一、什么是步進(jìn)電機(jī)控制器？

步進(jìn)電機(jī)控制器是一種專門用于控制步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行的裝置。步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元件，其運(yùn)行需要由步進(jìn)電機(jī)控制器產(chǎn)生的脈沖信號(hào)來(lái)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。這些脈沖信號(hào)不僅決定了步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，還決定了其轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和位置。

步進(jìn)電機(jī)控制器通常具備以下功能：

脈沖生成：步進(jìn)電機(jī)控制器能夠生成一系列的電脈沖信號(hào)，這些信號(hào)被用來(lái)驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。脈沖的頻率決定了電機(jī)的轉(zhuǎn)速，而脈沖的數(shù)量則決定了電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的角度。

方向控制：通過(guò)改變脈沖信號(hào)的順序或極性，步進(jìn)電機(jī)控制器可以控制電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向。

細(xì)分控制：為了提高步進(jìn)電機(jī)的精度和減小步距角，步進(jìn)電機(jī)控制器通常支持細(xì)分控制。這意味著每個(gè)脈沖可以使電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)更小的角度，從而實(shí)現(xiàn)更精細(xì)的位置控制。

加減速控制：為了避免步進(jìn)電機(jī)在啟動(dòng)和停止時(shí)產(chǎn)生過(guò)大的沖擊和振動(dòng)，步進(jìn)電機(jī)控制器通常具備加減速控制功能。它可以根據(jù)需要調(diào)整脈沖信號(hào)的頻率，使電機(jī)在啟動(dòng)和停止時(shí)能夠平穩(wěn)地過(guò)渡。

保護(hù)功能：步進(jìn)電機(jī)控制器還具備一些保護(hù)功能，如過(guò)流保護(hù)、過(guò)熱保護(hù)等，以確保電機(jī)在異常情況下能夠安全地停止運(yùn)行。

步進(jìn)電機(jī)控制器廣泛應(yīng)用于各種需要精確控制位置和速度的領(lǐng)域，如自動(dòng)化設(shè)備、機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床、醫(yī)療設(shè)備、包裝機(jī)械等。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，步進(jìn)電機(jī)控制器的性能也在不斷提高，功能越來(lái)越豐富，控制精度也越來(lái)越高。

二、步進(jìn)電機(jī)控制器電路圖

1、 簡(jiǎn)單的步進(jìn)電機(jī)控制器電路圖

這是僅使用基本部件的簡(jiǎn)單步進(jìn)電機(jī)控制器的電路圖。驅(qū)動(dòng)電路使用四個(gè)晶體管（SL100）驅(qū)動(dòng)電機(jī)繞組，兩個(gè)非門和一個(gè)異或門解碼兩位控制邏輯來(lái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的四個(gè)繞組。二極管D1至D4保護(hù)相應(yīng)的晶體管免受電機(jī)繞組切換期間產(chǎn)生的瞬變的影響。 d0 和 d1 是確定旋轉(zhuǎn)方向和速度的控制邏輯。

該電路的控制邏輯可以從由555非穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器提供時(shí)鐘的2位向上/向下計(jì)數(shù)器獲得。計(jì)數(shù)方向決定旋轉(zhuǎn)方向，非穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器的頻率決定旋轉(zhuǎn)速度。

如上圖所示，IC1a IC1b 屬于同一個(gè) IC 7404。 IC1和IC2的引腳14和引腳7必須分別連接至+5V和地，盡管電路圖中未示出。5V可以從基于7805的電源電路獲得。

Vcc是步進(jìn)電機(jī)所需的電壓。它因電機(jī)而異。這里我們可以使用最高24V的步進(jìn)電機(jī)。為了獲得更高的工作電壓和功率，必須將 SL100 晶體管替換為更高功率的晶體管，例如 2N3055。

2、基于555定時(shí)器的步進(jìn)電機(jī)控制器電路圖

簡(jiǎn)單的555定時(shí)器步進(jìn)電機(jī)控制器電路采用少量易于使用的組件進(jìn)行設(shè)計(jì)。該電路使步進(jìn)電機(jī)連續(xù)驅(qū)動(dòng)，沒有任何中斷或步進(jìn)停止。通過(guò)使用該電路，我們可以驅(qū)動(dòng)具有不同額定電壓的單極步進(jìn)電機(jī)。請(qǐng)記住，該電路僅使用 9V 電源，并且能夠驅(qū)動(dòng) 12V 以下的步進(jìn)電機(jī)。如果要驅(qū)動(dòng)高于 12V 的步進(jìn)電機(jī)，請(qǐng)為步進(jìn)電機(jī)和功率開關(guān)晶體管添加外部電源。

該電路有兩部分，一部分用于產(chǎn)生方波脈沖振蕩，另一部分用于向步進(jìn)電機(jī)提供步進(jìn)脈沖。

步進(jìn)電機(jī)

我們知道步進(jìn)電機(jī)也稱為步進(jìn)電機(jī)，大多數(shù)是無(wú)刷直流電機(jī)，將其整個(gè)旋轉(zhuǎn)分成多個(gè)相等的步數(shù)，該電機(jī)可用于不同的應(yīng)用，如3D打印機(jī)、數(shù)控機(jī)床、自動(dòng)門等..,

這種步進(jìn)電機(jī)根據(jù)定子繞組基本上分為兩類，

雙極步進(jìn)電機(jī)

雙極步進(jìn)電機(jī)每相只有一個(gè)繞組，只有4根引線連接兩組內(nèi)部電磁鐵線圈，可以通過(guò)改變通過(guò)電機(jī)線圈的電流方向來(lái)實(shí)現(xiàn)正向和反向步進(jìn)，這可能比單極更復(fù)雜，但H-電橋和步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路使其變得非常簡(jiǎn)單。

單極步進(jìn)電機(jī)

單極配有 5、6 和 8 根引線，并通過(guò)每相輸入的中心抽頭運(yùn)行一個(gè)繞組。此圖顯示了不同類型的單極步進(jìn)電機(jī)及其引線配置，請(qǐng)參閱步進(jìn)電機(jī)的數(shù)據(jù)表以了解更多信息。

電路原理圖

這里，定時(shí)器IC 555用作非穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器，并基于定時(shí)電阻器和定時(shí)電容器振蕩方波脈沖。

第二級(jí)是十進(jìn)制計(jì)數(shù)器IC CD4017級(jí)，該集成電路對(duì)來(lái)自定時(shí)器IC的方波脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，并通過(guò)Q0、Q1、Q2和Q3輸出引腳提供步進(jìn)脈沖輸出，每個(gè)脈沖通過(guò)開關(guān)晶體管BC547饋送到步進(jìn)電機(jī)線圈。

當(dāng)脈沖和電源施加到步進(jìn)電機(jī)時(shí)，其轉(zhuǎn)子開始旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子的速度可以通過(guò) VR1 電阻來(lái)改變。