Arduino+A4988+步进电机

本文介绍如何使用Arduino和A4988驱动器控制42步进电机,包括接线指导、测试程序示例及常见问题解答。适用于DIY爱好者制作3D打印机或雕刻机。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

初识Arduino,有什么错漏的地方请指正.

学会使用A4988驱动电机对于DIY3D打印机,雕刻机很有帮助。

6线一般是两组,先用万用表接其中一根线,然后一次点其他线,凡是不同的都是另外一组,每一组有三根线,两两测试,电阻最大的是线圈的两头抽头,剩下一根是中心抽头。

实验目的:Arduino与A4988驱动42步进电机


材料如下:

Arduino uno *1
A4988            *1
42步进电机    *1
面包板            *1
9V外接电源    *1
导线               若干

step 1:接线

关于接线更详细的相关资料:http://fritzing.org/projects/a4988-single-stepper-test/


MS1 , MS2 , MS3 跳线说明:(例子里是低电平,悬空或接地线,使用全步进模式)

分别是全步进,1/2步进,1/4步进,1/8步进,1/16步进模式。

步进电机走一步是1.8度,一圈就是200步。例如使用1/16步进,则需要走3200步才等于一圈。




step 2:测试程序程序

网盘下载程序


[objc]  view plain  copy
  1. int x;  
  2.   
  3.   
  4. void setup()  
  5. {  
  6.   pinMode(6,OUTPUT); // Enable  
  7.   pinMode(5,OUTPUT); // Step  
  8.   pinMode(4,OUTPUT); // Dir  
  9.   digitalWrite(6,LOW); // Set Enable low  
  10. }  
  11.   
  12.   
  13. void loop()  
  14. {  
  15.     
  16.   digitalWrite(4,HIGH); // Set Dir high  
  17.     
  18.   for(x = 0; x < 200; x++) // Loop 200 times  
  19.   {  
  20.       digitalWrite(5,HIGH); // Output high  
  21.       delayMicroseconds(800); // Wait 1/2 a ms  
  22.       digitalWrite(5,LOW); // Output low  
  23.       delayMicroseconds(800); // Wait 1/2 a ms  
  24.     }  
  25.   delay(1000); // pause one second  
  26.     
  27.   digitalWrite(4,LOW); // Set Dir low  
  28.     
  29.   for(x = 0; x < 200; x++) // Loop 2000 times  
  30.   {  
  31.       digitalWrite(5,HIGH); // Output high  
  32.       delayMicroseconds(800); // Wait 1/2 a ms  
  33.       digitalWrite(5,LOW); // Output low  
  34.       delayMicroseconds(800); // Wait 1/2 a ms  
  35.     }  
  36.     delay(1000); // pause one second  
  37. }  


ps后记学习:


*脚6(-en) 低电平为启动电机(enable),貌似也可以不接,试过一样能运行.但如果要控制电机的启动关闭还是要用上

*脚4(-dir) 用高低电平控制方向.

*脚5(-step) 用高低电平驱动电机转动.注意中间间隔等待的微秒值,如果太快会导致电机有声响不转动.



4988步进电机驱动板常见问题

1、4988驱动板可以驱动57电机吗?
4988可以驱动的电机跟尺寸关系不大,主要与工作电流有关,理论上电流小于2A的步进电机都是可以驱动的,不论是42还是57电机。

2、可以驱动多大的电流?
如果4988芯片上没有加散热片,电流最好在1.2A以下。如果加散热片,电流可以达到2A。

3、步进电机的连接方式是什么?
正如4988板子背面所标识的,连接方式是依次连接步进电机的1B-1A-2A-2B,或者反向为2B-2A-1A-1B,或者1A-1B-2B-2A,其它的方式一次类推。如果你的电机线是标准的红蓝绿黑的颜色,可以按照颜色连接为:红-蓝-绿-黑,或相反:黑-绿-蓝-红。

4、如何调节相电流?
相电流的大小跟步进电机的扭力有直接关系,如果感觉你的步进电机扭力不足,可以加大4988板子的电流配置。驱动板是通过一个小的电位器来实现对输出电流的配置的。可以通过用万用表测量电位器中间管脚的电位。电位和电流的关系满足下面的公式:Vref = A*0.8.也就是如果你想配置电机工作电流为1A,则电位应该配置在0.8V。默认的元件配置可以将电流调节到1.5A,如果需要更大电流需要修改电路中的R1,将30K的阻值改为20K(左右),就可以将电流调节到2A左右。

5、4988板子的细分如何配置?
4988板子细分配置需要ramps或其它相似板子的短路块来配置。ramps上对应每个4988驱动都有ms1,ms2,ms3三个短路块来调节细分(需要取下4988板子才可以看到),
ms1 | ms2 | ms3
no | no | no |全细分
yes | no | no |1/2(2细分)
no | yes | no | 1/4 (4细分)
yes | yes | no |1/8(8细分)
yes | yes | yes | 1/16(16细分)

6、接上电机后,电机不能正常运行,在左右抖动,是什么原因?
电机出现抖动一般有两个原因,
一是缺相:可能是4988板子没有焊接好或因为外力导致4988的输出端某一相断开,造成电机缺相从而抖动。也有可能是步进电机接线只用一相没有连接好;
而是两相接错:如果步进电机没有按照正确的顺序进行连接,电机也会出现抖动的情况,请按照问题3进行正确的连接。

