Der Artikel wurde erfolgreich hinzugefügt.
Der Artikel wurde erfolgreich hinzugefügt.

Pololu A4988 Schrittmotor Treiber mit Spannungsregler

Pololu
Hersteller:
Pololu
Artikel-Nr.:
EXP-R25-003
Herstellernummer:
1183
Verfügbarkeit:
18

Weitere Produktdaten ansehen

Bei diesem Produkt handelt es sich um ein Breakoutboard für den Allegro A4988 DMOS Mikroschritttreiber mit Übersetzungs- und Überstromschutz. Mit dem A4988 Schrittmotortreiber können Sie einen bipolaren Schrittmotor mit bis zu 2 A Ausgangsstrom pro Spule steuern.
 
Wichtige Funktionen des A4988  Motortreibers:
 
  • Einfache Schritt- und Richtungssteuerschnittstelle
  • Fünf verschiedene Schrittauflösungen: Vollschritt, Halbschritt, Viertelschritt, Achtelschritt und Sechzehntelschritt
  • Mit dem einstellbaren Stromregler können Sie den maximalen Stromausgang mit einem Potentiometer einstellen, mit dem Sie Spannungen oberhalb der Nennspannung Ihres Schrittmotors verwenden können, um höhere Schrittfrequenzen zu erzielen
  • Intelligente Chopping-Steuerung, die automatisch den richtigen Abklingmodus auswählt (schneller Abfall oder langsamer Abfall)
  • Übertemperaturabschaltung, Unterspannungssperre und Überstromschutz
  • Kurzschluß-Schutz
Das Board verfügt über einen Rückleistungsschutz am Hauptstromeingang und integrierte 5 V- und 3,3 V-Spannungsregler, die separate Logik- und Motorversorgungen überflüssig machen. Der Treiber kann dadurch mit 5 V oder 3,3 V Mikrocontrollern gesteuert werden. Es gibt auch eine kleinere, leistungsstärkere Version des A4988 Motortreibers ohne Spannungsregler
 
Hinweis: Einige unipolare Schrittmotoren (z. B. solche mit sechs oder acht Anschlüssen) können von diesem Treiber als bipolare Schrittmotoren gesteuert werden. Weitere Informationen finden Sie in den FAQ. Unipolare Motoren mit fünf Leitungen können mit diesem Treiber nicht verwendet werden.
Wir empfehlen das A4988-Datenblatt sorgfältig zu lesen, bevor Sie dieses Produkt verwenden
 
Maße:
 
  • Größe: 0,7 "× 1,4"
  • Gewicht: 3,3 g (ohne optionale Header)
Spezifikation:
 
  • Minimale Betriebsspannung: 8 V
  • Maximale Betriebsspannung: 35 V
  • Dauerstrom pro Phase: 1 A (ohne einen Kühlkörper oder eine Zwangsluftströmung)
  • Maximaler Strom pro Phase: 2 A (Mit ausreichender zusätzlicher Kühlung)
  • Minimale Logikspannung: 3 V (die Logikspannung kann optional von integrierten Spannungsreglern geliefert werden)
  • Maximale Logikspannung: 5,5 V (die Logikspannung kann optional von integrierten Spannungsreglern geliefert werden)
  • Mikroschritt-Auflösungen: Voll, 1/2, 1/4, 1/8 und 1/16
  • Verpolungsschutz?: Ja (nur an der Motorversorgungsspannung VMOT)
Lieferumfang:
 
Der A4988 Schrittmotor-Treiberträger mit Spannungsreglern wird mit einem 1 × 14-poligen Break-Ahead-Steckverbinder mit 0,1 Zoll und einem 1 × 8-Pin-Break-Away-Steckverbinder mit 0,1 Zoll geliefert. Die Header können für den Einsatz mit lötfreien Steckplatinen oder 0,1 "Buchsen eingelötet werden. Sie können Ihre Motorkabel und andere Anschlüsse auch direkt an die Platine anlöten.
 
