前言:在这篇博客中,我将分享一下使用 STM32F103ZET6 的 PWM 功能来有效地控制 57 步进电机的启动和旋转方向。
通过本文我们会学习到:使用STM32的通用定时器定时,控制步进电机正反转和启停。并学习步进电机和步进电机驱动器的基本使用方法,学习使用PWM来控制步进电机。
一、实验准备
1.器材准备
一块stm32f103zet6开发板、12~48V直流电源、步进电机驱动器、57步进电机。
2.器材简介
(1)stm32f103zet6
用STM32f103x系列的开发板都可行,不过代码可能要改一改。
(2)57步进电机
57 步进电机是一种常见的步进电机类型,其“57”通常指的是电机的法兰尺寸,即电机机身的边长或直径为 57 毫米。
57 步进电机具有以下一些特点和参数:
- 步距角:通常为 1.8°,这意味着电机每接收一个脉冲信号,就会转动 1.8°,一般需要 200 个脉冲才能完成一次完整的 360°旋转。不过也有一些 57 步进电机的步距角为 0.9°。
- 额定电流:常见的额定电流在 2A 到 5A 之间,具体数值取决于电机型号和应用要求。
- 额定电压:一般在 24V 到 48V 范围内,需要注意的是,电压越大,扭矩越大,但超过额定电压容易烧毁电机。
- 静态力矩(保持转矩):电机在静止不动时能够抵抗外力的能力。不同型号的 57 步进电机静态力矩有所差异,可能在 0.8Nm 到 3Nm 之间。通常机身越长,扭矩越大。
- 细分步数:通过驱动器可以将每步的角度进一步细分,以提高电机的运动平滑度和精度,常见的细分步数有 16、32、64 等。
- 相数:一般为两相。
在实际使用 57 步进电机时,需要根据具体的应用需求和系统要求,选择合适的电机型号,并配合相应的驱动器和控制系统,以实现精确的位置控制和运动控制。同时,还需注意电机的接线正确性、电源的稳定性以及工作环境的要求等。
(3)步进电机驱动器
步进电机驱动器是一种用于控制步进电机运行的设备。它能够将控制器发出的脉冲信号转换为步进电机的角位移,实现对电机的精确控制。
通常,步进电机驱动器具有以下特点和功能:
- 细分设置:通过拨码开关或其他方式,可以选择不同的细分模式,如整步、半步、1/4 步、1/8 步、1/16 步、1/32 步等。细分越高,电机的运行越平稳、精度越高,但速度可能会相对降低。
- 电气特性:包括适用的电压范围、额定电流等。一般来说,需要根据步进电机的参数选择合适的驱动器,以确保电机能够正常工作且不过载。
- 接口:具有与控制器和步进电机连接的接口。常见的接口信号包括脉冲信号(PUL)、方向信号(DIR)和使能信号(ENA)等。
- 电流控制:可调节输出给步进电机的电流大小,以适应不同扭矩需求的电机或应用场景。
- 故障指示:部分驱动器带有故障指示灯,如过流、过热或欠压等故障发生时会亮起,以便及时发现和排除问题。
例如,TB6600 驱动器是一款常见的步进电机驱动器,它的右边分为两个区域。
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- signal 区域:用于与开发板连接,以控制电机的驱动。其中 ENA 接口(使能信号)有效时,驱动器将自动切断电机绕组电流,使电机处于自由状态(无保持转矩);不连接时默认为无效状态,电机绕组通以电流可正常工作。DIR 接口(方向信号)用于控制电机旋转方向,信号有效时电机顺时针旋转,无效时逆时针旋转。PUL 接口(