使用一个控制器同步驱动多个（可选择控制）步进电机的...
本帖最后由 poa9 于 2015-6-17 23:09 编辑使用一个步进电机控制器，如a4998，同步驱动多个（如8个，16个）步进电机同步旋转，并且可以使能选择某个或某几个同步旋转，本人没有想出比较好的控制电路，所以向大家请教一下。
初步想到的电路是这样的，但问题还未解决：
左边的控制器输出控制信号，驱动两相四线的步进电机。全部需要控制的电机的都并联接到这是个输出信号上。
当1号电机的使能信号L1_EN为高电平时，选择该电机接受同步控制。
分析线圈A：
当A1输出+，A2输出-时，Q1截止，Q2导通，电流顺时针流过线圈；
当A1输出-，A2输出+时，Q1导通，Q2截止，电流逆时针流过线圈。
当1号电机的使能信号L1_EN为低电平时
分析线圈A：
当A1输出+，A2输出-时，Q1截止，Q2截止；
当A1输出-，A2输出+时，Q1截止，Q2截止。
控制的时序是先选择要驱动的电机，然后再输出控制信号。暂时不考虑逻辑门电路是否有足够的能力去驱动三极管，电机的功率较小，也不考虑一个驱动芯片是否带得动多个电机的问题。
本人还未试验，所以提出以下问题，请教以下：
1、Q1、Q2能否这样使用？
2、步进电机输出信号若不细分，这样的电路似乎可行，但若要使用细分功能，A1，A2的输出可能还不能是Q导通或截止，该如何解决？
3、因为Q1，Q2的导通或截止需要受到A1,A2控制信号的控制，所以Q1和Q2的导通截止延时于A1和A2的信号输出，是否会影响电机控制？
4、继电器可以双向控制，但成本太高，需要驱动的电机很多；不知能否使用双向可控硅？ 我建议用一个大攻率的驱动器，然后所有电机并联着，用两个继电器控制一个电机的两个绕组。 djkc 发表于 2015-6-18 10:38
我建议用一个大攻率的驱动器，然后所有电机并联着，用两个继电器控制一个电机的两个绕组。 ...
是的 继电器是比较方便的选择 但需要控制的电机确实很多 大约10k以上 所以不得不考虑成本问题
另外继电器的吸合时间大约需要几十ms
本项目希望每个电机的动作频率在10Hz以上，国外类似项目可以做到30Hz 。这里的动作频率是每次转180°至360°的一个角度，然后停住，每秒转多少次，类似振镜，但精度控制要求不高。 一个驱动器控制10K个步进电机，我醉了 djkc 发表于 2015-6-18 10:50
一个驱动器控制10K个步进电机，我醉了
当然不是 会分成模块 然后组装起来
比如一个模块由64个电机 使用8个驱动控制器 分别控制8个电机
这么简单的事情 肯定是有所考虑的 完全是异想天开哈哈！步进电机一旦开始控制，其斩波频率至少是20K以上，并且控制过程中无法中断，因为电机一旦运行，里面电流就不可能为零。
不管是用继电器还是其他开关，只要一转换，驱动器马上就测出电流为零，这个时候驱动器会加大电压，当一接到另一台电机上，有很大几率将电机烧毁。
更有异想天开的，将电机并联，电机和驱动器更是死得快。因为驱动器都是电流闭环的，两个电机由于位置，电参数不完全一致，而且两个电机没有相关性，并联只会让驱动器乱动作。 zf12862177 发表于 2015-6-18 15:57
完全是异想天开哈哈！步进电机一旦开始控制，其斩波频率至少是20K以上，并且控制过程中无法中断，因为电机 ...
我以前做贴片机玩，都试过两个电机并联到一起，接一个驱动器，貌似没什么问题，但是没有试过断开某个，工作时是一直连着的。长时间工作也不见电机或者驱动器会坏那样的情况，不过多了可能情况就不一样了吧 zf12862177 发表于 2015-6-18 15:57
完全是异想天开哈哈！步进电机一旦开始控制，其斩波频率至少是20K以上，并且控制过程中无法中断，因为电机 ...
