Tricky Circuit

Шаговый двигатель: счёт и направление

Преврати число шагов в поворот

Шаговый двигатель поворачивает вал отдельными шагами. Полный шаг — одно целое продвижение; в примере это 1.8°. Драйвер двигателя — силовая схема, переключающая ток в двух катушках, намотанных проводах, создающих магнитные поля.

Открыть интерактивный опыт

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ СТОЛ

Меняй настройки схемы, предсказывай показания и проверяй решение задания. Это учебные модели; допущения объяснены в каждом уроке.

Войди, чтобы сохранять прогресс. Прогресс гостя хранится на этом устройстве.

Открыть лабораторию в полном окне

Почему это работает

Выбранный счёт показывает одну команду от нуля, а не накопленное положение. Выключение очищает показ команды, а не сбрасывает настоящий вал. Вращающий момент, пропуски шагов, регулирование тока и механика не моделируются.

n — число шагов, θ — угол со знаком, r — обороты со знаком. Направление 0 — вперёд, 1 — назад. Биполярный режим означает ток в обе стороны обмотки, а не области транзистора. A и B — две независимые обмотки; +/− — команды направления тока. Фаза 0 — выбранная начальная точка четырёх состояний, не измеренный ток. Минус угла означает направление.

Сложность

  1. Собери · Собери

    Включи с n = 25 и направлением 0, вперёд. Получи θ = 45° и r = 0.125 оборота.

    Нужна подсказка?

    n = 25 → θ = +45°; r = +0.125

  2. Исследуй · Измени команду

    Задай n = 100 и направление 1, назад. Получи θ = −180° и r = −0.5 оборота.

    Нужна подсказка?

    n = 100 → θ = −180°; r = −0.5

  3. Реши сам · Реши задачу

    Задай n = 200 и направление 0, вперёд. Получи θ = 360° и r = 1 оборот.

    Нужна подсказка?

    n = 200 → θ = +360°; r = +1

Дополнительные материалы и карточки схем

Преврати число шагов в поворот

Принтер заказывает маленькие движения числом шагов. В команде есть величина и направление, а драйвер превращает запрос в токи обмоток.

θ = ±n × 1.8°; r = θ / 360°

Умножь число шагов на угол полного шага, затем учти знак направления. Раздели на 360°, чтобы получить обороты. Драйвер переключает магнитные поля; одной арифметикой движение не моделируется.

Полезная закономерность

Для примера с полным шагом 1.8° ровно 200 шагов дают 360°. У других двигателей шаг бывает другим; 200 — не универсальная константа.

За пределами модели

Число заданных шагов не доказывает реальное положение. Если мотор не справляется с нагрузкой, он может пропустить шаг, хотя команда отправлена.

Ошибка, которой стоит избежать

Переход от 25 к 100 выбирает новую команду на 100 шагов, а не добавляет их к прежним 25. «Вперёд» и «назад» — соглашения этой схемы.

При n = 50 переключи направление вперёд на назад. Что изменится?

  1. только знак: +90° станет −90°
  2. величина угла удвоится
  3. число шагов станет 100
Читать дальше

Число шагов и размер 1.8° прежние. Направление меняет знак той же команды на 90°.

Собери

Задай n = 25, направление 0. Двадцать пять полных шагов задают восьмую часть оборота.

n = 25; θ = 45°; r = 0.125

Измени команду

Задай n = 100, направление 1. Команда показывает половину оборота назад.

n = 100; θ = −180°; r = −0.5

Попробуй другой путь

Сравни 25 шагов вперёд и назад, затем 200 вперёд и ноль. Полный оборот возвращает вал в прежнюю ориентацию, но это другая команда движения.

ww1.microchip.com