Hardware-Details
Alles, was der DRV8825 benötigt, befindet sich auf der Platine: der Treiber selbst, die Messwiderstände, der Stromtrimmer und eine Betriebsanzeige. Sie müssen lediglich zwei Logiksignale, eine Motorspannung und einen Schrittmotor bereitstellen.
Wichtigste Spezifikationen
| Specification | Value |
|---|---|
| Schnittstelle | |
| Schnittstelle | Digitaler GPIO |
| Qwiic | Nein |
| Mikroschritt-Auflösungen | Voll, 1/2, 1/4, 1/8, 1/16, 1/32 |
| Leistung | |
| Versorgungsspannung des Motors | 8,2 V bis 45 V |
| Logikpegel | 3,3 V oder 5 V |
| Ausgangsstrom | 1,5 A pro Phase, 2,2 A pro Phase mit Kühlkörper |
| Schutz | Überstrom, Unterspannung, thermische Abschaltung |
| Sonstiges | |
| Treiber-IC | DRV8825 |
| Motortyp | Bipolarer Schrittmotor |
| Abmessungen | 38 × 22 mm (1,5 × 0,9 Zoll) |
Pinbelegung
| Pin-Kennzeichnung | Pin-Bezeichnung | Beschreibung |
|---|---|---|
| VIN | Versorgungsspannung des Motors | 8,2 V bis 45 V für den Motor. Nicht die Logikversorgung. Bei einigen Platinen ist dieses Pad auf der Rückseite mit „VCC“ beschriftet; es handelt sich um dasselbe Pad. |
| GND | Motormasse | Masseanschluss für die Motorspannung. |
| B2 | Ausgang 2 der Brücke B | Zweiter Anschluss einer Motorspule. |
| B1 | Ausgang 1 der Brücke B | Erster Anschluss dieser Spule. |
| A1 | Ausgang 1 der Brücke A | Erster Anschluss der anderen Spule. |
| A2 | Ausgang 2 der Brücke A | Zweiter Anschluss dieser Spule. |
| FAULT | Fehlerausgang | Open-Drain. Wechselt bei einem Fehler auf Low: Übertemperatur, Überstrom oder Unterspannungssperre. |
| GND | Signalmasse | Massebezug für die Steuersignale. Verbinden Sie diesen Anschluss mit der Masse Ihres Controllers. |
| EN | Freigabeeingang | Logisch „High“ deaktiviert die Ausgänge und den Indexer, logisch „Low“ aktiviert sie. Interner Pulldown. |
| M0 | Mikroschrittmodus 0 | Auswahl des Schrittmodus, zusammen mit M1 und M2. Interner Pulldown. |
| M1 | Mikroschrittmodus 1 | Auswahl des Schrittmodus, zusammen mit M0 und M2. Interner Pulldown. |
| M2 | Mikroschrittmodus 2 | Auswahl des Schrittmodus, zusammen mit M0 und M1. Interner Pulldown. |
| RST | Reset-Eingang | Aktiv bei Low. Initialisiert die Indexer-Logik und deaktiviert die H-Brücken-Ausgänge. Interner Pulldown. |
| SLEEP | Schlafmodus-Eingang | Logik-High aktiviert den Treiber, Logik-Low versetzt ihn in den Energiesparmodus. Interner Pulldown. |
| STEP | Schritt-Eingang | Eine steigende Flanke verschiebt den Indexer um einen Schritt. Interner Pull-Down. |
| DIR | Richtungs-Eingang | Der Pegel legt die Schritt-Richtung fest. Interner Pull-Down. |
Jeder Steuereingang zieht sich selbst auf Low
Das ist wichtiger, als es klingt. RST und SLEEP sind die beiden, auf die man achten muss: Beide müssen High sein, damit der Treiber läuft, und beide liegen standardmäßig auf Low, wenn man sie nicht angeschlossen lässt. Eine Platine, die überhaupt nichts tut, ohne Fehler und ohne Wärmeentwicklung, ist in der Regel eine, bei der einer dieser beiden Pins schwebend ist.
Für den Rest gilt dieselbe Regel, und zwar meist zu Ihrem Vorteil:
- EN schwebt auf Low, was aktiviert bedeutet; Sie können es also komplett ignorieren, wenn Sie den Motor nie freigeben müssen.
- M0, M1 und M2 schweben alle auf „Low“, was 000 entspricht, sodass sich eine nicht verdrahtete Platine im Vollschrittmodus befindet.
- DIR und STEP liegen auf Low-Pegel, sodass ein nicht angeschlossener Controller den Motor nicht in Bewegung versetzen kann.
In welche Richtung sich die Welle bei einem bestimmten DIR-Pegel dreht, hängt davon ab, wie Sie die Spulen an A1/A2 und B1/B2 verdrahtet haben. Im Datenblatt steht, dass der Pegel die Richtung bestimmt; es wird nicht angegeben, welcher Pegel für den Uhrzeigersinn steht, da dies keine Eigenschaft des Treibers ist. Wenn sich der Motor in die falsche Richtung dreht, invertieren Sie DIR in der Software oder tauschen Sie die beiden Leitungen einer Spule aus.
