DRV8825 - Schrittmotortreiber 45 V / 2,2 A - Pololu 2133

Produktbeschreibung: Pololu DRV8825 - 45 V / 2,2 A Schrittmotortreiber

Das Modul basiert auf dem Treiber DRV8825 von Texas Instruments und ermöglicht die Ansteuerung eines Schrittmotors mit einer maximalen Stromaufnahme von 1,5 A pro Spule ( mit Kühlung bis zu 2,2 A). Es wird mit einer Spannung von 8,2 V bis 45 V versorgt. Vor der Verwendung empfehlen wir Ihnen, die Dokumentation des Treibers DRV8825 zu lesen.

Unser Angebot umfasst auch die Version DRV8824 für Motoren mit geringerer Leistung. DRV8824 ermöglicht eine Stromaufnahme von bis zu 0,75 A pro Spule (bis zu 1,2 A mit zusätzlicher Kühlung).

Pololu DRV8825 - Schrittmotortreiber 45 V / 2,2 A.

Anschließen des DRV8825-Treibers.

Die Hauptmerkmale des DRV8825-Treibers

• Das Modul zeichnet sich durch eine einfache Schritt- und Richtungssteuerungsschnittstelle aus
• Kann in sechs Modi arbeiten: Vollschritt, Halbschritt, 1/4-Schritt, 1/8-Schritt, 1/16-Schritt und 1/32-Schritt
• Ermöglicht die Steuerung des maximalen Motorstroms mit einem Potentiometer, das die Verwendung von höheren Versorgungsspannungen als den Nennwerten für Motoren ermöglicht, wodurch eine schnellere Schrittgeschwindigkeit erreicht wird
• Die Motoren können mit einer Spannung von 8,2 V bis 45 V betrieben werden
• Stromaufnahme bis 2,2 A (1,5 A ohne externe Kühlung)
• Dank des integrierten Spannungsreglers muss der Anwender den Logikteil nicht zusätzlich mit Strom versorgen.
• DRV8824 funktioniert mit Systemen mit einer logischen Spannung von 3,3 V und 5 V.
• Es hat einen Schutz gegen zu hohen Strom, Temperatur und Kurzschluss und ein System, das den Start blockiert, wenn die Versorgungsspannung zu niedrig ist
• Um die wärmeableitende Oberfläche zu vergrößern, wurde die Platte in einer Vierschichttechnik mit einer dickeren Kupferabdeckung hergestellt
• Von unten offenes Massefeld zum Anlöten von Kühlkörpern
• Das Modul ist hinsichtlich Abmessungen und Leistung kompatibel mit dem System auf Basis des A4988- Controllers

Anschließen des DRV8825-Treibers

Um einen bipolaren Schrittmotor zu steuern, schließen Sie das System wie in der folgenden Abbildung gezeigt an. Der Treiber ermöglicht es Ihnen auch, mit einigen unipolaren Motoren zu arbeiten, Details finden Sie im Handbuch .

Steuerung des Pololu-Treibers

Ein an den STEP-Pin gegebener Impuls bewirkt einen Schritt des Motors in die gewählte Richtung, indem der DIR-Pin den entsprechenden logischen Zustand (hoch oder niedrig) erhält. Die STEP- und DIR-Pins werden intern nicht hochgezogen. Soll der Motor nur in eine Richtung drehen, kann der DIR-Pin fest mit VCC oder GND verbunden werden.

Das System verfügt über drei weitere Eingänge zur Steuerung des Stromverbrauchs: RESET SLP und EN, deren Beschreibung in der Dokumentation zu finden ist. Beachten Sie, dass diese Pins mit nichts verbunden sind. Wenn sie nicht verwendet werden, sollten sie extern auf die Versorgungsspannung gezogen werden (Zustand High - logische Eins im Bereich von 2,2 V bis 5,5 V).

Der DRV8825-Treiber hat auch einen als FAULT gekennzeichneten Ausgang. Der niedrige Status (logische Null) signalisiert das Auftreten von Unregelmäßigkeiten im Systembetrieb, z.B. die Aktivierung einer der Schutzfunktionen. Auf der Platine wurde der Pin mit dem SLEEP-Pin verbunden, so dass ein Hochziehen des SLEEP-Pins auch FAULT zu VCC (Pull-up) hochziehen wird. Dank der Verwendung eines seriellen Schutzwiderstands kann die FAULT-Leitung auch mit der VCC-Spannung verbunden werden, wodurch das Modul Pin-kompatibel zur A4988 -Version ist.

Strombegrenzung

Um die hohe Schaltgeschwindigkeit der Stufen beizubehalten, kann eine höhere als die nominale Motorversorgungsspannung verwendet werden. Es ist lediglich erforderlich, den durch die Spulen fließenden Maximalstrom auf den Katalogwert des Motors zu begrenzen.