 
 
 
Treiber-Verwendung:
 


Stromanschlüsse:
  • Der Treiber benötigt eine Logikversorgungsspannung (3 - 5,5 V), die über die VDD- und GND-Pins angeschlossen wird und eine Motorversorgungsspannung (8 - 35 V), die über VMOT und GND zu verbinden ist. Die Logikspannung kann von einer externen Quelle geliefert werden, z. B. von der Logik des Rests des Systems oder indem der Ausgang der 5 V- oder 3,3 V-Spannungsreglerausgänge auf VDD gelegt wird. Es gibt auch Oberflächenmontage-Pads, die eine VDD-Auswahl ermöglichen, indem eine Lötbrücke über die geeigneten Pads hergestellt wird. Beachten Sie, dass die Regler des Treibers auch verwendet werden können, um andere Elektronik im System zu versorgen, z. B. die steuernde MCU.
  • Die Motorstromversorgung sollte in der Lage sein, die erwarteten Ströme für die verwendeten Schrittmotoren zu liefern (Spitzen bis zu 4 A).
 
Motoranschlüsse:
  • Vier-, Sechs- und Achtdraht-Schrittmotoren können vom A4988 angetrieben werden, wenn sie richtig angeschlossen sind. Für den richtigen Anschluss lesen Sie bitte die FAQ. 
  • Warnung: Das Anschließen oder Trennen eines Schrittmotors während der Stromversorgung des Treibers kann den Treiber zerstören. 
 
Schrittgröße (und Mikroschritt):
  • Schrittmotoren weisen typischerweise eine Schrittgrößenspezifikation auf (z. B. 1,8 ° oder 200 Schritte pro Umdrehung), was für vollständige Schritte gilt. Ein Mikroschritttreiber wie der A4988 ermöglicht höhere Auflösungen, indem Zwischenschrittpositionen ermöglicht werden, die durch Erregung der Spulen mit mittleren Strompegeln erreicht werden. Wenn beispielsweise ein Motor im Viertelstufenmodus betrieben wird, erhält der Motor mit 200 Schritten pro Umdrehung 800 Mikroschritte pro Umdrehung unter Verwendung von vier verschiedenen Strompegeln.
  • Die Auswahleingänge für die Auflösung (Schrittgröße) (MS1, MS2 und MS3) ermöglichen die Auswahl aus den fünf Schrittauflösungen gemäß der folgenden Tabelle. MS1 und MS3 haben interne Pulldown-Widerstände mit 100 kΩ, und MS2 hat einen internen Pulldown-Widerstand von 50 kΩ, so dass diese drei getrennten Mikroschrittauswahlstifte im Vollschrittmodus verbleiben. Damit die Mikroschritt-Modi korrekt funktionieren, muss die Stromgrenze so niedrig eingestellt werden (siehe unten), dass die Strombegrenzung aktiviert wird. Andernfalls werden die Zwischenstromwerte nicht korrekt beibehalten, und der Motor überspringt Mikroschritte.
 
MS1MS2MS3Microstep Resolution
Low Low Low Full step
High Low Low Half step
Low High Low Quarter step
High High Low Eighth step
High High High Sixteenth step
Steuereingänge:
 
Jeder Impuls zum STEP-Eingang entspricht einem Mikroschritt des Schrittmotors in der durch den DIR-Pin gewählten Richtung. Beachten Sie, dass die STEP- und DIR-Pins intern nicht auf eine bestimmte Spannung gezogen werden, also sollten Sie keinen dieser Pins in Ihrer Anwendung frei lassen. Wenn Sie nur eine Drehung in einer Richtung wünschen, können Sie DIR direkt an VCC oder GND anbinden. Der Chip verfügt über drei verschiedene Eingänge zur Steuerung seiner Leistungszustände: RST, SLP und EN. Einzelheiten zu diesen Stromzuständen finden Sie im Datenblatt.
 