Mikroschritte
Bei der Mikroschrittsteuerung wird jeder volle Schritt in kleinere Inkremente unterteilt, was die Bewegung sanfter und leiser macht und die Positionierung verbessert. Stellen Sie die Auflösung mit M0, M1 und M2 ein:
| M2 | M1 | M0 | Schrittmodus |
|---|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 | Vollschritt, 2-Phasen-Ansteuerung, bei 71 % Strom |
| 0 | 0 | 1 | 1/2 Schritt, 1–2-Phasen-Ansteuerung |
| 0 | 1 | 0 | 1/4 Schritt, W1–2-Phasen-Ansteuerung |
| 0 | 1 | 1 | 8 Mikroschritte pro Schritt |
| 1 | 0 | 0 | 16 Mikroschritte pro Schritt |
| 1 | 0 | 1 | 32 Mikroschritte pro Schritt |
| 1 | 1 | 0 | 32 Mikroschritte pro Schritt |
| 1 | 1 | 1 | 32 Mikroschritte pro Schritt |
Alle drei Pins werden auf Low gezogen; wenn Sie sie also nicht verdrahten, erhalten Sie den Vollschritt.
Beachten Sie die Angabe 71 % in der ersten Zeile. Im Vollschrittbetrieb lässt der Treiber beide Phasen mit 71 % des von Ihnen eingestellten Stroms laufen, nicht mit 100 %. Wenn sich ein Motor im Vollschrittbetrieb schwächer anfühlt als im Halbschrittbetrieb, liegt das daran – und es handelt sich dabei um ein beabsichtigtes Verhalten und keinen Fehler.
Einstellen der Strombegrenzung
Führen Sie dies durch, bevor Sie einen Motor zum ersten Mal betreiben. Der mit CURRENT beschriftete Trimmer legt fest, wie viel Strom der Treiber durch die Spulen leitet, und dieser Wert muss bei oder unter dem Nennwert Ihres Motors liegen.
Das Datenblatt gibt den Chopping-Strom im Vollbereich wie folgt an:
Strombegrenzung = Vref / (5 × R_ISENSE)
Diese Platine ist für 0,2-Ω-Messwiderstände ausgelegt, daher ist 5 × R_ISENSE genau 1 und die Formel lässt sich auf eine leicht zu merkende Gleichung vereinfachen:
Strombegrenzung in Ampere = Vref in Volt
Drehen Sie den Trimmer, während Sie Vref messen, bis der gewünschte Strom angezeigt wird. Ein NEMA17-Motor mit einer Nennleistung von 350 mA pro Phase benötigt 0,35 V. Ein Motor mit einer Nennleistung von 1,5 A benötigt 1,5 V.
| Nennstrom des Motors | Einzustellender Vref-Wert |
|---|---|
| 350 mA | 0,35 V |
| 500 mA | 0,50 V |
| 1,0 A | 1,00 V |
| 1,5 A | 1,50 V |
| 2,2 A (benötigt einen Kühlkörper) | 2,20 V |
Sie können den Grenzwert höher als die Nennleistung des Motors einstellen, wenn die Anwendung ein höheres Drehmoment benötigt, solange Sie innerhalb der Spezifikation des Motors und der 1,5-A-Grenze der Platine ohne Kühlkörper bleiben.
In früheren Dokumentationen zu dieser Platine wurde die Kurzformel Vref = Strombegrenzung / 2 angegeben, die für eine 0,1-Ω-Auslegung richtig, für diese jedoch falsch ist. Wenn Sie sich daran halten, wird die Begrenzung auf die Hälfte des von Ihnen beabsichtigten Stroms eingestellt, sodass der Motor schwach läuft und unter Last möglicherweise Schritte überspringt. Verwenden Sie die obigen Angaben.
Spannungen und Logikpegel
| Anschluss | Unterstützte Spannung | Anmerkungen |
|---|---|---|
| Motorstromversorgung (VIN) | 8,2 V bis 45 V | Getrennt vom Controller. Schalten Sie auf der Platine einen Kondensator parallel dazu. |
| Steuereingänge | 3,3-V- oder 5-V-Logik | Funktioniert direkt mit 3,3-V- und 5-V-Controllern. |
Die Versorgung eines Schrittmotors über die 5-V-Schiene Ihres Mikrocontrollers scheint zwar zu funktionieren, wird jedoch nicht empfohlen: Die Stromaufnahme verursacht Spannungsabfälle und Spannungslöcher.
Unterhalb von 8,2 V löst der Treiber eine Unterspannungssperre aus und zieht den FAULT-Pin auf Low, anstatt den Motor anzusteuern; daher ist die Untergrenze eine tatsächliche Grenze und keine Empfehlung.
Abmessungen
- Abmessungen: 38 x 22 mm (1,5 x 0,9 Zoll)
- Stiftabstände der Steckleiste: 1,5 mm
- Schraubenlöcher: M3 (3,2 mm Durchmesser)
Jumper
| Jumper | Standard | Funktion |
|---|---|---|
| JP1 | Geschlossen | Verbindet die PWR-Anzeige-LED. Durchtrennen, um die LED zu trennen und den Strom zu sparen. |