步进电机在基于计算机和微控制器的位置控制应用中很流行，例如机器人技术，工业自动化，CNC机器，3D打印机和摄像机控制。由于其内部结构简单且连接线数量有限，因此步进电动机看上去看似简单。在网上常能看到，甚至还有很多关于如何使用老式L293D驱动器IC和Arduino控制步进电机的教程，但是对于严肃的应用，一切都取决于电机驱动器的质量和功能。

常用的步进电机驱动器类型

可拔插驱动模块

mark

如果您从事涉及步进电机的爱好项目，或者正在构建3D打印机，则可能熟悉可拔插驱动模块。它们由一个带有步进电机驱动器IC的小型PCB和排针连接器组成，可将模块插入较大的电路板。

可拔插驱动模块种类很多，可从多家半导体制造商的驱动器IC中进行选择。一些高端的则是围绕Trinamic步进驱动器IC构建的所谓SilentStepSticks，其中TMC2100和TMC2130是最受欢迎的。

这些SilentStepSticks是3D打印应用程序的理想选择，尤其是在长时间的打印作业中。使用较不高级的驱动程序时，步进电机的噪音可能很快会令人烦恼。SilentStepSticks不仅可使打印机安静运行，而且还有助于获得更好，更平滑和更一致的打印结果。

除了标准的Enable，Step和Dir信号之外，基于TMC2130和TMC5160的还具有SPI接口，该接口可用于调整和配置多个驱动器参数。现代3D打印软件比如Marlin支持这些驱动程序，甚至可以在打印过程中通过SPI接口自动调整电机驱动器，以达到最佳效果。

尽管可拔插驱动模块很小并且易于更换，但它们也有许多缺点。由于尺寸非常小，大多数驱动器IC都使用集成MOSFET，即使在顶部没有散热片的情况下，容易过热。在像CNC这样要求更高的应用中，这主要是一个问题。

此外，可拔插驱动模块不提供电动机电源和控制信号之间的电气隔离，从而使其不适用于复杂的运动控制系统。

工业步进电机驱动器

mark

工业驱动器通常用于广泛的应用，并且大多位于带有接线盒的外壳中，该接线盒用于连接电源，电动机导线和控制信号。通常，外壳也会用作内部电子设备的散热器。一些驱动器外壳甚至适合直接安装在步进电机的背面。通常使用DIP开关完成主要驱动器参数（如微步距和电动机电流）的配置。更高级的驱动程序还提供用于配置和调整电动机参数的串行端口或USB接口。

工业驱动器倾向于具有光耦合器输入，从而为控制信号（使能，步进和Dir信号）提供电隔离。一些驱动程序使用ModBus（甚至CAN总线）来控制电动机的位置，速度和方向。

概括地说，有两种驱动程序类型可用：开环和闭环。后者使用旋转编码器将电机轴位置反馈给驱动。如果电动机在某些负载条件下失步，则可以提供更高的精度和补偿。如果需要驱动多个步进电机，也可以选择多轴电机驱动器。

Trinamic TMC2160电机驱动器IC
我们的“金刚狼”数控龙门机器人（在第1部分和第2 部分中发布）基于Eding CNC的CNC310控制板。由于CNC310板需要外部步进电机驱动器，因此我们考虑使用基于Trinamic IC的驱动器。这将使CNC龙门机器人能够安静地运行，这在将机器用作SMT组件的拾取和放置机器时尤其重要。

最初，我们使用TMC2100和TMC2130 SilentStepSticks进行了一些快速测试，但这些测试无法完成任务，并且会迅速过热。取而代之的是，我们研究了全新的TMC2160，它使用外部MOSFET，并设计用于耗电较大的应用（图1）。

可以使用TMC2160转接板，但是不幸的是，仅通过SPI可以配置电动机驱动器参数，而CNC310板不支持该功能。此外，控制信号与电动机电源之间也没有电隔离。

最后，我们设计了自己的基于TMC2160的驱动器，该IC以独立模式运行，并具有用于控制信号的光耦合器输入。这允许使用DIP开关设置电动机驱动器参数。

大多数现代的步进电机驱动器（如TMC2160）都是所谓的斩波器驱动器，它们可以快速接通和断开相对较高的电压（通常是额定电动机电压的八倍，以达到最佳效果）。该技术允许控制每相的平均电流。大多数斩波驱动器在20–50kHz范围内使用斩波频率。由于斩波频率高于可听范围，因此噪声水平保持较低。在恒定的固定斩波频率下，通过改变输出脉冲的脉冲宽度来控制平均输出电流，这种技术称为脉冲宽度调制（PWM）。

