно, то требуемое напряжение увеличивается вдвое.

В моем примере это дает 32,5 В, что выше рекомендуемого входного напряжения 25 В для Duet 2. Но, по крайней мере, мы знаем, что для наихудшего случая дельта-перемещения со скоростью движения 200 мм / с, если я использую 24 В. тогда мощность составляет более 2/3 от теоретического значения, поэтому крутящий момент, доступный для этого движения, не должен уменьшаться более чем примерно на 1/3 от обычного доступного крутящего момента. С другой стороны, источника питания 12 В явно недостаточно – это объясняет, почему я смог достичь только 150 мм / сек, прежде чем я обновил принтер до 24 В.

На https://www.reprapfirmware.org/ есть онлайн-калькулятор, позволяющий сделать это наоборот (т.е. вычислить скорость, с которой начинает падать крутящий момент).

• Если вы не будете использовать внешние драйверы шагового двигателя, выбирайте двигатели с номинальным током не менее 1,2 А и не более 2,0 А для Duet 0.6 и Duet 0.8.5, 3 А для Duet 2, 7 А для Duet 3 основного и платы расширения и 1,7 А для панелей инструментов Duet 3 или Duet 2 Maestro.
• Запланируйте работу каждого шагового двигателя на уровне от 50% до 85% его номинального тока.
• Размер: Nema 17 – самый популярный размер, используемый в 3D-принтерах. Nema 14 – это альтернатива экструдеру с высоким редуктором. Используйте двигатели Nema 23, если вы не можете получить достаточный крутящий момент от длинных двигателей Nema 17. Duet 3 также может приводить в движение моторы Nema 34.
• Избегайте двигателей с номинальным напряжением (или произведением номинального тока и фазного сопротивления)> 4 В или индуктивностью> 4 мГн.
• Выберите 0,9 град. / Шаговые двигатели, если вам нужна дополнительная точность позиционирования, например для башенных двигателей дельта-принтера.В противном случае выберите двигатели 1,8 град / шаг.
• Если вы используете какие-либо двигатели с шагом 0,9 градуса / шаг или двигатели с высоким крутящим моментом, используйте питание 24 В, чтобы вы могли поддерживать крутящий момент на более высоких скоростях.
• При использовании экструдера с высоким редуктором (например, экструдера, в котором используется гибкий приводной кабель для передачи крутящего момента от двигателя на червячный редуктор), используйте для его привода короткий низкоиндуктивный двигатель 1,8 град / шаг.

Номера дисков, используемые в G-коде, соответствуют следующим меткам драйверов на плате (ах):

Чтобы увидеть точное расположение контактов, проверьте электрические схемы здесь:

Duet 3

Duet 2 WiFi / Ethernet

Duet 2 Maestro

Duet 3 имеет 6 встроенных шаговых драйверов.Duet 2 WiFi, Ethernet и Maestro имеют 5 встроенных драйверов шагового двигателя.

Для подключения шаговых двигателей к внутренним драйверам см. Электрическую схему Duet 3, электрическую схему Duet 2 WiFi / Ethernet или электрическую схему Duet 2 Maestro. Распиновка каждого разъема шагового двигателя такая же, как у другой популярной электроники 3D-принтера.

Для ВСЕХ ДУЭТОВ необходимо подключить два провода одной фазы шагового двигателя к двум контактам на одном конце разъема, а провода другой фазы – к двум контактам на другом конце. См. Следующий раздел, чтобы определить фазы вашего двигателя.

Каждый разъем шагового двигателя имеет четыре контакта. В Duet 2 WiFi / Ethernet они обозначены «2B 2A 1A 1B» на задней стороне платы и на схеме подключения. «1» и «2» относятся к катушке или фазе, «A» и «B» относятся к положительному и отрицательному.

В моделях Duet 2 Maestro и Duet 3 четыре контакта разъема двигателя помечены как «B1 B2 A1 A2» ​​на задней стороне платы и на схеме подключения.«A» и «B» относятся к катушке или фазе, «1» и «2» относятся к положительному и отрицательному. Это соглашение об именах, используемое большинством производителей шаговых двигателей.

Осторожно! Перепутывание фаз на 4-контактном разъеме может и часто приводит к повреждению шагового драйвера. Поэтому убедитесь, что вы знаете, какие пары проводов принадлежат одной фазе. Неважно, какую фазу вы подключаете к какой паре контактов или в каком направлении вы подключаете каждую фазу: поменять местами две фазы или поменять местами пару проводов в фазе просто заставит двигатель повернуться в другую сторону, что вы можно поправить в конфиге.g файл.

