使用AVR(ATMEGA)微控制器的步进电机控制

一台电机转换电能2021欧洲杯足球竞猜官方平台进入机械能称为电动机。首先,最重要的电动机是由苏格兰僧侣Andrew Gordon于1740年代创建的简单静电装置。但在1821年,迈克尔法拉第将电能转化为机械能。2021欧洲杯足球竞猜官方平台

电动机主要分为两类:交流电机和直流电机。同样,每个类别被细分为多种类型。许多负载,如搅拌机,磨床,风扇等,最常用的家用电器,其中我们可以找到不同类型的电机,并且这些电机可以以不同的速度运行,具有电动机的速度控制提供。在本文中,我们将讨论其中一个主要类型的DC电机,即步进电机及其控制使用微控制器。


步进电机

同步和无刷直流电动机将电脉冲转换成机械运动,从而逐步旋转,在每个步骤之间以完成全旋转的一定角度被称为步进电机。步进电机的旋转步骤之间的角度被称为电动机的步进角。

步进电机
步进电机

步进电机根据其绕组分为两种类型:单极步进电机和双极步进电机。由于与双极步进电机相比,自卸步进电机经常用于许多应用中。但是有不同类型的步进电机,如永磁步进电机,可变磁阻步进电机和混合步进电机。

步进电机控制

步进电机可以控制各种技术,但在这里我们正在讨论步进电机控制使用Atmega Microcontroller.。89C51是一个微控制器8051微控制器家庭

步进电机控制的框图
步进电机控制的框图

使用8051微控制器的步进电机控制的框图如图所示电源供应,微控制器,步进电机和控制开关块。


2设计步进电机控制电路的方法

步进电机控制器设计使用8051微控制器和开关电路,用于控制步进电机的速度。控制开关电路可以通过使用设计晶体管开关或者使用诸如ULN2003的步进电机控制器IC代替晶体管。

1.使用步进电机控制器IC的控制电路

通过在序列中激励定子线圈,可以旋转单极步进电机。在电动机线圈或引线上施加的这些电压信号的序列足以驱动电动机,因此,不需要控制定子线圈中电流方向的驱动电路。

使用IC步进电机控制
使用IC步进电机控制

两相步进电机由连接到线圈的四个端导线以及连接到两个端部的两个公共导线,以形成两个阶段。两个阶段的公共点和终点分别连接到地面或VCC和微控制器销。为了旋转电动机,两相的终点将被激励。主要将电压施加到相位1的第一端点,并且将进一步的电压施加到相位2的第一端点,等等。

步进电机可以以不同的模式操作,例如波驱动踩踏模式,全驱动步进模式和半驱动步进模式。

波驱动踩踏模式

通过重复上述序列,电动机可以基于终点的选择,以顺时针或逆时针方向的波驱动步进模式旋转。下表显示了波驱动阶梯模式的信号相位序列。

波驱动踩踏模式
波驱动踩踏模式

全驱动步进模式

激励不同阶段的两个端点同时实现全驱动步进模式。该表显示了全驱动器-Stepping模式的信号相位序列。

全驱动步进模式
全驱动步进模式

半驱动步进模式

波浪和全驱动级步骤模式的步骤的组合实现了半驱动步进模式。因此,在这种模式中,踩踏角度被分成一半。该表显示了半驱动步进模式的信号相位序列。

半驱动步进模式
半驱动步进模式

通常,踩踏角度取决于步进电机的分辨率。嘟嘟声的大小和旋转方向与输入序列的数量和顺序成正比。轴的旋转速度取决于输入序列的频率。一次磁化的扭矩和磁体的数量成比例。

步进电机需要60mA电流,但Atmega微控制器AT89C51的最大电流额定值是50mA。因此,步进电机 - 控制器可释放使用微控制器接口步进电机,用于传输信号。

2.使用晶体管控制开关电路

可以使用降压变压器踩下230V至7.5V的电压来给出电路的电源,然后用二极管的桥式整流器整流。将该整流输出送入滤波电容,然后通过电压调节器。从电压调节器获得5V调节输出。复位PIN9连接在电容器和电阻之间。

步进电机控制电路使用晶体管
步进电机控制电路使用晶体管

通常,步进电机由四个线圈组成,如图所示。因此,要驱动电机,需要四个电机驱动器电路。代替使用步进电机控制器IC驱动电动机,而是分别在21,22,23和24个销的驱动电路中连接四个晶体管。

如果晶体管开始传导,则将在导致电动机旋转的线圈周围产生磁场。步进电机速度与输入脉冲频率成正比。晶体振荡器连接到引脚18和19,以提供约11.019MHz的微控制器时钟频率。

可以使用以下公式计算任何指令的执行时间

时间=((c * 12))/ f

其中c =循环的数量

和f =晶体频率

下面描述使用用于旋转太阳能电池板的步进电机的基于施加电路之一。

使用编程的8051微控制器步进电机控制

太阳跟踪太阳能电池板项目旨在通过自动调节太阳能电池板来产生最大能量量。在该项目中,由8051个系列的编程微控制器控制的步进电机接合到太阳能电池板,以维持太阳能电池板的脸部总是垂直于太阳。

步进电机控制使用MicroController由EdgeFxkits.com
步进电机控制使用MicroController由EdgeFxkits.com

编程的微控制器以规则间隔产生阶梯式电脉冲,以使步进2021欧洲杯足球竞猜官方平台电机旋转太阳能电池板。当控制器无法提供电机的电源要求,驱动器IC用于驱动步进电机。

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