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
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检查电机与驱动器的连接是否正确 ,以及是否接上了。是接到驱动器本身,而不只是印刷电路板。
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检查驱动器的 RST 和 SLP 引脚上是否有 +3.3 伏。
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在网页界面的设置页面“泵”(«Насос»)选项卡上,点击“泵校准”(«Калибровка насоса»)。如果“步进电机速度”(«Скорость шагового двигателя»)字段为 8000(或类似数值),改为 800
(论坛帖子: ……我在调试 Samovar 时也遇到过类似情况,区别是用的 TMC2208 驱动器。最后通过选择步距细分解决了问题:泵只有在 1/8 时工作稳定,其他模式下要么嗡嗡响,要么一顿一顿地转、严重丢步(不过在另一台设备上,这个驱动器和泵在所有细分下都能工作,唯一的区别是控制信号为 5 V 而不是 3.3 V)。也许这与 STEP 脉冲的频率有关;那就试着在“步进电机校准”(«Калибровка шагового двигателя»)窗口中调整“步进电机速度”(«скорость шагового двигателя»)参数(比如设为 4000 而不是 8000),然后按 100 ml 校准。
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……
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
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MS1
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MS2
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MS2
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步距
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off
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off
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off
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整步
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on
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off
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off
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1/2
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off
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on
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off
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1/4
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on
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on
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off
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1/8
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on
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on
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on
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1/16
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对于 DRV8825 驱动器
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MS1
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MS2
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MS2
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步距
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off
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off
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off
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整步
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on
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off
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off
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on
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on
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on
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on
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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)
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DRV8825 驱动器在微步模式下支持 1/32 步。
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DRV8825 驱动器不加散热片时每相最高 1.5 A,
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A4988 驱动器比 DRV8825 驱动器便宜。
参考资料。