Будьте особенно осторожны при использовании шаговых двигателей со съемным кабелем! Двигатель Nema 17 со съемным кабелем обычно имеет 6-контактный разъем JST, но разные производители используют разные распиновки на этом разъеме. Всегда проверяйте фазы шагового двигателя (см. Следующий раздел) при использовании двигателей со съемными кабелями.

Настоятельно рекомендуется заземлить корпуса шаговых двигателей , особенно в принтерах с ременным приводом.В противном случае движение ремней вызывает накопление статического заряда, который в конечном итоге переходит в обмотки. Движение нити в экструдерах также может вызвать накопление статического заряда на приводном двигателе экструдера. Если моторы привинчены к металлической раме, достаточно заземления рамы.

Вот два способа соединить провода шагового двигателя в фазы:

1. Используйте мультиметр. Между двумя проводами, принадлежащими одной и той же фазе, должно быть сопротивление в несколько Ом, а между проводами, принадлежащими разным фазам, не должно быть непрерывности.
2. Когда провода двигателя ни к чему не подключены, вращайте шпиндель между пальцами. Замкните два провода вместе, затем снова закрутите шпиндель. Если вращать намного сложнее, чем раньше, эти два провода принадлежат одной и той же фазе. В противном случае попробуйте еще раз с другой парой проводов, закороченных вместе.

Если у вас два шаговых двигателя Z, подключите их к разъемам ZA и ZB. Эти разъемы подключены последовательно, что лучше, чем подключение их параллельно для большинства типов шаговых двигателей, используемых в 3D-принтерах.

Если у вас только один шаговый двигатель Z, подключите его к разъему ZA и вставьте две перемычки в разъем ZB. Платы Duet 2 обычно поставляются с уже установленными перемычками.

Если у вас есть два шаговых двигателя Z, то для типов двигателей, обычно используемых в RepRaps (т. Е. С номинальным током в диапазоне от 1,2 до 2,0 А), лучше соединять их последовательно, чем параллельно. Google “Последовательное подключение шаговых двигателей” для получения инструкций о том, как это сделать, например:

http: // www.Instructables.com/id/Wiring-Y …]

Некоторые новейшие комплекты китайских 3D-принтеров имеют слаботочные шаговые двигатели Z, которые вместо этого предназначены для параллельного подключения. Если двигатели имеют номинальный ток 1,0 А или ниже, подключите их параллельно.

Используйте команду M584 (см. Http: //reprap.org/wiki/G-code#M584: _Set _…), чтобы указать, какие драйверы используются для соответствующей оси. Вы должны использовать RepRapFirmware 1.14 или новее.

Дополнительные сведения см. На странице использования внешних драйверов

Если ваши двигатели имеют номинал выше примерно 2.8A, и вы используете Duet 2 (Wi-Fi или Ethernet) или выше примерно 2A, и вы используете Duet 2 Maestro или устаревшие Duet 0.6 или 0.8.5, или если им требуется более высокое напряжение, чем может обеспечить Duet, тогда вы нужны внешние драйверы шагового двигателя. Обычно они имеют оптически изолированные входы step / dir / enable. Например, драйверы шагового двигателя с номинальным током до 5 А с использованием микросхемы шагового драйвера TB6600 широко доступны на eBay.

Если драйверам требуется не более 2 мА при 3 В на входах step, dir и enable, то вы можете управлять ими напрямую от разъема расширения Duet.Распиновку разъема расширения см. На схемах подключения Wi-Fi / Ethernet Duet 2. В противном случае вам следует использовать микросхемы смещения уровня от 3,3 В до 5 В, такие как 74HCT04, чтобы повысить уровень сигнала до 5 В и управлять ими. Для этой цели вы можете использовать Duet Expansion Breakout Board.

Чтобы переназначить двигатели X, Y или Z на внешние драйверы в RepRapFirmware 1.14 или новее, используйте команду M584 (см. Gcode M584). Сигналы включения на разъеме расширения по умолчанию активны на низком уровне, но вы можете изменить это с помощью команды M569 (см. Gcode M569).Вы также можете установить минимальную ширину шагового импульса в команде M569 (попробуйте 1us или 2us при использовании внешних драйверов) и настроить направление.

Перед выполнением этого шага временно разрешите перемещение оси без возврата в исходное положение, перейдя в консоль G-кода и введя: M564 S0 H0

Вернитесь на страницу управления машиной. В это время мы проверим работу наших шаговых двигателей.