Sma7029m схема управления шаговым двигателем

Сигналы управления драйвера ШД: PUL/DIR, STEP/DIR, CW/CCW. Управление шаговыми драйверами DM860H, DM556, TB6600. с Arduino.

Шаговый двигатель это бесколлекторный двигатель, ротор которого вращается не плавно, а шагами (дискретно). Один оборот ротора (360°) состоит из определённого количества шагов. Количество полных шагов в одном обороте указывается в технической документации двигателя.

Например, ротор шагового двигателя 17HS1352-P4130, за один полный шаг, поворачивается на 1,8°. Значит для поворота ротора на 360° двигатель должен совершить 200 полных шагов.

Для совершения одного полного шага на обмотки двигателя поступает серия сигналов от драйвера (как в полношаговом «1», так и в микрошаговых режимах «2», «4», «8», «16»).

С принципом работы шаговых двигателей можно ознакомиться в разделе Wiki — ШД.

Типы шаговых двигателей

Существуют три основных типа шаговых двигателей: переменной индуктивности, двигатели с постоянными магнитами, и гибридные двигатели.

Двигатели переменной индуктивности используют только генерируемое магнитное поле на центральном валу, заставляющее вращаться и находиться на одной линии с напряжением электромагнитов.

Двигатели с постоянными магнитами похожи на них, за исключением того, что центральный вал поляризован у северного и южного магнитных полюсов, которые будут соответствующим образом поворачивать его в зависимости от того, какие электромагниты включены.

Гибридный мотор — это сочетание двух предыдущих. У его намагниченного центрального вала имеется два набора зубов для двух магнитных полюсов, которые затем выстраиваются в линию с зубами вдоль электромагнитов. В связи с двойным набором зубов на центральном валу, гибридный двигатель имеет наименьший доступный размер шага и поэтому является одним из наиболее популярных типов шаговых двигателей.

Принцип работы биполярного шагового электродвигателя

На следующем рисунке показана схема работы биполярного шагового электродвигателя. О другом типе шаговых электродвигателей — униполярных – можно прочитать в соответствующих источниках. В биполярном шаговом двигателе, как правило, имеются четыре катушки. Катушки, расположенные одна против другой, соединены так, что работают синхронно.
Все катушки расположены на неподвижном статоре двигателя, а значит, нет необходимости во вращающемся коллекторе и щетках, как у двигателей постоянного тока.

Ротор шагового электродвигателя выполнен в форме намагниченных зубцов с чередующимися северным (С) и южным (Ю) полюсами (зубцов на роторе обычно гораздо больше, чем показано на представленном рисунке). Каждую катушку можно подключить так, что она будет намагничена или как северный полюс, или как южный, — в зависимости от направления тока в катушке. Катушки 1 и 3 работают совместно так, что когда катушка 1 будет южным полюсом, катушка 3 также будет южным полюсом. То же самое относится и к катушкам 2 и 4.

Начнем с варианта рисунка под буквой «а» — когда катушка 1 , а значит, и катушка 3 запитаны так, что становятся южными полюсами (Ю), вследствие того, что разноименные полюса притягиваются, а одноименные отталкиваются, ротор поворачивается против часовой стрелки до тех пор, пока ближайшие зубцы ротора с намагниченностью северного полюса (С) не поравняются с катушками 1 и 3 (как показано на «б»).
Чтобы продолжить вращение против часовой стрелки, на следующем шаге (рисунок «в») необходимо подать ток в катушки 2 и 4 так, чтобы они стали северными полюсами (С). Тогда ближайшие зубцы ротора с намагниченностью Ю подтянутся к катушкам 2 и 4 (рисунок «г»).

Каждое такое действие проворачивает ротор электродвигателя на один шаг. Для продолжения вращения против часовой стрелки в катушке 1 снова нужно создать намагниченность С (см. представленную таблицу).

Таблица 1. Последовательность действий при вращении шагового двигателя против часовой стрелки

Прочерки в графах таблицы 1 указывают на то, что катушка в этот момент не оказывает влияния на вращение ротора и должна быть обесточена. Чтобы усилить момент вращения двигателя, на эти обесточенные катушки можно подать такой ток, чтобы полярность их намагниченности совпадала с полярностью стоящего под ней зубца ротора (таблица 2).

