A4988 tvarkyklė yra viena iš populiariausių žingsninių variklių tvarkyklių rinkoje, plačiai naudojama tokiose programose kaip 3D spausdintuvai, CNC maršrutizatoriai ir robotai. Šis komponentas yra labai svarbus valdant dvipolius žingsninius variklius, leidžiančius reguliuoti srovę ir atlikti mikropakopą – techniką, kuri pagerina variklio judėjimo tikslumą ir sklandumą. Be to, jis išsiskiria savo galimybe apsaugoti variklį ir grandinę perkrovos ar perkaitimo atvejais.
Dėl savo universalumo ir lengvo integravimo su elektroninėmis platformomis, tokiomis kaip Arduino, A4988 tapo esminiu įrankiu projektams, kuriems reikalingas tikslus judesių valdymas. Jo populiarumas išaugo ne tik dėl funkcionalumo, bet ir dėl daugybės internete prieinamų išteklių, leidžiančių sužinoti, kaip jį nustatyti ir teisingai naudoti, todėl jis yra prieinamas net pradedantiesiems elektronikos pasaulyje.
A4988 vairuotojo apžvalga
A4988 yra žingsninio variklio tvarkyklė, pagrįsta Allegro A4988 lustu. Tai leidžia valdyti dvipolius žingsninius variklius, kurių skiriamoji geba yra iki 1/16 žingsnio, tai reiškia, kad kiekvieną variklio žingsnį galite padalinti į 16 mažesnių dalių, užtikrinant sklandesnį ir tikslesnį judėjimą. Tai ypač naudinga tais atvejais, kai reikia tiksliai valdyti judesį, pvz., 3D spausdintuvuose ir CNC mašinose.
Vienas iš pagrindinių A4988 privalumų yra tai, kad jis leidžia reguliuoti išėjimo srovę naudojant potenciometrą. Tai būtina norint išvengti variklio perkrovos ir jo sugadinimo, taip pat suteikti daugiau lankstumo naudojant skirtingų charakteristikų variklius. Srovės reguliavimas taip pat leidžia dirbti su varikliais perkrovimo sąlygomis, naudojant didesnę nei vardinę variklio įtampą, nepažeidžiant jo.
Be to, A4988 turi keletą įmontuotų apsaugos priemonių, tokių kaip apsauga nuo viršsrovių, perkaitimo ir žemos įtampos blokavimas, kuris padeda užtikrinti variklio ir valdiklio patvarumą. Vairuotojas gali tiekti iki 2 A vienai ritei, nors dirbant esant didelėms srovėms rekomenduojama naudoti radiatorių arba aktyvią ventiliaciją.
pagrindinės funkcijos
A4988 turi keletą svarbių funkcijų, dėl kurių jis yra vienas iš dažniausiai naudojamų tvarkyklių judesio valdymo projektuose:
- Darbinė įtampa: Veikia nuo 8 V iki 35 V maitinimo įtampa, todėl yra suderinama su įvairiais maitinimo šaltiniais ir žingsniniais varikliais.
- Didžiausia srovė ritėje: Jis gali tiekti iki 2A vienai fazei, to pakanka daugumai rinkoje esančių žingsninių variklių valdyti. Tačiau norint pasiekti šią didžiausią vertę, rekomenduojama naudoti šilumos šalintuvą.
- Mikropakopos skiriamoji geba: A4988 palaiko skirtingas mikro žingsnių skiriamąsias gebas: visas žingsnis, 1/2 žingsnio, 1/4 žingsnio, 1/8 žingsnio ir 1/16 žingsnio. Tai suteikia didelį lankstumą variklio valdymo tikslumo ir sklandumo požiūriu.
- Integruotos apsaugos: Apima keletą esminių apsaugos priemonių, tokių kaip apsauga nuo viršsrovių, šiluminė apsauga ir apsauga nuo trumpojo jungimo. Šios apsaugos priemonės padeda prailginti vairuotojo ir prijungto variklio tarnavimo laiką.
