在本文中，我們將學(xué)習(xí)步進(jìn)電機(jī)，28BYJ-48電機(jī)，以及如何使用Arduino控制它。

步進(jìn)電機(jī)廣泛用于精密控制應(yīng)用，如3D打印機(jī)，數(shù)控機(jī)床，相機(jī)滑塊和機(jī)器人。其中最實(shí)惠和常用的步進(jìn)電機(jī)愛(ài)好者和電子學(xué)習(xí)者是28BYJ-48，通常與ULN2003驅(qū)動(dòng)模塊配對(duì)。在本文中，我們將深入了解步進(jìn)電機(jī)的基本原理，28BYJ-48電機(jī)，以及如何使用Arduino控制它。

步進(jìn)電機(jī)是如何工作的?

步進(jìn)電機(jī)是一種以離散步進(jìn)運(yùn)動(dòng)的無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)。與連續(xù)旋轉(zhuǎn)的常規(guī)直流電動(dòng)機(jī)不同，步進(jìn)電機(jī)以定義的增量旋轉(zhuǎn)，稱為步進(jìn)。發(fā)送到電機(jī)的每個(gè)脈沖導(dǎo)致電機(jī)軸移動(dòng)一個(gè)固定的角度。這允許精確的位置控制沒(méi)有反饋(開(kāi)環(huán)控制)。

步進(jìn)電機(jī)的工作方式

步進(jìn)電機(jī)可以以各種步進(jìn)方式驅(qū)動(dòng)。每種模式?jīng)Q定線圈如何通電以及軸每一步旋轉(zhuǎn)多少。

1. 全步進(jìn)模式(單相ON)或波步進(jìn)

在這種模式下，一次只有一個(gè)繞組通電。它消耗更少的功率，但產(chǎn)生更小的扭矩。電機(jī)以相對(duì)較低的保持力矩一步一步地移動(dòng)。

2. 全階躍模式(兩相開(kāi)啟)

在這里，兩個(gè)繞組同時(shí)通電。與單相模式相比，這可以產(chǎn)生更好的扭矩。當(dāng)需要更高的保持扭矩時(shí)，通常使用它。

3. 半步模式

這種模式在單線圈和雙線圈勵(lì)磁之間交替，有效地將步進(jìn)分辨率提高了一倍。它提供了一個(gè)更平穩(wěn)的旋轉(zhuǎn)和更好的定位。例如，一個(gè)馬達(dá)在全步模式下每轉(zhuǎn)64步，在半步模式下每轉(zhuǎn)128步。

4. 微步模式

在微步進(jìn)中，通過(guò)電機(jī)線圈的電流被控制在更細(xì)的增量中，允許非常平滑和精確的運(yùn)動(dòng)。它用于需要最小振動(dòng)和高分辨率的應(yīng)用。但是，這種模式通常需要比ULN2003更復(fù)雜的驅(qū)動(dòng)程序。

步進(jìn)電機(jī)的類型

步進(jìn)電機(jī)主要有三種類型

?永磁步進(jìn)(PM) -低成本，適用于低分辨率應(yīng)用。

?可變磁阻步進(jìn)器(VR) -結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不太常用。

?混合步進(jìn)-結(jié)合了PM和VR的特點(diǎn)，提供高扭矩和精度。

28BYJ-48是一種永磁步進(jìn)電機(jī)，適用于輕型應(yīng)用。

28BYJ-48步進(jìn)電機(jī)簡(jiǎn)介

28BYJ-48是消費(fèi)類電子產(chǎn)品中常用的5V單極步進(jìn)電機(jī)。它具有成本效益，緊湊，并提供精確的運(yùn)動(dòng)，使其成為原型設(shè)計(jì)和教育項(xiàng)目的理想選擇。

28BYJ-48步進(jìn)電機(jī)規(guī)格

?額定電壓：5V DC

?階段數(shù)：4

?步進(jìn)角度：5.625°/64

?齒輪比：1:64

?工作電流：~240mA

?每轉(zhuǎn)步：32步/轉(zhuǎn)× 64傳動(dòng)比= 2048步/轉(zhuǎn)

這種高步數(shù)提供了極好的定位精度。

28BYJ-48步進(jìn)電機(jī)引腳

電機(jī)有一個(gè)5線連接器：

?紅色- VCC(所有線圈通用)

?藍(lán)色線圈1

?粉紅色-線圈2

?黃色-線圈3

?橙色-線圈4

這些電線直接連接到ULN2003驅(qū)動(dòng)板。

步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊

ULN2003模塊是一種流行的驅(qū)動(dòng)板，用于控制28BYJ-48步進(jìn)電機(jī)。它使用ULN2003A達(dá)靈頓晶體管陣列，允許Arduino切換電機(jī)線圈而不會(huì)使引腳過(guò)載。

主要特點(diǎn):

?每個(gè)通道的LED指示燈，以可視化活動(dòng)

?電機(jī)連接器即插即用兼容性與28BYJ-48

?輸入頭，方便連接到Arduino

?電機(jī)VCC板載電源端子

ULN2003模塊輸出

?IN1到IN4 - Arduino的控制輸入

?GND -接地

?VCC - 5V電機(jī)供電

?電機(jī)連接器-連接到28BYJ-48步進(jìn)電機(jī)

?電源指示燈-指示模塊是否上電

?步進(jìn)LED -顯示步進(jìn)脈沖被發(fā)送到電機(jī)

28BYJ-48步進(jìn)電機(jī)與Arduino Uno接口

Arduino示例代碼

在下面的代碼中，我們將在順時(shí)針和逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)。

本文編譯自hackster.io