Таблица 2. Уточненная последовательность переключения катушек при вращении шагового двигателя

Для изменения направления вращения ротора нужно всего лишь изменить порядок переключения катушек, указанный в таблице 2, на обратный.

Контроллер шагового двигателя схема

За какое-то время у меня скопилось много шаговых двигателей, но все не было времени ими заняться, а ведь шаговый двигатель вещь довольно интересная и полезная. Но у многих радиолюбителей возникают проблемы с запуском таких двигателей, вот я и решил собрать контроллер для проверки наиболее часто распространённых шаговых двигателей.

Блок управления шаговым двигателем

Шаговые двигатели достаточно распространены в устройствах, в которых необходимо добиться точного перемещения механизмов. Существует очень много типов шаговых двигателей, но самыми простыми в плане управления являются 2-х фазные униполярные двигатели. Этот тип двигателей имеет две независимые обмотки с выводами от середины (см. Рис.1). Их устанавливают в такие аппараты, как принтер, копир, дисковод и т.д.

Схема управления шаговым двигателем.

На рисунке 2 представлена схема управления шаговым двигателем.

Сперва хотел разработать схему на жесткой логике, но когда определился с функциями, которые она должна выполнять, пришло твердое решение использовать для этих целей микроконтроллер. И так, что можно определить с помощью данного блока управления.

1. Можно определить количество шагов.
2. Определить один из двух алгоритмов работы двигателя.
3. Опробовать работу двигателя в полушаговом режиме.
4. Можно опробовать работу в полношаговом режиме.
   Еще раз повторюсь, что разновидностей шаговых двигателей много и данный контроллер подойдет не для всех.

Программы управления шаговыми двигателями

Программа управления состоит из пяти подпрограмм, которые переключаются кнопкой BS3 – «Выбор программ». Номер выбранной подпрограммы отображается тремя светодиодами в двоичной системе счисления. При первом включении должен загореться светодиод HL1, индицирующий о том, что включена первая подпрограмма работы шагового двигателя в полушаговом режиме. Запуск двигателя осуществляется кнопками «Право» и «Лево». Право – двигатель должен крутиться по часовой стрелке, лево – против часовой, но направление вращения зависит еще и от того, как вы скоммутируете обмотки двигателя.

Возможно, придется экспериментировать. На скриншоте 1 (передняя панель виртуального осциллографа программы Proteus) можно наблюдать импульсную последовательность и коды полушагов работы двигателя. Некоторые из шаговиков по этому алгоритму у меня не работали.

Полношаговый алгоритм работы шагового двигателя

Подпрограмма №2 – светится второй светодиод. В этой подпрограмме двигатель будет работать по полно шаговому алгоритму, показанному на скрине 2.

Подпрограмма №3 – светятся первый и второй светодиоды. В этой подпрограмме двигатель будет работать по полношаговому алгоритму, показанному на скрине 3.

Количество шагов шагового двигателя

Подпрограмма №4 – светится третий светодиод. Данная подпрограмма обеспечивает один шаг двигателя при каждом нажатии на кнопку «Право». Кнопка «Лево» в данном случае не задействована. Короче говоря, нажимая каждый раз на кнопку, можно сосчитать количество шагов за один оборот проверяемого двигателя. Алгоритм работы двигателя в данной подпрограмме соответствует алгоритму на скрине 2.

Подпрограмма №5 – светятся первый и третий светодиоды. В этой подпрограмме творится тоже самое, только алгоритм работы двигателя в данной подпрограмме соответствует алгоритму на скрине 3.

Общий вид платы — на фото.

Файл прошивки, схему и рисунок печатной платы можно скачать по ссылке ниже.

Сморите видео

Несмотря на то, что драйвер, обеспечивающий микрошаговый режим, намного сложнее обычного драйвера, всё равно система может оказаться более простой и дешевой, чем шаговый двигатель, плюс редуктор. Конструкция в поперечном разрезе напоминает шестерню с зубцами. Полная схема, приведенная в [ 10 ] и многократно повторенная на интернет-сайтах, пригодна для использования в качестве тестовой платы. С помощью подстроечного резистора видно на правом фото можно задавать выходной ток.