Srovės valdymas ir mikropakopų reguliavimas
Vienas iš pagrindinių A4988 aspektų yra jo gebėjimas reguliuoti maksimalią srovę, tekančią per variklio rites. Šis reguliavimas atliekamas naudojant potenciometrą, įmontuotą vairuotojo modulyje. Norint išvengti perkaitimo ir užtikrinti, kad variklis veiktų saugiai ir efektyviai, labai svarbu tinkamai sureguliuoti srovę.
srovės koregavimas Tai taip pat leidžia naudoti maitinimo įtampą, didesnę nei vardinė variklio įtampa, nepažeidžiant jo. Tai tapo įmanoma dėl A4988 gebėjimo apriboti srovę, tekančią per variklio rites, o tai savo ruožtu leidžia pasiekti didesnį žingsnių greitį neišdeginus variklio.
Be to, tvarkyklė leidžia konfigūruoti mikropakopų skiriamąją gebą naudojant tris pasirinkimo kaiščius (MS1, MS2 ir MS3). Priklausomai nuo šių kaiščių konfigūracijos, galima pasirinkti skirtingą mikropakopų skiriamąją gebą, užtikrinančią tikslesnį variklio valdymą. Pavyzdžiui, 1/16 žingsnių režimu variklis, kuris paprastai turi 200 žingsnių per apsisukimą, galės atlikti iki 3200 mikrožingsnių per apsisukimą, o tai labai pagerins judėjimo tikslumą.
Ryšio ir naudojimo schema su Arduino
A4988 labai lengva naudoti su mikrovaldikliais, tokiais kaip Arduino. Varikliui valdyti reikia tik dviejų kaiščių: vieno krypčiai (DIR) ir kito žingsniui (STEP). Tai labai supaprastina variklio valdymą ir leidžia efektyviau panaudoti mikrovaldiklio išteklius.
Norint prijungti A4988 prie Arduino, svarbu laikytis atitinkamos schemos ir atsižvelgti į kai kuriuos dalykus:
- Prijunkite maitinimo kaiščius: A4988 reikia dviejų maitinimo šaltinių: vieno loginei daliai (VDD), kurio įtampa gali būti nuo 3 iki 5.5 V, ir kito varikliui (VMOT), kurio įtampa gali būti nuo 8 iki 35 V. Svarbu užtikrinti, kad abu maitinimo šaltiniai yra tinkamai prijungti.
- STEP ir DIR kaiščių prijungimas: Šie kaiščiai yra tie, kurie valdo variklio judėjimą. STEP kaištis gauna impulsus, kurie nustato, kada variklis turi judėti, o DIR kaištis nurodo judėjimo kryptį. Norėdami paleisti variklį tik viena kryptimi, galite tiesiogiai prijungti DIR kaištį prie VCC arba GND.
- Naudojant ENABLE kaištį: Norint įjungti variklį, būtina prijungti ENABLE kaištį prie žemės (GND). Priešingu atveju variklis negaus galios ir nejudės.
Be šių, A4988 turi kitus kaiščius, tokius kaip RST (iš naujo), SLP (miego režimas) ir MS1, MS2, MS3, skirtus mikro žingsnių pasirinkimui. Tai leidžia pažangiau valdyti variklį, nors naudojant paprastas programas, daugelį jų galima palikti atjungtus arba nustatyti numatytąją konfigūraciją.
A4988 tvarkyklės kalibravimas ir reguliavimas
Norint užtikrinti optimalų variklio ir vairuotojo veikimą, būtina atlikti kai kuriuos reguliavimus ir kalibravimus, daugiausia atsižvelgiant į srovę, kuri praeina per variklio rites.
A4988 potenciometras Leidžia reguliuoti išėjimo srovę, kuri valdo variklį. Norėdami tai padaryti teisingai, galite išmatuoti įtampą atskaitos kaištyje (Vref) ir pagal formulę apskaičiuoti didžiausią leistiną srovę. Naudojama formulė priklauso nuo kiekvienoje plokštėje esančių šunto varžų, tačiau bendra formulė yra tokia:
Idaugiausia = VNuoroda / (8 * Rs)
Kur ašdaugiausia yra didžiausia srovė, kuri praeis per variklį, ir Rs yra plokštės šunto varža. Svarbu pažymėti, kad šis skaičiavimas yra tik apytikslis, todėl, norint gauti tikslesnę vertę, rekomenduojama išmatuoti tikrąją srovę ampermetru.
