word完整版EasyDriver步进电机驱动器.docx
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word完整版EasyDriver步进电机驱动器
EasyDriver步进电机驱动器
一个基于开源硬件的步进电机驱动方案
EasyDriverV1
EasyDriverV2
EasyDriverV3
EasyDriverV4。
2
EasyDriverV4.3
EasyDriverV4。
4
其中V4.2-V4。
4在电路上没有区别，改变的仅仅是PCB及丝印内容。
目前网络上售卖的为V4.4，本帖主要介绍EasyDriver的最新版本。
项目简介：
BruceShapiro找我来搞了个UBW项目（使用USB接口的驱动板），以解决他电脑上没有并行接口的问题.UBW的设计远超出我的期望。
除了达成最初的设计目标,它同样可以作为其它各种形式的固件的很好的平台。
但还是有个问题！
Bruce过去在他的鸡蛋机器人课程上使用UCN5804B步进电机驱动板，因为它很容易配合实验电路板,并且简单易用。
不幸的是,它们现在要17美元一个，还很难找到.Bruce希望我能设计制作一款同样能搭载在实验电路板上的替代品，仍然只需要两条输入线（步数和方向），能驱动两极步进电机。
于是就有了EasyDriver的设计。
快速指南：
每个EasyDriver能够为两级步进电机提供大约每相750mA（两极一共1。
5A）的驱动。
它默认设置为8步细分模式（所以如果你的电机是每圈200步，你使用EasyDriver时默认为每圈1600步），更多细分模式可以通过将MS1或MS2两个接脚接地进行设置。
这是一种基于AllegroA3967驱动芯片的细分断路器.对于此设计的完整规格，请查阅A3967的参数表。
它的最大每相电流从150mA到750mA.可以采用的最大驱动电压大概是30V,其中包括板载5V的调压器，所以只需要一个电源。
质优价廉，这玩意儿只要10美元，比你自己制作电路板更便宜（广告……）。
我并不出售EasyDriver。
这项设计和UBW一样是免费向公众发布的.任何人可以参考本页所述的设计方案并随心所欲的改动。
我会提供原理图、电路板布局，还有原材料清单和如何制作和使用这一方案的说明。
如果你决定自己生产EasyDriver并出售，我诚恳的希望您能够通过E-mail通知我，这样我可以将您的店铺链接作为一个可以提供成品出售的供应商放在这个网站上.
（广告……）
同时，一个比现在的EasyDriver更大、更强的驱动板已经设置完成了,名字叫做BigEasyDriver（BED）。
你可以在SchmalzHaus的网站阅读所有关于它的资料。
最新更新:
（11/16/2012）我使用SparkFun的步进电机和EasyDriver做了一些温度和电流的测试,结果在页面下部问与答的后面。
（10/13/2012）Xavier 使用Arduino控制EasyDrivers，并写了一篇非常棒的教程.
（07/20/2012） MyDIYCNC目前在他们部分产品中开始使用EasyDrivers了，并在他们的店铺中售卖驱动板。
（02/11/12）全新的EasyDriver和BigEasyDriver示例-使用Arduino代码及图表等等。
（02/11/12）一时兴起，我测试了一下能够让EasyDriver正常工作的最低电压.目前来看可以低至4V（使用刚生产出来的V4。
4版本），真的很酷！
值得注意的是，你需要一个线圈电阻极低的步进电机才能让它工作得很好,除非你使用全步或半步驱动。
（01/03/12）对EasyDriverv4。
4的原理图和BOM做了非常小的修改—C3改为47uF（因为SparkFun一直使用47uF电容,我已经修改了文件强调这一点.之前的电容容量为100uF）。
（08/19/11）现在我们拥有了 EasyDriverV4。
4的Eagle元件库,献给那些想把EasyDrivers集成到自己板子上的人们。
（08/03/11）在生产EasyDriverv4。
4的时候，似乎使用了两种不同类型的可调电阻。
如果你的可调电阻是近似方形的白色款（请参考页面顶部的V4。
4图片）,那么PCB上面印的最大/最小电流是反的。
之前的版本（见v4.3的图）接脚是在右侧，所以丝印的标志是正确的。
我不知道供货商为什么改变了他们的设计,他们总是这样。
无论如何请留意这个细节.请注意，板子只有一种,而且只有一种可变电阻是反向的.
（10/21/09）请注意v4.3和v4。
2（其他型号很可能也是）电流调节标志印反了.在使用的时候一定要多加小心！
这肯可能导致严重后果，比如你想将电流调小，但却输出了全部的750mA电流到你的步进电机,高温可能会烧掉你的步进电机。
这一点在最新的v4.4中将会被修正。
（12/02/09）V4。
3已经提交给SparkFun-仅仅是增加了两个安装孔.
（10/01/09）经过了一个漫长的过程（由于我的拖延和日程安排）我们终于发布了新版本的EasyDriver！
经过与SparkFun的密切合作，我很高兴的向世界发布了4。
2版本。
新版本有很多激动人心的改进,并且价格不变！
感谢Spark将这一产品向全世界推广（这里的很多图片都来自于SparkFun）。
（09/17/08）DanielThompson已经写了一个绝妙的教程（包含视频），配合Arduino使用EasyDriver来驱动步进电机!
