Stepper Motor Driver

Драйвер для шагового двигателя.

stepper motor driver

Описание

Блок Stepper Motor Driver представляет собой драйвер для шагового двигателя. Он создает последовательности импульсов, и , необходимые для управления шаговым двигателем. Этот блок инициирует шаг каждый раз, когда напряжение на порту ENA поднимается выше значения параметра Enable threshold voltage.

Если напряжение на порту REV меньше или равно значению параметра Reverse threshold voltage, импульс опережает импульс на 90°. Если напряжение на порту REV больше значения параметра Reverse threshold voltage, импульс опережает импульс на 90°, и направление вращения двигателя меняется на противоположное.

В нулевой момент времени импульс положительный, а импульс отрицательный.

Если для параметра Stepping mode установлено значение Half stepping, то блок драйвера шагового двигателя может создавать выходные сигналы, необходимые для полушагового режима. В этом режиме между полными шагами существует промежуточное состояние, в котором подается питание только на одну из полуобмоток или . В результате размер шага составляет половину от полного шага шагового двигателя. При половинном шаге обмотки, на которые не подается питание, короткозамкнуты. Это примерно соответствует действию диода обратной цепи, подключенного к обмоткам.

Микрошаг

Чтобы продвигать ротор на долю шага вместо полного или половинного шага, установите для параметра Stepping mode значение Microstepping. Этот режим включает микрошаг, управляемый кольцевым током, и увеличивает разрешение в положении ротора. Чтобы выбрать дробное разрешение шага, укажите значение параметра Number of microsteps per step.

Блок инициирует микрошаг каждый раз, когда напряжение на порту ENA поднимается выше значения параметра Enable threshold voltage.

В режиме микрошага ток в каждой обмотке двигателя следует дискретизированной синусоидальной форме волны. Амплитуда тока равна значению параметра Maximum continuous current per phase.

Чтобы увеличить или уменьшить ток в каждом микрошаге, драйвер подает положительное или отрицательное избыточное напряжение до тех пор, пока ток не сравняется с заданным значением.

Если для параметра Power supply установлено значение Internal, то приложенное повышенное напряжение будет равно значению параметра Supply voltage. Если для параметра Power supply установлено значение External, то приложенное повышенное напряжение будет равно напряжению между портами VM и GND.

Усредненный режим

Если для параметра Simulation mode установлено значение Averaged, как для блока драйвера шагового двигателя, так и для подключенного к нему блока Stepper Motor, то отдельные шаги не будут моделироваться. Это позволяет ускорить моделирование. В режиме Averaged предполагается, что внешний контроллер задает частоту шагов. Эта потребность в частоте шага определяется по напряжению, подаваемому между портами ENA и REF на блоке драйвера шагового двигателя, путем умножения этого напряжения на значение параметра Step rate sensitivity. Направление вращения задается портом REF таким же образом, как и в режиме Stepping.

Режим Averaged должен передавать блоку шагового двигателя запрос о частоте шага, а также информацию об амплитуде выходного напряжения. Для этого к портам A+ и A- подается эквивалентное напряжение. Аналогичным образом информация об амплитуде выходного напряжения передается путем подачи установившегося напряжения на порты B+ и B- со значением, равным параметру Output voltage amplitude.

Допущения и ограничения

Чтобы использовать режим Averaged, блок драйвера шагового двигателя должен быть напрямую подключен к блоку шагового двигателя, который также работает в режиме Averaged.
При переходе из режима Stepping в режим Averaged и обратно, необходимо изменить блоки, которые обеспечивают входное напряжение для блока драйвера шагового двигателя. Один из способов добиться этого — использование подсистем.

Порты