首先，步进电机的控制频率是可以很低，但不能很高的。步进电机的启动频率难道就不能是一秒一个脉冲的1Hz，甚至更低吗？相反如果启动频率太高，步进电机却会丢步。
其次，“控制中不能中断” 是什么意思？可能是刹车，只要步进电机的对应线圈输入恒定的电流，电机就能受到一个制动转矩来刹车，这就是步进电机的保持矩，一个重要参数。为了使电机平稳的加速，也可以逐步降低脉冲频率。
再次，这位大侠提到了反电动势的情况，不过当使能信号切断时，线圈附近已经设置了续流二极管，感应电流不会越过三极管流入到其他电机线圈。
再再次，“驱动器马上就测出电流为零，这个时候驱动器会加大电压”， 驱动器没有检测和反馈功能，只会按既定信号输出电压信号。
最后，“驱动器都是电流闭环的，两个电机由于位置”，驱动器的电流是开环的，没有反馈功能，驱动器的电流也是随负载而定的，多个电机并联，就相当于一个电机的绕组电阻变小了，负载变大了而已。电机的参数即使不一致，只要驱动器的驱动能力包的住全部电机的负荷，每个电机只会独立根据控制信号分别相应动作，不会扰乱其他并联电机。
谢谢你提供的分析
djkc 发表于 2015-6-18 16:09
我以前做贴片机玩，都试过两个电机并联到一起，接一个驱动器，貌似没什么问题，但是没有试过断开某个，工 ...
看过大侠以前的贴片机帖子，非常牛逼啊。
我又把我的电路图检测了一遍，发现还是有错误，
当使能信号为低时，A1为0,A2为1，Q1还是能导通，还是有电流流过线圈。无法满足控制要求。
大侠还有没有好的意见可以提出呢，欢迎
不然 我就要去搜寻继电器了...... poa9 发表于 2015-6-18 22:41
看过大侠以前的贴片机帖子，非常牛逼啊。
我又把我的电路图检测了一遍，发现还是有错误，
我觉得如果是三极管的话我情愿用MOS
打几个电路测试一下不浪费什么时间的
二极管好像不能那样接
如果电流不大，我建议还是不要并联了，分开用UL2003驱动吧 djkc 发表于 2015-6-19 14:57
我觉得如果是三极管的话我情愿用MOS
打几个电路测试一下不浪费什么时间的
支持你乱想, 说不定可以杀出条血路, 你先做个实验用一片驱动IC,驱动8台步进,不过烟花了不要怪我, 我很期待结果. 做步进驱动器看到这个估计要吐血。。。。{:lol:}{:lol:} 本帖最后由 RAMILE 于 2015-6-19 16:28 编辑
LZ的应用可以用矩阵驱动来实现，如果半步或者1/4步驱动可以满足运动需要，用CPLD+32个半桥可以驱动64个步进电机，每个都是独立控制，同步响应，性能做到30Hz问题不大
A4988做不了这个，除非你使用64个A4988 本帖最后由 RAMILE 于 2015-6-19 16:47 编辑
算错了，使用16个半桥就够了，再加16个mos管
还是32个半桥最划算，不过全用MOS管做的话64个电机驱动的bom也不到150块钱 你是不是想做足球场的广告牌 RAMILE 发表于 2015-6-19 16:30
你是不是想做足球场的广告牌
呵呵 是的 就是类似这个玩意 本来想用电磁驱动的 做了几个实验发现还是步进电机方便些
兄弟有何意见呢？ holts2 发表于 2015-6-19 15:50
支持你乱想, 说不定可以杀出条血路, 你先做个实验用一片驱动IC,驱动8台步进,不过烟花了不要怪我, 我 ...
一定上视频 秀一秀烟花
现在的微信步进电机真是做的小 直径大概只有3mm 驱动相机镜头的 本帖最后由 poa9 于 2015-6-19 23:58 编辑
djkc 发表于 2015-6-19 14:57
我觉得如果是三极管的话我情愿用MOS
打几个电路测试一下不浪费什么时间的
的确 这个思路就像是h桥中又套了一个带使能控制的h桥 确实不为上策 二极管也接错了
我再想想ULN2003的思路
十分感谢
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看了一下ULN2003的资料 它的灌电流输出低电平输出为高阻态，基本没输出电流。 所以它只能驱动五线、六线那种有公共端可以接电源正极步进电机。
我找到的电机是两相四线的 所以只好放弃这个思路 本帖最后由 RAMILE 于 2015-6-19 17:08 编辑
poa9 发表于 2015-6-19 16:42
呵呵 是的 就是类似这个玩意 本来想用电磁驱动的 做了几个实验发现还是步进电机方便些
兄弟有何意见呢？ ...
