DRV8825 - драйвер шагового двигателя 45V/2.2A - Pololu 2133 9614

Описание продукта: Pololu DRV8825 – драйвер шагового двигателя 45 В / 2.2 А

Модуль, основанный на контроллере DRV8825 от Texas Instruments, позволяет управлять шаговым двигателем с максимальным потреблением тока до 1.5 А на катушку (при токе до 2.2 А). Питается напряжением в диапазоне от 8.2 В до 45 В. Перед использованием рекомендуем ознакомиться с документацией до контроллера DRV8825.

Мы также предлагаем версию DRV8824 для двигателей меньшей мощности. DRV8824 позволяет потреблять ток до 0.75 А на катушку (до 1.2 А с дополнительным охлаждением).

Pololu DRV8825 - драйвер шагового двигателя 45 В / 2.2 А.

Подключение контроллера DRV8825.

Основные характеристики контроллера DRV8825

• Модуль имеет простой интерфейс управления шагами и направлением.
• Он может работать в шести режимах: полный шаг, полушагой, 1/4 шага, 1/8 шага, 1/16 шага и 1/32 шага.
• Обеспечивает контроль максимального тока двигателя с помощью потенциометра, что позволяет использовать напряжение питания двигателей, выше номинального, тем самым достигая более высоких шаговых скоростей.
• Двигатели могут питаться напряжением от 8.2 В до 45 В
• Потребление тока до 2.2 А (1.5 А без внешнего охлаждения)
• Благодаря встроенному регулятору напряжения, пользователю не нужно обеспечивать дополнительное питание логической части.
• DRV8824 работает с системами с логическим напряжением как 3.3 В, так и 5 В.
• Он имеет защиту от чрезмерного тока, температуры и короткого замыкания, а также систему блокировки запуска при слишком низком напряжении питания.
• Для увеличения рассеивающей тепло поверхности плату выполнили по четырехслойной технологии с более толстым медным покрытием.
• Открытая зона заземления на нижней части, позволяющая паять компоненты охлаждения
• Модуль совместим по размерам и количеству выводов с системой на базе контроллера A4988.

Включение контроллера DRV8825

Для управления биполярным шаговым двигателем подключите систему, как показано на рисунке ниже. Контроллер также позволяет работу с некоторыми униполярными двигателями; детальную информацию можно найти в инструкции.

Контролер Pololu

Один импульс, поданный на вывод STEP, заставляет двигатель сделать один шаг в выбранном направлении путем подачи соответствующего логического состояния (высокого или низкого) на вывод DIR. Выводы STEP и DIR внутри не подтягиваются. Если двигатель должен вращаться всего в одном направлении, вывод DIR можно постоянно подключить к VCC или GND.

Схема имеет три дополнительных входа для управления потреблением энергии: RESET, SLP и EN; их описания можно найти в документации. Обратите внимание, что эти контакты ни к чему не подключены. Если они не используются, их необходимо снаружи подтянуть к напряжению питания (подается с высоким состоянием – логический единицей в диапазоне от 2.2 В до 5,5 В).

Контроллер DRV8825 также имеет контакт с пометкой FAULT. Низкое состояние (логичный ноль) указывает на неисправность в системе, такую как активация защитного устройства. На плате данный контакт соединен с контактом SLEEP, поэтому подача высокого уровня на контакт SLEEP также подтягивает контакт FAULT к VCC. Используя последовательный защитный резистор, контакт FAULT также можно подключить к VCC, что делает модуль совместимым по контактам с версией A4988.

Ограничение тока

Для поддержания высоких скоростей переключения ступней можно использовать напряжение питания двигателя, выше номинального. Необходимо лишь ограничить максимальный ток, протекающий через катушки, каталожным значением двигателя.

Модуль позволяет активное ограничение тока с помощью потенциометра. Один из способов реализации этого ограничения – установить контроллер в режим полного шага и измерить протекающий ток через одну катушку без подачи сигнала на вход STEP. Измерительный ток составляет 70% от установленного лимита (ободковые катушки всегда включены и ограничены 70% в режиме полного шага).

Другой способ – измерить напряжение на выводе REF (назначен кружкой на печатной плате) и рассчитать ограничения тока (измерительные резисторы имеют сопротивление 0,1 Ом). Ограничение тока можно рассчитать по формуле:

Токовое ограничение = VREF × 2

Например, если двигатель может потреблять максимум 1А, опорное напряжение на выводе VREF должно составлять 0,5 В.

Блок питания драйвера шагового двигателя

Система может питаться напряжением от 8.2 В до 45 В, подключенным между контактами VMOT (+) и GND (-). Напряжение должно фильтроваться внешним конденсатором, расположенным как можно ближе к плате контроллера. Его емкость зависит от максимального тока, потребляемого двигателем.

Рассеивание тепла

Плата разработана для рассеивания тепла при постоянном потреблении тока около 1,5А на катушку. Если потребляемый ток значительно выше, следует использовать внешний радиатор, который можно крепить с помощью теплопроводного клея.

Основные отличия от версии A4888

Модуль DRV8825 разработан для обратной совместимости с версией на базе A4988. Платы имеют одинаковую форму, размер и расположение контактов. Однако есть несколько отличий:

• Используемый вывод для питания логики A4988 был заменен на вывод FAULT, поскольку DRV8825 не требует дополнительного источника питания. FAULT подключается через защитный резистор, поэтому его можно успешно использовать в системах, разработанных для модуля A4988, где на этот вывод будет подаваться напряжение питания логики (от 2,2 В до 5,5 В).
• В модуле DRV8825 вывод SLEEP по умолчанию не подтягивается к напряжению питания, он подключен к выходу FAULT через резистор 10 кОм. В системах, разработанных для микросхемы A4988, через напряжение питания логичной части, подключенной к FAULT, резистор 10 кОм подтягивает SLEEP к напряжению питания, устанавливая высокое состояние.
• Потенциометр, ограничивающий максимальный ток для двигателей, расположенный в другом месте.
• DRV8825 позволяет работать с шагом 1/32, тогда как A4988 работал с шагом до 1/16.
• DRV8825 имеет более широкий диапазон напряжения питания до 45В (A4988 до 35В), что также делает его менее чувствительным к коротким электрическим импульсам высокой амплитуды (так называемых спайков).
• Заколки имеют разные названия, но выполняют одинаковую функцию.

Разрешение драйвера Pololu DRV8825

Микрошаговый контроллер, такой как DRV8825, позволяет двигателю работать с высоким разрешением, вплоть до 1/32 шага. Размер шага выбирается с помощью входов MODE1, MODE1 и MODE2 – доступные режимы показаны в таблице ниже. По умолчанию все три контакта подтянуты к земле через подтягивающий резистор 100 кОм. Если их оставить неподключенными, будет выбран полношаговый режим работы. Например, если использовать двигатель с разрешением 200 шагов на оборот, выбор режима 1⁄4 шага приведет к работе с разрешением 800 положений на оборот.

Схема драйвера шагового двигателя

Система содержит необходимые пассивные компоненты для надлежащей работыконтролерСхема подключения показана на рисунках ниже.

Технические характеристики контроллера двигателя Pololu DRV8825

• Напряжение питания: 8,2 В - 45 В
• Непрерывный ток на катушку: 1,5 А
• Максимальный мгновенный ток на катушку: 2,2 А
• Напряжение питания логической части: 2,5 В - 5,25 В
• Разрешение: 1, 1/2, 1/4, 1/8, 1/16 и 1/32 шага

Схема драйвера шагового двигателя.