Strombegrenzung:
 
Um hohe Schrittgeschwindigkeiten zu erreichen, ist die Motorversorgung typischerweise viel höher, als es ohne aktive Strombegrenzung zulässig wäre. Beispielsweise könnte ein typischer Schrittmotor eine maximale Stromstärke von 1 A mit einem Spulenwiderstand von 5 Ω haben, was eine maximale Motorversorgung von 5 V anzeigen würde. Die Verwendung eines solchen Motors mit 12 V würde höhere Schrittgeschwindigkeiten ermöglichen, aber der Strom muss aktiv auf unter 1 A begrenzt werden, um Schäden am Motor zu vermeiden.
Der A4988 unterstützt eine solche aktive Strombegrenzung, und das Trimmpotentiometer auf der Platine kann zum Einstellen der Strombegrenzung verwendet werden. Eine Möglichkeit, die Strombegrenzung einzustellen, besteht darin, den Treiber in den Vollschrittmodus zu versetzen und den Strom zu messen, der durch eine einzige Motorspule fließt, ohne den STEP-Eingang zu takten. Der gemessene Strom ist das 0,7-fache der Stromgrenze (da beide Spulen immer an sind und auf 70% der Stromgrenzeinstellung im Vollschrittmodus begrenzt sind). Bitte beachten Sie, dass das Ändern der Logikspannung Vdd auf einen anderen Wert die Einstellung der Stromgrenze ändert, da die Spannung am REF-Pin eine Funktion von Vdd ist.Eine andere Möglichkeit, die Strombegrenzung einzustellen, besteht darin, die Spannung am Pin REF zu messen und die resultierende Strombegrenzung zu berechnen (die Strommesswiderstände sind 0,05Ω). Die Stromgrenze bezieht sich wie folgt auf die Referenzspannung:
 
Strombegrenzung = VREF × 2,5
 
Wenn beispielsweise die Referenzspannung 0,3 V beträgt, beträgt die Strombegrenzung 0,75 A. Wie oben erwähnt, ist im Vollschrittmodus der Strom durch die Spulen auf 70% der Stromgrenze begrenzt, so dass ein Vollstrom erreicht wird. Bei einem Stufenkreis von 1 A sollte der Stromgrenzwert 1 A / 0,7 = 1,4 A betragen, was einem VREF von 1,4 A / 2,5 = 0,56 V entspricht. Weitere Informationen finden Sie im Datenblatt A4988.
Hinweis: Der Spulenstrom kann sich stark vom Strom der Stromversorgung unterscheiden. Verwenden Sie daher nicht den Strom, der an der Stromversorgung gemessen wird, um die Stromgrenze einzustellen. Der geeignete Platz für Ihren aktuellen Zähler befindet sich in Reihe mit einer Ihrer Schrittmotorspulen.
 
Überlegungen zur Verlustleistung:
 
Der A4988-Treiber-IC hat eine maximale Stromstärke von 2 A pro Spule, aber der tatsächliche Strom, den Sie liefern können, hängt davon ab, wie gut Sie den IC kühlen können. Die Leiterplatte des Trägers ist so ausgelegt, dass sie Wärme aus dem IC abzieht, aber um mehr als etwa 1 A pro Spule zu liefern, ist eine Wärmesenke oder eine andere Kühlmethode erforderlich.
Dieses Produkt kann heiß genug werden, um Sie zu verbrennen, lange bevor der Chip überhitzt. Seien Sie vorsichtig beim Umgang mit diesem Produkt und anderen daran angeschlossenen Komponenten.
Bitte beachten Sie, dass das Messen der Stromaufnahme an der Stromversorgung im Allgemeinen kein genaues Maß für den Spulenstrom liefert. Da die Eingangsspannung für den Treiber signifikant höher als die Spulenspannung sein kann, kann der gemessene Strom an der Stromversorgung ziemlich viel niedriger als der Spulenstrom sein (der Treiber und die Spule wirken im Grunde wie eine schaltende Unterspannungsversorgung). Wenn die Versorgungsspannung im Vergleich zu dem, was der Motor benötigt, um den eingestellten Strom zu erreichen, sehr hoch ist, wird das Tastverhältnis sehr niedrig sein, was ebenfalls zu signifikanten Unterschieden zwischen mittleren und RMS-Strömen führt.
 
Schematik:
 
 
Schematic diagram of the md09a A4988 stepper motor driver carrier with regulators.