步进电机是一种可以精确控制旋转角度和转速的电能转化动力装置。在智慧种植实践中,步进电机可作为对大棚卷膜机、密封棚门开启和关闭的动力装置。感谢面包板社区和北京芯时代公司提供的支持步进电机驱动板测试使用机会。
这个驱动板简化了步进电机的驱动控制。可以利用 CLK信号直接控制电机的旋转角度或者转速。我们先来看一下这个驱动板的电路图。
下面这个是主芯片TB67S109A两相双极步进电机驱动器的内部结构框图。
下面是关于供电部分的电路。 VM输入9~42伏的电压。芯片内部会产生一个5V 的VCC,电流很小,只有5毫安。所以外接控制板板不能用这个VCC驱动,需要自己提供供电。芯片里面还提供了一个VDD。是利用短接选择外接或者内接,给外部 LED的供电。
这个电路板驱动板简化了双极型相步进电机的驱动。从输入控制信号看,有CLK、 DIR方向控制EN使能。输出Mo: 电角监视引脚。(对应每4个整步,Mo拉低一次) ,还有一个保护状态输出ALE保护输出。
使能EN这个输入端接了上拉电阻,不接时就进入了使能状态。
那我们就是需要在输入端提供一个CLK的脉冲频率,电机就能够正常的工作了。我试了一下,用信号发生器作为CLK信号,驱动这个步进电机。
我发现是只要这个驱动的信号幅度达到1.4伏,这个电机就能够转起来。然后分别用方波、脉冲波、三角波、斜波、正弦波都是能够正常地通过驱动板带动这个电机工作的。
三角波在,任何占空比0~100%之间,驱动都没有问题。
在CLK信号频率保持不变的情况下,通过调节 M0到M2细分模式,我们会发现在细分越细的情况下电机的转速会成倍增加。部分频率无法直接启动电机,可以听到电机内部振动发出的声音,调节板载的电位器,可以让电机能够动起来。
在电机驱动的过程中, GND短接EN即可实现刹车停止。 DIR方向选择这个信号端在电路图中是悬空的,短接GND没有反应,可能是需要输入一个高电平才会改变转动方向。
这次测试我使用的这个步进电机是淘宝上买的一个42步的步进电机,没有详细的参数资料,应该是3D打印机、雕刻机等上面常用到的这种步进电机。
下面是关于步进电机原理和内部构造的几个图片。
后面我将根据这个测试的结果,利用微控制板把驱动板用于智慧种植远程与自动控制场景中。