除了经典的恒定停机时间斩波器外，TMC2160还具有两种复杂的SpreadCycle和StealthChop2斩波器模式，可确保无噪音运行，并具有最高效率和最佳电机转矩。

StealthChop2是基于电压斩波器的原理。它特别保证了电动机在静止和慢速运行时均保持安静，但滚珠轴承会产生噪音。与其他电压模式斩波器不同，stealthChop2不需要任何配置。在加电后的第一个动作期间，它会自动学习最佳设置，并在随后的动作中进一步优化设置。初始归位序列足以进行学习。StealthChop2通过立即对电动机速度的变化做出反应，从而实现了较高的电动机动态性能。

SpreadCycle是高级逐周期斩波器模式。它在广泛的速度和负载范围内提供平稳的运行和良好的共振阻尼。SpreadCycle斩波器方案可自动集成并调整快速衰减周期，以确保平滑的过零性能，并在低振动下实现高动态和最高峰值速度。

TMC2160的其他进步包括MicroPlyer阶跃插值，用于中频谐振的谐振阻尼，DcStep负载相关的速度控制，StallGuard高精度无传感器电动机负载检测以及CoolStep电流控制，可节省多达75％的能量。有关更多信息，请参考TMC2160产品页面和数据手册。

下面为电路图：

ADI-Trinamic中国区代理商深圳智联微更多TMC系列型号推荐＋VX王工13924655249 可技术支持可样品支持可产品调试

TMC2160电机驱动器相关推荐

dac0832控制电机驱动流程图_智能电机驱动器让你的机器人控制更简单
<硬件改变世界>系列这是一款智能电机驱动器(又称SAMI),设计用于运行微型减速电机,该电路板的目标是通过相应的RPM反馈对该电机实施PID控制.可以独立工作,通过I2C供电和通信! 主 ...
TMC5160和TMC2160的使用
一.介绍 TMC5160和TMC2160可以PIN对PIN替换,TMC5160自己带有梯形曲线加速功能,这是它与TMC2160唯一的区别.因此下面都以TMC5160来做介绍. 二.TMC5160的3种 ...
arduino步進電機_Arduino电机驱动器说明
一.概述电机驱动器分两个不同的版本: 注:以下有些是老版图片,新版布局有所调整. 示例代码下载:点击下载这是基于Arduino开发运动机器人非常完美的解决方案,这款电机驱动器足够强大,可以驱动4个 ...
DRV8833/HR8833( 2A低电压双路刷式直流或单路双极步进PWM绕组电流调节/限制电机驱动器IC)
产品名称: DRV8833/HR8833( 2A低电压双路刷式直流或单路双极步进PWM绕组电流调节/限制电机驱动器IC) 封装形式: TSSOP-16 兼容型号: DRV8833 产品功能: HR88 ...
DRV8812RHDR 集成电机驱动器 8.2-45V 28QFN
DRV8812 双桥电机控制器IC为打印机.扫描仪和其他自动化设备应用提供集成电机驱动器解决方案. 该器件具有两个 H桥驱动器,可以驱动一个双极步进电机或两个直流电机. 每个输出驱动器块由配置为全桥的 ...
使用python，通过串口ROS直接控制电机驱动器(1)
最近在一个公司实习,公司需要我用ROS搭建一个机器车地盘,因此我开始学习关于ROS方面的东西.通常传统的方法大家搭建机器车地盘的时候会想到用一个stm32开发板作为中间层次,对上层上位机通过ros-s ...
选择用于三相电机驱动器的基于分流器的电流感应放大器-TI工业机器人设计工程师指南摘抄
原文在https://www.ti.com.cn/cn/lit/pdf/zhcy117中的2.2.11 选择三相电机驱动器中使用的基于分流器的电流感应放大器选择用于三相电机驱动器的基于分流器的电流感 ...
DRV11873PWPR三相无传感器电机驱动器
DRV11873 是一款具有集成功率 MOSFET 的三相无传感器电机驱动器,连续驱动电流达 1.5A,峰值驱动电流高达 2A.DRV11873 专为风扇电机驱动应用设计, 噪声低且所需的外部组件 ...
直流无刷电机调试排坑指南（铭朗电机驱动器，CAN调试，RS-232调试）
直流无刷电机调试排坑指南(铭朗电机驱动器) 前言调试设备调试思路调试过程连接CAN分析仪上位机安装.驱动安装创芯科技CAN分析仪对应的上位机与驱动周立功CAN分析仪对应的上位机与驱动 ...

TMC2160电机驱动器

常用的步进电机驱动器类型

可拔插驱动模块

工业步进电机驱动器

TMC2160电机驱动器相关推荐

最新文章

热门文章