Potenciometrą sureguliavus iki norimos srovės, būtina patikrinti ir variklio, ir vairuotojo temperatūrą. Jei vairuotojas viršija 1 A vienai gyvatei, rekomenduojama naudoti aušintuvus arba priverstinę ventiliaciją, kad išvengtumėte žalos dėl perkaitimo.
Šilumos išsklaidymo svarstymai
Kaip minėta anksčiau, A4988 gali tiekti iki 2 A vienai fazei, tačiau ši vertė įmanoma tik naudojant gerą šilumos išsklaidymo sistemą. Be tinkamo šilumos valdymo komponentas gali perkaisti ir pereiti į apsaugos režimą, sumažindamas jo veikimą, o kai kuriais atvejais automatiškai išsijungdamas, kad būtų išvengta nuolatinės žalos.
Kad būtų išvengta perkaitimo, rekomenduojama priklijuoti nedidelį radiatorių tiesiai ant vairuotojo lusto, naudojant terminę pastą, kad pagerintumėte šilumos perdavimą. Tais atvejais, kai vairuotoją nuolat veikia didelė srovė, taip pat patartina pridėti ventiliatorių, kad pagerintumėte ventiliaciją.
Palyginimas su DRV8825 tvarkykle
A4988 dažnai lyginamas su jo tiesioginiu konkurentu DRV8825 vairuotoju. Abi tvarkyklės turi panašias funkcijas ir daugeliu atvejų yra suderinamos, tačiau yra keletas pagrindinių skirtumų, dėl kurių viena gali būti tinkamesnė už kitą, priklausomai nuo programos.
DRV8825 leidžia dirbti su aukštesne įtampa, iki 45 V, palyginti su 35 V A4988. Be to, DRV8825 turi šiek tiek didesnę srovės talpą, palaiko iki 2.5 A fazėje. Jis taip pat siūlo papildomą mikropakopų skiriamąją gebą: iki 1/32 žingsnio, o A4988 pasiekia tik 1/16.
Nepaisant šių DRV8825 patobulinimų, A4988 vis dar labai populiarus dėl mažos kainos ir plataus palaikymo tokiose bendruomenėse kaip 3D spausdintuvai. Be to, tais atvejais, kai tokios didelės skiriamosios gebos ar didesnių srovių nereikia, A4988 paprastai yra daugiau nei pakankamai.
Kalbant apie šilumos išsklaidymą, abu valdikliai turi panašias charakteristikas. Didesnėms nei 1 A srovėms būtina įrengti aušintuvus arba priverstinę ventiliaciją, kad būtų užtikrintas nuolatinis veikimas be problemų.
Vieno kito pasirinkimas labai priklauso nuo konkrečių projekto reikalavimų. Jei reikia didesnės galios ar tikslumo, DRV8825 gali būti geriausias pasirinkimas, tačiau jei biudžetas yra ribotas ir A4988 specifikacijos yra pakankamos, pastarasis vis tiek užtikrins puikų našumą.
Įprastos A4988 programos
Dėl savo tvirtumo, lengvo naudojimo ir universalumo A4988 tvarkyklė plačiai naudojama įvairiuose su judėjimu susijusiuose projektuose. Kai kurios dažniausiai naudojamos programos yra:
- 3D spausdintuvai: A4988 yra standartinė tvarkyklė daugelyje pigių 3D spausdintuvų, tokių kaip RAMPS arba CNC Shield elektronika.
- CNC staklės: Naudojamas CNC maršrutizatoriuose, siekiant valdyti variklius, kurie tiksliai perkelia pjovimo įrankius.
- Robotai: Robotai, kuriems reikalingas tikslus judėjimo valdymas, pvz., naudojantys įvairiakrypčius ratus, taip pat naudoja A4988 krypčiai ir greičiui valdyti.
- Braižytuvai ir 3D skeneriai: A4988 padeda valdyti tikslų judesį, reikalingą šiose programose.
Kadangi jis yra labai universalus komponentas, jo naudojimas apima ne tik šias programas, bet ir yra pagrindinis elementas bet kuriame projekte, kuriame reikia tiksliai valdyti žingsninių variklių judėjimą.