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驱动器。步进电机。

Samovar 7.00: 电机方向和平滑加速在配置器的“步进电机”(«Шаговый двигатель»)选项卡上设置。
 
 
 
本项目使用 A4988 或 DRV8825 步进电机驱动器(下文中步进电机简称电机)  。
选哪种驱动器?读一读本文,对这个问题有个概念;两种驱动器的主要区别列在文末。
 
驱动器最好和 ESP32 一样装在排针座上。
设置驱动器之前,ESP32 必须已装在电路板上  ,并已上传 Samovar 草图。
不要接电源和电机。
 拿起驱动器,对照驱动器板和印刷电路板上的引脚标记,把它插进排针座。
用万用表的通断档检查。GND 引脚必须接地,VMOT 必须接到 VIN 电源接口的 +12 伏,VDD 必须接到 ESP32 第一个引脚的 +3.3。
给 VIN 接口接上 12 伏电源。可以再检查一遍各电压是否到位。
 
印刷电路板上有供驱动器使用的开关:
- H1 - 三个引脚全部接通
- SW1 - 如果有拨码开关,全部拨到 OFF 位置。如果没有开关——先不要装跳线 帽。
 
现在需要设置驱动器。
不要接电机。
驱动器是个娇气的东西,甚至有人建议断电后再调节。
也就是说:把微调电阻转一点,通电,测电压,断电——再转。如此反复,直到调到需要的值。
还有一种更快的方法。
准备一把带绝缘柄的螺丝刀。把万用表的一支表笔  接到印刷电路板上任意接地点(GND),另一支表笔要么小心地碰着微调电阻、同时用螺丝刀转动滑片,要么在表笔上套一个"鳄鱼夹",夹在螺丝刀头上,隔着夹子转动螺丝刀。
 
调节步骤见以下链接。
 
 
连接步进电机。
 
本项目使用双极 NEMA17 步进电机。先检查电机是否符合本项目要求。
双极电机有两组独立的绕组。不同厂家电机的引脚排列可能不同。
 
 
把套件附带的带线插头接到电机上,任取一根线,用万用表通断档  找出与它配对的线。这就是一组绕组。把这两根线做上标记。再检查第二对。蜂鸣器响,就没问题。
现在从一对中任取一根线,再从第二对中任取一根,测一下。它们之间不应该响。如果响了,说明这不是双极电机。
 
现在把电机接到印刷电路板上的接口。  按照上图,1A-1B 是一组绕组,2A-2B 是另一组。 "A" 是绕组的始端,"B" 是末端。当然可以严格按标记连接,但没有必要。
关键是把一组绕组接到驱动器的  1A-1B 引脚,另一组接到 2A-2B。哪组接哪边无所谓,绕组的始端  和末端也无所谓。
接好了。通电。电机不转。打开网页界面,发出取酒命令。
电机轴应该开始转动。

电机嗡嗡响却不转;电机转动时一顿一顿
 
记住:选择电机工作模式时,Samovar 印刷电路板必须完全断电。)
 

 如果电机轴转向不对,在接到电路板的地方把任意一组绕组的两根线对调。
 
注意。
文件
Samovar_ini.h 中有一行可以用软件改变转向:
  //#define STEPPER_REVERSE     //change the stepper motor rotation direction
在配置器中,这是“步进电机”(«Шаговый двигатель»)选项卡上的“步进电机反向”(«Обратное направление шагового двигателя»)复选框;同一选项卡上还有“步进电机平滑加速”(«Плавный разгон шагового двигателя»)(USE_STEPPER_ACCELERATION)。不过一次性对调接线,比每次更新时都留意这个参数更方便。
 
通过取酒程序让电机以不同速度运行。把取酒速度设为 70-150 ml/h。一只手握住电机外壳,另一只手试着让轴停下;如果轴很容易被停住,就回到驱动器设置,把电压稍微调高一点,真的只要 0.02-0.04 伏。
再检查一下轴是否容易被停住。
把套件附带的散热片粘到驱动器芯片上。
 
现在可以装泵头了。先用中性硅脂润滑滚轮和软管。  以后需要定期润滑(每 5-7 次蒸馏一次),这样能延长滚轮和软管的寿命,电机也更轻松。
带着泵运行一下,看看有没有停顿、电机听起来是否过载、电机和驱动器芯片散热片有多烫……
 
如有需要,现在可以进行精细调整。
 
一点理论。
与传统的直流和交流电机不同,步进电机以离散的步或增量运动,因此得名“步进”。
步进电机的每一步对应一个精确的转角。步进电机的步距角通常为 1.8° 或 0.9°,分别对应一整圈分为 200 步或 400 步。

标准 NEMA17 电机每步转角为 1.8°(每整圈 200 步)
电机可以工作在几种模式下——整步和微步。
整步模式是指电机每 1 步使轴转动 1.8°
整步模式下电机的扭矩在所有模式中最大。
 
微步  是把标准步分成若干个微步。标准步可以分为 2、4、8、16 和 32 份
步距细分可以用 SW1 开关设置
 
MS1, MS2, MS3——微步分辨率选择引脚。用它们可以选择五种模式之一:
 
对于 A4988 驱动器
MS1
MS2
MS2
步距
off
off
off
整步
on
off
off
1/2
off
on
off
1/4
on
on
off
1/8
on
on
on
1/16
 
对于 DRV8825 驱动器
MS1
MS2
MS2
步距
off
off
off
整步
on
off
off
1/2
off
on
off
1/4
on
on
off
1/8
off
off
on
1/16
on
on
on
1/32
说明。
假设选择了 1/4 模式。那么每 1 个微步电机轴转动 1.8°/4 = 0.45°,相当于轴每转 1 整圈需要 200*4 = 800(或者换个算法,360°/0.45° = 800)  个微步。
 
微步模式下电机扭矩降低,但平稳性和精度提高(这对本项目并不特别重要)
步进电机在整步模式下振动和噪音较大。
微步能显著降低振动和噪音,使电机运转更平稳、更安静。
 
 总之,观察并倾听您的电机如何工作。可以试试不同模式并加以比较。

注意。
选择电机工作模式时,Samovar 印刷电路板必须完全断电。
 
确定电机工作模式、把拨码开关拨到相应位置(或最终焊好跳线)之后,需要校准泵。  每次改变电机工作模式后都必须重新校准。
取酒精度还受泵润滑是否规律的影响。润滑越少,实际取酒速度越低。
 
DRV8825 与 A4988 电机驱动器的区别
(简单说,不涉及具体细节)
 
 

参考资料。