使用3态输出的简单步进电机芯片（如L293），输出做行列驱动，提高驱动电压，用CPLD做脉冲扫描分配，CPLD容量可能不够，需要外加MCU辅助或者换FPGA，实现1/4细分压力不大
总之步进电机就是给绕组加上合适的平均电流，然后转子就转到磁阻最小的位置，可以免费告诉你的就这么多了，我也不是干这行的，纯粹是等放假等的无聊 本帖最后由 zf12862177 于 2015-6-20 00:39 编辑
poa9 发表于 2015-6-18 22:31
首先，步进电机的控制频率是可以很低，但不能很高的。步进电机的启动频率难道就不能是一秒一个脉冲的1Hz ...
从你的回答来看，你完全不懂步进电机的控制。话粗理不粗，劝你不要走弯路了。1片ic，控制1个步进电机。一个ic控制多路，甚至用继电器切换最终都会失败。市面上不管是步进IC驱动芯片还是成品驱动器，没有那一款的斩波频率低于20K，注意是斩波频率！即电流环频率。至于你说的1HZ只能是位置环。
最后我再给你说一次，步进电机不是直流电机，只有有刷直流电机才可以电流不闭环，步进电机准确的名称叫做无刷交流同步凸极电机。市面上任何你能买到的驱动器，ic步进驱动器的电流都是闭环的，而且必须是闭环，才能让步进运动。 RAMILE 发表于 2015-6-19 17:07
使用3态输出的简单步进电机芯片（如L293），输出做行列驱动，提高驱动电压，用CPLD做脉冲扫描分配，CPLD ...
谢谢你提供的思路 我准备照着你的这个思路继续 CPLD 和FPGA我还不太了解 zf12862177 发表于 2015-6-20 00:34
从你的回答来看，你完全不懂步进电机的控制。话粗理不粗，劝你不要走弯路了。1片ic，控制1个步进电机。一 ...
感谢你的关注
本人确实对步进电机了解不深 只是驱动过电机转过看了了你的回复，可能在一些基本概念上我们理解的有偏差
我说的步进电机控制频率 就是步进电机线圈电流切换的频率 就是使步进电机转动一个步距角的频率
不知为何你要提出斩波频率 这个概念 有些驱动器要驱动高压侧的开关管 所以有dcdc功能，你说的是不是这个频率？有些驱动器有斩波恒流功能 你说的是不是这个频率？ 如果是 这些频率一般都不低 15KHz以上吧
本人一直以为开环是和闭环相对的 是控制理论的专业词汇 你说的闭环是指电路是闭合环路？ 难道有刷直流电机的电流回路不是闭合的吗？本人表示不理解
我已买了些继电器 稍后我会告诉你试验结果 本帖最后由 poa9 于 2015-6-24 09:20 编辑
由于需要控制的电机电压较低，只有3~5V A4988的输出电压太高，导致效率很低 所以自己搭建了H桥，用单片机和软件输出控制信号。
思路还是和以前一样，使用的是继电器+H桥，所有电机的输入信号并联在单片机的输出端，试验的时候接的的是8个电机，如果以后并联的更多，会在单片输出端和电机的受控端加驱动放大。
以下是试验的原理图，图中省去了H桥的负载，和续流二极管，电阻值是根据仿真结构试出来的。
请问续流二极管选择何种型号比较合适？
这个驱动方式，大家还有何建议呢？ 我司在开发新产品，九轴和角速度传感器有硬件，需要购买定制姿态结果的软件，只需要结果，不需要源码，请问哪位高手可以做的请联系我
主板上焊接了两组传感器， 每组分别为：
LIS35DE（三轴加速度传感器）
MPU9255（九轴传感器）
分别布局在板子的两端，见图（选用两组传感器的目的是为了计算角度更精确）；
所有传感器和一个STM32 CPU（STM32F030F4，ST的，16K的Flash空间），以及系统主CPU（ARM8127）一起，挂在同一条I2C总线上，I2C总线已经拉出板外来，要求最后的姿态信息必须由这个STM32 CPU来计算得出后，实时地送给系统主CPU（ARM8127）；
要求：
手持设备，慢速移动（类似手持粗笔写字的速度），通过STM32的姿态算法，得出本设备的实时姿态信息；
1. 实时的角度和角速度信息（必须）
2. 实时的位移方向信息（必须）
3. 实时的位移值信息（最好要求实现）
提供环境： 一套可以正常上电和供电的办卡， 开发者不需要任何的其他硬件 poa9 发表于 2015-6-19 16:42
呵呵 是的 就是类似这个玩意 本来想用电磁驱动的 做了几个实验发现还是步进电机方便些
兄弟有何意见呢？ ...
可以不用集成驱动，自己用h桥搭，分时复用，当然是可以的喽
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