谢谢Daniel！
注意:
很多人在电源、EasyDriver和Arduino未接地的情况下进行尝试。
这可能会失效！
所以先确认下接地吧，这样更容易成功。
（5/23/07）增加了V3方案的文档。
（4/6/07）建立最初的网页,放出了EasyDriver的V1、V2、V3的设计修订。
EasyDriver硬件版本表
版本
原理图
电路板布局
图片
接点说明
Eagle文件和清单
V1
无
无
无
无
无
V2
无
无
无
无
无
V3
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V4。
2
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V4.3
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V4.4
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无
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版本说明：
EasyDriverV1 —这是第一次尝试，我在 BatchPCB （强烈推荐）制作了两片.它工作得很好，但是板子太小发热量太大,并且没有可调的电流限制和5V输出。
EasyDriverV2 -这是第二次尝试，我在 Futurlec 制作了一些。
没有用焊接掩模或者丝网印刷。
这块板子比V1要大了一倍，散热好多了。
加上了5V的调压器，新增了可变的电流限制。
EasyDriverV3 —对V2的优化设计，板载了可变电流限制，转为0603组件。
对于V2的设计还是挺有信心的.
EasyDriverV4.2 -依然是对V3的优化设计，稍长的板子，但是增加了很多新特性。
以下是对V3的改进：
＊芯片的每一个接脚都引出了焊点，并且增加了10k上拉（或下拉）电阻。
这意味着你可以使用芯片的所有控制功能了。
例如你可以改变MS1和MS2进行全步、半步、1/4步或者1/8步驱动。
你可以让芯片进入睡眠状态（大幅降低功耗）或者重置芯片.当然，你也可以使用PFD信号了。
*V3那个小的可怕的可调电阻现在变得大一些了，：
—）而且非常赞的是，它不再无限制的连续旋转，你能够知道最大最小电流调节的终点在哪里。
*增加了5V电源指示LED，可以了解5V供电是否正常。
*在STEP和DIR接脚的旁边增加了一个GND接脚，可以使用三芯电缆连接到你的Arduino或者其他单片机.
*通过短接SJ2，可以将供电从5V切换为3。
3V.这样可以向使用3。
3V的Arduino或者其他低压单片机供给3.3V电压。
*如果你想使用自己的开关电源向EasyDriver供电，切断SJ1，同时提供3。
3V或者5V电压到JP4的pin1.
*如果你希望EasyDriver能够向一些小电路供电，你可以使用JP4的pin1向外输出5V（或3。
3V）电压.到底能提供多大功率呢？
摸摸电压调节器吧，如果烫手了，很不幸，你的小电路并不那么“小"。
至于温度还取决于你向EasyDriver的供电电压.
＊TP1接脚允许你连接一个电压表到VREF信号，当你调节电流的时候，可以测量输出到步进电机的电压,能够间接计算出流经电机的电流。
至于怎么计算,看看相关的原理吧,反正我是没计算过—我只是凭感觉调节输出给电机的电流（电机不会过热就ok）。
*元件数据表中电容的容量是100uF，但是47uF就已经足够了。
虽然越大越好—但是Allegro的数据认为47uF最好，而且SparkFun使用的就是47uF电容，工作起来一切正常。
EasyDriverV4。
3 -和V4。
2比起来几乎是一模一样，除了在用户强烈要求下增加的两个安装孔。
EasyDriverV4.4 -和V4.3也几乎是一模一样的.只是修正了电流调节的MIN/MAX丝印错误（好吧，其实并没有完全修正,这取决于板子上焊接的可变电阻型号）具体参见下面的Q9。
问与答:
Q1）我的电机写着只能工作在2.1V电压和2A电流下，EasyDriver（工作在30V的输入电压下）会不会烧掉或者是以其他方式致残我的电机呢？
A1）放心吧，不会的。
通常步进电机都指定了直流电通过线圈,而我们最需要关注的是流经线圈的电流。
如果使用EasyDrivers的话，电机的额定电压并不是很重要。
（关于这点，或许对所有的驱动板都适用。
）EasyDrivers会持续在线圈上提升电压,直到电流达到由电路板上端子设定的最大值，即750ma。
然后它又会降低线圈上的电压，使得电流再次下降,之后电压又上升,如此不停重复,大约每秒钟20000次左右循环。
无论电机的额定电压是多少,只要电机的每相额定电流为150ma（或者更高），那么配合EasyDrivers驱动的话效果最后都不错。
有一点需要注意的是，如果你的电机每相额定电流是小于750ma，那么你需要去调节EasyDrivers上的可调电阻，以此降低电流来达到符合你电机的最大相电流。
Q2）我给EasyDrivers供电的电压应该是我电机的额定电压吗?
（也就是说上面提到的2.1V）
A2）不是的。
真的。
电机的额定电压并不是很重要。
关于这一点我至少还是比较确定的，所以请一定相信我。
你完全可以根据你的实际情况尽可能得给EasyDriver提高供电电压。
低电压的好处是会产生较少的热量（在EasyDriver和电机上），但是会降低最大最速和电机扭矩。
而高电压（最大可达到30V）会让你的电机在高速情况下得到更大的扭矩，但是反过来EasyDriver和电机会发烫.这取决于你。
当然，如果输入电压越高，那么由于某些原因使电机线损坏，从而导致EasyDriver损坏的几率越大。
大部分的人都喜欢将12v作为输入电压，并且市场上有许多这样的12V电源适配器，而且都非常便宜.从技术上来讲,EasyDriver就像是一个开关电源，因为它不停地升压和降低电流,而电机里的线圈基本上就像是降压电路中的电感。
通过直流-直流变换电路不停开关电源，以此在线圈中得到一个恒定的
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