Схема содержит описанный ранее двунаправленный двухфазовый формирователь на D-триггерах Рисунок

Современные микроконтроллеры иногда имеют встроенные ЦАПы, которые можно использовать для реализации микрошагового режима взамен специальных контроллеров.

Увеличение или уменьшение питающего напряжения ни к чему не приведет, так как обороты задаются частотой сети. Направление магнитного поля зависит от того, на какой именно вывод обмотки подан положительный потенциал.

Соответственно, в режиме удержания поскольку используются 8 разрядов ЦАП , максимальный ток составит 1 А. При этом используется номинальное число шагов.

Синусоидальный ток фаз может быть обеспечен применением специальных драйверов.

Это означает, что в таком режиме не может быть получен полный момент. Внутри находятся полюсные наконечники в виде ламелей.
Шаговый двигатель БЕЗ ДРАЙВЕРА!

Общие сведения о драйвере MX1508.

Основной чип модуля — это микросхема MX1508, состоящая из двух H-мостов (H-Bridge), один для выхода A, второй для выхода B, каждый канал рассчитан на 0,8 А с пиком 2,5 А. H-мост широко используется в электронике и служит для изменения вращения двигателя, схема H-моста содержит четыре транзистора (ключа) с двигателем в центре, образуя H-подобную компоновку. Принцип работы прост, при одновременном закрытии двух отдельных транзисторов, изменяется полярность напряжения, приложенного к двигателю. Это позволяет изменять направление вращения двигателя. На рисунке ниже, показана работа H-мостовой схемы.

Управлять двигателем можно низковольтным напряжением, ниже, чем напряжение на плате Arduino. Для управления скоростью используется широтно-импульсная модуляция (PWM).

Модуль MX1508 содержит разъем для подключения питания, два выхода A и B, и разъем управления, с назначением каждого можно ознакомиться ниже:

• Вывод «+» и «-» — питание модуля и двигателей, от 2 до 9,6 В;
• Выводы A1 и A2 — используются для управления направлением вращения двигателя A;
• Выводы B1 и B2 — используются для управления направлением вращения двигателя B;
• Выходы MOTOR A — разъем для двигателя A;
• Выходы MOTOR B — разъем для двигателя B;

Подключение MX1508 к Arduino (коллекторный двигатель).

Необходимые детали:

• Arduino UNO.
• Драйвер мотора на MX1508.
• Коллекторный двигатель.

Схема подключения MX1508 к Arduino, и коллекторного двигателя к MX1508.

Первым делом, необходимо подключить источник питания от 2 до 9,6 B к модулю (в примере используется 5 В. от Arduino). Далее, подключаем управляющие провода A1, A2, B1, B2 (встречается маркировка, как на L298: IN1, IN2, IN3, IN1) к цифровым выводам Arduino 10, 11, 5 и 6. Теперь, подключаем двигатели, один к клеммам MOTOR A , а другой к клеммам MOTOR B. Схема подключения приведена ниже.

Теперь подключаем Arduino к компьютеру и загружаем скетч ниже.

Описание скетча:

Скетч простой, не требует дополнительных библиотек. Первым делом, указываем, к каким выводам подключен модуль.

Управление скоростью осуществляется с помощью ШИМ, для удобства используем переменную speed, в которой указываем скорость двигателя. Значение «0» — значит остановка, а «255» равносильно напряжению питания, и двигатели крутятся на максимальной скорости.

Далее, мы указываем, что данные выводы используем как выход.

Направление вращения двигателя осуществляется с помощью выводов A1 и A2 — для первого двигателя, B1 и B2 — для второго двигателя, то есть, если подать на вывод A1 — 0B (LOW), а на A2 — 5B (HIGH), двигатель A будет вращаться вперед (так же и для двигателя B). Для вращения назад, необходимо подать на A1 — 5B (HIGH), а на A2 — 0B (LOW), двигатель A будет вращаться назад (так же и для двигателя B). На основании этого напишем небольшие функции, которые позволят вращать оба двигателя вперед, назад, в противоположном направлении, и останавливать вращение обоих двигателей.

