Введение. Разработка контроллера для работы шагового двигателя в микрошаговом режиме

Разработка контроллера для работы шагового двигателя в микрошаговом режиме

Курсовая работа по направлению

«Радиофизика»

Выполнил: Студент 3-го курса

Удилов Евгений

Группа: 39РФ132

Проверил: доцент кафедры радиофизики, к.ф.-м.н.

Флягин В.М.

Подпись: _______________

Тюмень, 2016

Оглавление

Введение. 3

1 Шаговый двигатель. 4

1.1 Особенности шагового двигателя. 4

1.2 Недостатки шагового двигателя. 5

1.3 Способы управления фазами шагового двигателя. 6

1.4 Микрошаг. 8

1.5 Применение микрошагового режима. 8

1.6 Выбор оптимального режима деления микрошага. 9

2 Практическая часть. 10

2.1 Подключение Цифро-Аналогового преобразователя к микро контроллеру. 11

2.2 Силовой части схемы. 12

2.3 Реализация контроллера. 13

2.4 Тестирование. 14

Заключение. 14

Список литературы.. 15

Введение

Шаговые двигатели применяются в различных устройствах, где необходимое точное позиционирование. Они встречаются в дисководах, сканерах, принтерах, факсах, а также в разнообразном промышленном и специальном оборудовании. В отличие от обычных коллекторных двигателей, схема управления шагового двигателя гораздо более сложная: необходимо обеспечить 4 плавно изменяющихся во времени напряжения со сдвигом фаз 90^о. Упрощенная схема управления использует в качестве питающего напряжения по каждому каналу прямоугольные импульсы. Большинство шаговых двигателей управляется цифровой электроникой через согласующие схемы (например, Н-мосты), и применение прямоугольных импульсов значительно упрощает схему устройства. Но в то же время такой вид управления влечет за собой повышенную нагрузку на механические узлы двигателя за счет ударов, возникающих из-за резкого переключения напряжения на обмотках. С повышением частоты управляющих импульсов вращение вала двигателя ускоряется, из-за чего повышается шум, а значительные вибрации приводят к возникновению резонансных явлений в механике устройства, построенного на шаговом двигателе.

Одним из способов снижения шума и повышения качества работы шагового двигателя является применение микрошага. В идеале вместо прямоугольных импульсов на контакты шагового двигателя должно подаваться напряжение, осциллограмма которого представляет собой положительный полупериод синусоиды, т.е. аналоговый сигнал. Микрошаг разбивает синусоиду на ступеньки, приближая управляющий сигнал к синусоидальной форме, что влечет за собой повышение качества работы шагового двигателя. При использовании микроконтроллера для управления направлением и скоростью вращения шагового двигателя обычно применяются узлы согласования – контроллеры шаговых двигателей, которые берут на себя заботу о формировании управляющих сигналов для получения микрошагового режима работы двигателя.

Представленная работа посвящена разработке цепи преобразования цифровых сигналов с выводов микроконтроллера в аналоговый для управления шаговым двигателем.