7、4988可以驱动两相六线或两相无线的电机吗?
可以,两相连线按照问题3连接,将中间抽头悬空即可。

8、电机停止转动时会有滋滋的电流声。
首先说明的是这是正常现象。步进电机的特点是走特定的角度而不是一直转,所以步进电机都有一个参数,步距角。如果通过细分,可以最小走 步距角/细分数的角度,比如步距角为1.8度的步进电机,采用16细分,最小可以走的角度是1.8/16=0.1125度。但由于这个角度非常小,并且不一定在电机物理所在的位置(1.8度为一个物理位置),所以步进电机停止时也需要通电,从而保证电机不会自动跳到物理步距角上。因为这个特性使得步进电机在静止时会有电流声,这属于正常现象,不用担心。




### PLC控制步进电机抖动的原因分析 PLC控制步进电机时出现抖动现象可能由多种因素引起,包括电气特性、机械结构设计以及软件参数设置等方面。以下是可能导致抖动的主要原因及其对应的解决方案: #### 1. **细分精度不足** 如果步进电机的细分精度较低,则可能会导致电机运行不平稳,从而引发抖动现象。现代驱动器通常提供不同的细分选项(如8、16、32、64细分),更高的细分能够显著改善电机运行平顺性[^4]。 **解决方案**: 调整驱动器的细分设置到更高水平,例如从16细分提升至64细分。这会增加每一步的角度分辨率,减少单步步距角误差带来的影响。 --- #### 2. **电流匹配不当** 步进电机的工作电流应与其额定值相匹配。过高的工作电流会使绕组发热严重,降低效率甚至损坏设备;而过低的电流则无法满足负载需求,容易造成失步或振动。 **解决方案**: 校准驱动器中的电流调节旋钮,使其接近但不超过电机铭牌标注的最大允许电流范围。同时注意观察温升情况以防止过热问题发生。 --- #### 3. **共振效应** 当系统的固有频率与输入信号频率重合时会产生强烈的共振反应,这是许多机械设备常见的故障模式之一。对于步进系统而言,这种现象尤其会在加速阶段显现出来。 **解决方案**: 采用斜坡加速功能来避开敏感频段的影响。大多数高性能控制器都具备此特性——它们能够在启动初期缓慢爬升速度直至越过潜在危险区域后再恢复正常速率操作[^1]。 另外还可以考虑安装阻尼装置或者优化机构刚度来抑制不必要的震动传播路径。 --- #### 4. **反馈机制缺失** 缺乏精确位置检测手段的情况下,即使存在轻微偏差也可能累积放大最终表现为明显的晃动效果。因此引入高精度传感器作为外部参照显得尤为重要。 **解决方案**: 利用光电编码盘或者其他形式位移测量工具构建完整的闭环控制系统。这样不仅可以实时监控实际移动距离还能及时纠正任何偏离预期轨迹的行为动作[^2]。 --- #### 5. **调制方式选择错误** 在某些特殊应用场景下,默认使用的异步调制方法未必是最优解。因为其简单易行的特点往往掩盖了一些深层次的技术挑战比如动态响应性能欠佳等问题。相比之下同步调制虽然复杂程度较高但却能带来更优异的整体表现特别是在高速运转条件下更能体现出优势所在[^3]。 **解决方案**: 评估当前项目具体要求之后决定是否有必要切换成更为先进的同步调制策略并通过相应软硬件升级予以实施执行到位即可有效缓解上述提到的各种不良状况的发生几率大大降低整体稳定性获得极大提高。 --- ### 总结 针对PLC控制下的步进电机抖动问题,可以从以下几个方面入手解决:适当增大细分数目、合理设定供电强度、规避共振区间干扰、建立精准定位体系以及探索更适合目标环境特点的新颖调控技术路线等等。每一项改进措施都需要结合实际情况仔细权衡利弊得失才能取得理想成效。 ```python # 示例代码展示如何通过Python模拟基本的PWM波形生成过程 import numpy as np from matplotlib import pyplot as plt def generate_pwm(carrier_freq, modulating_signal_frequency, amplitude=1): t = np.linspace(0, 1, num=int(1e4)) carrier_wave = (amplitude * np.sin(2 * np.pi * carrier_freq * t)).astype(float) modulation_wave = (amplitude / 2 * np.sin(2 * np.pi * modulating_signal_frequency * t)).astype(float) pwm_output = [] for i in range(len(t)): if abs(modulation_wave[i]) >= abs(carrier_wave[i]): pwm_output.append(amplitude) else: pwm_output.append(-amplitude) return t, carrier_wave, modulation_wave, pwm_output t, c_w, m_w, p_o = generate_pwm(50, 5) plt.figure(figsize=(10, 6)) plt.plot(t, c_w, label="Carrier Wave", linestyle="--") plt.plot(t, m_w, label="Modulating Signal", color='orange') plt.step(t, p_o, where='post', label="Generated PWM Output") plt.legend() plt.show() ```
评论 4
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值