Реализуем вывод в монитор порта информацию о направлении вращения двигателя в данный момент.

Это поможет определить, правильно ли мы всё подключили, или нет. Если двигатели будут вращаться не в том направлении, как выводится в мониторе порта, то необходимо поменять местами провода подключения двигателей, и повторить проверку. Эта информация позволит настроить минимальный код для создания радиоуправляемой машины. Вот такие машинки я делал на Arduino и ESP8266 с использованием драйвера L298:

• Собираем Arduino машинку на Motor Shield L293D и ИК пульте.
• Машинка на радиоуправлении. Arduino + nrf24l01 + пульт.
• Самодельная Wifi машинка на NodeMCU. Машина делает дрифт.

Используя драйвер MX1508, собрать данные проекты не составит труда, так как код из проектов выше совместим с драйвером MX1508.

Появились вопросы или предложения, не стесняйся, пиши в комментарии!

Не забывайте подписываться на канал Youtube и вступайте в группы в Вконтакте и Facebook.

Всем Пока-Пока.

И до встречи в следующем уроке.

Понравилась статья? Поделитесь ею с друзьями:

Ремонт телевизора AKAI LES-32A64M

AKAI LED
Model: LES-32A64M

Chassis/Version: TP.MS338E.PB803

Panel: LSC320AN09 D00

LED driver (backlight): integrated into MainBoard

PWM LED driver: LD5530, AS358

MOSFET LED driver: TO-252

Power Supply (PSU): integrated into MainBoard

PWM Power: OB2273 (PWM SOT23-6)

MOSFET Power: TK5P65W 650V5.2A TO-252

MainBoard: TP.MS338E.PB803

IC MainBoard: CPU: MSB102KT, eMMC: THGBMDG5D1LBAIL, SPI Flash: 25L4006E

Тuner: CDT-9NT372

Общие рекомендации по ремонту TV LCD LED

Возможные проявления дефектов

— AKAI LES-32A64M не включается и совсем не подаёт никаких признаков работоспособности. Не мигает индикаторами и не реагирует на кнопки управления.

В первую очередь в таких случаях следует убедиться в работоспособности общего импульсного источника питания (ИИП) — преобразователя напряжения AC/DC сетевого напряжения. Все элементы источника в данной модели телевизора расположены на основной плате MainBoard TP.MS338E.PB803. Необходимо замерить в его вторичных цепях выходные напряжения, а в случае их полного отсутствия, следует проверить исправность силовых ключей (TK5P65W 650V5.2A TO-252) и выпрямительных диодов на наличие возможного пробоя (КЗ).
При пробоях полупроводников во вторичных цепях, преобразователь обычно может аварийно работать в режиме короткого замыкания, а при КЗ в силовых элементах первичной цепи часто обрывается сетевой предохранитель.
Ключи Mos-Fet, применяемые в импульсных источниках питания, обычно выходят из строя по причине неисправности других элементов, которые могут вывести его из работы в ключевом режиме, либо спровоцировать превышение максимальных значений тока или напряжения. Это могут быть цепи, питающие ШИМ-контроллер, демпферные или частотозадающие цепи, либо элементы ООС (отрицательной обратной связи) в схеме стабилизации. ШИМ-контроллеры (PWM) OB2273 (PWM SOT23-6), при отсутствии внешних повреждений и КЗ между выводами, проверяются заменой на заведомо исправные.

— Нет изображения, звук есть, все остальные функции телевизора работают. При включении, изображение иногда может на секунду появляться.

Нередко в таких случаях отсутствует подсветка LED-панели. Обычно причина неисправности находится в обрыве светодиодов, либо в разъёмах светодиодных планок, но иногда неисправным оказывается и LED-драйвер.
Для проверки исправности в цепи светодиодов лучше использовать источник тока с максимальным напряжением 200в. Не рекомендуем пользоваться для этой цели никакими источниками напряжения. Проверить каждый LED в отдельности можно простым китайским мультиметром (питающимся от 9 вольт) в режиме проверки P-N-переходов. Если подключить красный щуп мультиметра к аноду светодиода, а чёрный к его катоду, тогда 3-вольтовый светодиод слегка засветится, а в обратную сторону можно обнаружить переход аварийного стабилитрона. Исправность PN-перехода стабилитрона косвенно свидетельствует об исправности LED-a

— Телевизор не включается, индикатор сигнализирует дежурный или рабочий режим, либо моргает.