Das Modul ermöglicht eine aktive Strombegrenzung mit einem Potentiometer. Eine Möglichkeit, eine Begrenzung einzuführen, besteht darin, den Controller in den Vollschrittmodus zu versetzen und den durch eine Spule fließenden Strom zu messen, ohne ein Signal an den STEP-Eingang anzulegen. Der gemessene Strom beträgt 70 % des eingestellten Grenzwerts (beide Spulen sind immer eingeschaltet und im Vollschrittmodus auf 70 % begrenzt).

Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Spannung am REF-Pin (mit einem Kreis auf der Platine markiert) zu messen und die Stromgrenze zu berechnen (Messwiderstände haben einen Wert von 0,1 Ω). Die Stromgrenze kann aus der Formel berechnet werden:

Strombegrenzung = VREF × 2

Wenn der Motor beispielsweise maximal 1 A ziehen kann, sollte die Referenzspannung am VREF-Pin 0,5 V betragen.

Stromversorgung für den Schrittmotortreiber

Das System kann mit einer Spannung im Bereich von 8,2 V bis 45 V versorgt werden, die zwischen den Pins VMOT (+) und GND (-) angeschlossen ist. Die Spannung sollte durch einen externen Kondensator gefiltert werden, der sich so nah wie möglich an der Treiberplatine befindet. Seine Kapazität hängt von der maximalen Stromaufnahme des Motors ab.

Wärmeableitung

Die Platine ist so ausgelegt, dass sie bei einer Dauerstromaufnahme von ca. 1,5A pro Spule Wärme abführen kann. Ist der Strom viel höher, sollte ein externer Kühlkörper verwendet werden, der mit Wärmeleitkleber befestigt werden kann.

Hauptunterschiede zur A4888-Version

Das DRV8825-Modul wurde so konzipiert, dass es mit der Version auf Basis des A4988-Chips kompatibel ist. Die Platinen haben die gleiche Form, Größe und Anschlussbelegung. Es gibt jedoch einige Unterschiede zwischen ihnen:

• Der als Versorgungsspannung verwendete Pin des Logikteils A4988 wurde durch den FAULT-Pin ersetzt, da der DRV8825 keine zusätzliche Stromversorgung benötigt. FAULT wurde über einen Schutzwiderstand angeschlossen, Daher kann es erfolgreich in einem System verwendet werden, das für das A4988-Modul ausgelegt ist, wobei dieser Pin die Versorgungsspannung des Logikteils (2,2 V bis 5,5 V) erhält.
• Im DRV8825-Modul wird der SLEEP-Pin standardmäßig nicht hochgezogen, er wurde über einen 10k-Widerstand mit dem FAULT-Pin verbunden. In Systemen, die für den A4988-Chip ausgelegt sind, zieht der 10k-Widerstand durch die Versorgungsspannung des mit FAULT verbundenen Logikteils SLEEP auf die Versorgungsspannung und setzt den High-Zustand.
• Das Potentiometer, das den maximalen Strom für Motoren begrenzt, befindet sich an anderer Stelle
• Mit DRV8825 können Sie im 1/32-Schrittmodus arbeiten, während es in A4988 bis zu 1/16-Schritten funktionierte
• DRV8825 hat einen größeren Versorgungsspannungsbereich bis 45 V (A4988 bis 35 V), wodurch er auch weniger anfällig für kurze elektrische Impulse mit hoher Amplitude (sogenannte Pins) ist
• Leads haben unterschiedliche Namen, führen aber die gleichen Funktionen aus

Auflösung des Pololu DRV8825-Treibers

Ein Mikroschritttreiber wie der DRV8825 ermöglicht dem Motor, mit einer hohen Auflösung von bis zu 1/32 Schritt zu arbeiten. Die Schrittweite wird mit den Eingängen MODE1, MODE1 und MODE2 ausgewählt – die verfügbaren Modi sind in der folgenden Tabelle aufgeführt. Standardmäßig werden alle drei Pins über einen 100-kΩ-Pulldown-Widerstand auf Masse gezogen. Wenn Sie sie nicht verbunden lassen, wählen Sie den Vollschrittmodus. Wenn Sie beispielsweise einen Motor mit einer Auflösung von 200 Schritten pro Umdrehung verwenden, bedeutet die Auswahl des ¼-Schrittmodus, dass Sie mit einer Auflösung von 800 Positionen pro Umdrehung arbeiten.

Diagramm eines Schrittmotortreibers

Das System enthält die notwendigen passiven Komponenten für den korrekten Betrieb des Controllers . Das Anschlussschema ist in den folgenden Abbildungen dargestellt.

Spezifikation des Treibers von Pololu DRV8825-Motoren

• Versorgungsspannung: 8,2 V - 45 V
• Dauerstrom durch die Spule: 1,5 A
• Maximaler Momentanstrom pro Spule: 2,2 A
• Versorgungsspannung des Logikteils: 2,5 V - 5,25 V
• Auflösung: 1, 1/2, 1/4, 1/8, 1/16 und 1/32 Schritte

Diagramm eines Schrittmotortreibers.