Ремонт или диагностику материнской платы TP.MS338E.PB803 следует начать с проверки стабилизаторов и преобразователей питания, необходимых для питания микросхем и матрицы. При необходимости, следует обновить или заменить ПО (программное обеспечение). Сложный ремонт MB (SSB) возможен только в условиях сервисного центра при наличии необходимого оборудования. Проверка или замена элементов CPU: MSB102KT, eMMC: THGBMDG5D1LBAIL, SPI Flash: 25L4006E требует необходимой подготовки и профессиональных навыков ремонта модулей на компонентном уровне. Проблемы, связанные с использованием технологий пайки BGA иногда можно диагностировать методом прогрева.

Если нет приёма телевизионных каналов, но телевизор исправно работает от внешних устройств, в первую очередь необходимо проверить напряжение питания тюнера CDT-9NT372 и обновить ПО. Импульсы обмена данными по шине I2C необходимо контролировать с помощью осциллографа.

Следует помнить! Попытки самостоятельного ремонта телевизора AKAI LES-32A64M, при отсутствии необходимой квалификации и опыта, категорически не рекомендуются и чреваты негативными последствиями, вплоть до полной неремонтопригодности устройства!

Доработка после ремонта подсветки. TP.MS338E.PB803, LSC320AN09. Информация от мастера.

Чтобы уменьшить ток подсветки с 290 mA до 230 mA, можно удалить резистор 1,6 Ohm в датчике тока (сборка рядом с EB303) на плате TP.MS338E.PB803.

Скачать: Service manual and schematic diagram Chassis TP.MS338E.PB803.

Ограничение тока драйвера. TP.MS338E.PB803. Общая информация

Чтобы уменьшить ток подсветки, можно удалить один или два резистора в датчике тока (сборка из пяти резисторов рядом с электролитическим конденсатором EB303) на плате TP.MS338E.PB803. Сопротивление сборки из параллельно соединённых резисторов увеличится, а ток подсветки пропорционально уменьшится.

Дополнительно по ремонту MainBoard

Внешний вид MainBoard TP.MS338E.PB803 показан на рисунке ниже:

Основные особенности устройства AKAI LES-32A64M:

Установлена матрица (LED-панель) LSC320AN09 D00.
Для питания светодиодов подсветки используется преобразователь, совмещённый с основной платой TP.MS338E.PB803, управляется ШИМ-контроллером LD5530, AS358. В качестве силовых элементов LED-драйвера применяются ключи типа TO-252.
Модуль питания совмещён с MainBoard и выполнен по схеме обратноходового преобразователя напряжения AC/DC c использованием микросхем OB2273 (PWM SOT23-6) и силовых ключей типа TK5P65W 650V5.2A TO-252.
MainBoard — основная плата (материнская плата) представляет собой модуль TP.MS338E.PB803, с применением микросхем CPU: MSB102KT, eMMC: THGBMDG5D1LBAIL, SPI Flash: 25L4006E и других.
Тюнер CDT-9NT372 обеспечивает приём телевизионных программ и настройку на каналы.

Дополнительная техническая информация о панели:
Brand : SAMSUNG
Model : LSC320AN09
Type : a-Si TFT-LCD, CELL
Diagonal size : 31.5 inch
Resolution : 1366×768, WXGA
Display Mode : SVA, Normally Black, Transmissive
Active Area : 697.685×392.256 mm
Surface : Antiglare (Haze 2%), Hard coating (2H)
Glass Depth : 0.50+0.50 mm
Transmissivity : 6.9% (with Polarizer)
Contrast Ratio : 4000:1
Display Colors : 16.7M (8-bit), sRGB 68%
Response Time : 20 (G to G)
Frequency : 60Hz
Signal Interface : LVDS (1 ch, 8-bit), 30 pins
Voltage : 12.0V

Внимание мастерам!

Информация на этом сайте накапливается из записей ремонтников и участников форумов.
Будьте внимательны! Возможны опечатки или ошибки!