Sterowniki silników krokowych

Kiedy i po co jest potrzebny sterownik do silnika krokowego?

Jeśli realizujesz projekt budowy lub przebudowy urządzenia CNC, manipulatora czy robota albo drukarki 3D, moduł sterownika silnika krokowego jest niezbędny do kontroli parametrów jego pracy: kierunku i prędkości obrotów silnika oraz wielkości skoku (tzw. rozdzielczości). Możesz w tym celu wykorzystać prosty i uniwersalny sterownik lub shield programowalny i rozbudowywany o np. czujniki, moduł Bluetooth, czytnik karty pamięci i wyświetlacze, tworząc centrum dowodzenia.

Sterownik silnika krokowego wykorzystuje sygnały docierające do niego z systemu generującego stany logiczne (np. mikrokontroler Arduino), a tym samym umożliwia sterowanie pracą jednego lub kilku silników. Dalej silnik krokowy przekształca impulsy ze sterownika na sekwencję ruchów mechanicznych urządzenia. Silniki krokowe pozwalają uzyskać precyzyjne i złożone systemy działania maszyny.

Jak działa sterownik silnika krokowego?

Uniwersalny sterownik silnika krokowego pozwala zarządzać silnikiem przy pomocy sygnałów kroku oraz kierunku – częstotliwość podanych impulsów wpływa na prędkość obrotową, położenie wału silnika zależy zaś od liczby sygnałów. Kierunek obrotu wyznaczają z kolei rodzaje podawanych impulsów. Rozdzielczość w sterownikach uzależniona jest od modelu produktu, natomiast zwykle jest to 1, 1/2, 1/4, 1/8, 1/16, i 1/32 kroku. Wykorzystanie do sterowania mikroskoków sprawia, że w silniku zachodzą mniejsze drgania, więc pracuje on płynniej i dodatkowo zwiększa się precyzja pozycjonowania ruchów urządzenia.

Co więcej, sterownik silnika krokowego bardzo często jest także wyposażony w układ kontroli prądu w uzwojeniach silnika i potencjometr, dzięki czemu możesz zasilić silnik napięciem wyższym niż znamionowe, podane przez producenta, co zwiększy możliwości jego pracy, poprawi prędkość i dynamikę kroków.

Jak dobrać sterowniki silnika krokowego?

Każdy sterownik silnika krokowego oparty jest na konkretnym układzie (np. A4988, DRV8825) i dlatego najpierw musisz zwrócić uwagę na jego kompatybilność z daną płytką czy kontrolerem (ich złączami). A dalej pozostaje jeszcze kwestia parametrów i funkcjonalności czy możliwości rozbudowy.

Podstawowe parametry sterownika silnika krokowego

• Wydajność prądową sterownika dostosuj do wartości znamionowej natężenia prądu silnika, uwzględniając maksymalnie 5% różnicy wartości. Sprawdź w specyfikacji modułu prąd ciągły na cewkę silnika (przy chłodzeniu aktywnym i pasywnym). Maksymalne natężenie prądu może ograniczyć użycie potencjometru wbudowanego w płytkę. W zestawie powinien być radiator.

• Sterownik silnika krokowego zwykle obsługuje spory zakres napięć – np. 12-24 czy 8-35 V. Musisz uwzględnić moc silnika uzależnioną od napięcia zasilania, czyli także szybkości narastania impulsów, i wytrzymałość napięciową sterownika. Wyższe napięcie zasilania sterownika przekłada się na większą prędkość obrotową silnika, a więc polepsza jego dynamikę.

Pamiętaj, żeby nie podłączasz i nie odłączać silnika, gdy sterownik jest uruchomiony, bo może to doprowadzić do uszkodzenia całego układu. Niektóre sterowniki są także przystosowane do pracy z silnikami prądu stałego.

Wybór sterownika a zastosowanie silnika krokowego

Po pierwsze, sterowniki silnika krokowego obsługują różną liczbę i rodzaj silników bądź innych urządzeń – czyli mogą współpracować z więcej niż jednym silnikiem krokowym, a także z silnikiem prądu stałego, serwomechanizmem i paroma czujnikami i innymi układami. A po drugie, dzisiaj powstają sterowniki przeznaczone do konkretnych zastosowań, np. drukarek 3D. To m.in. moduły RAMPS, czyli shieldy – nakładki na Arduino do sterowania silnikami, ale również wieloma innymi komponentami w drukarkach. 

Dzięki wyposażeniu w różne złącza możesz podpiąć do nich m.in. wyświetlacz LCD, moduł karty SD i dodatkowe wentylatory. W ten sposób budujesz kompletne centrum sterowania urządzeniem, i to niskim kosztem. Taki sterownik silnika krokowego na tranzystorach mocy MOSFET (grzanie, wentylacja), przeznaczony do rozbudowania, ułatwia realizację całego projektu. Daje też możliwość sterowania pięcioma silnikami krokowymi. Moduł opracowany z myślą o pracy w drukarkach 3D jest kompatybilny z konkretnymi płytkami, dlatego sprawdź dostępne ich serie i wersje w specyfikacji.

Uniwersalny sterownik silnika krokowego jest z natomiast przystosowany do pracy w szerszym spektrum urządzeń, do których zaliczamy wszystkie maszyny CNC, roboty i manipulatory (natomiast również jest przeznaczony dla konkretnych płytek, złącz). 

Sterownik silnika krokowego Arduino

Sterownik silnika krokowego do Arduino musisz też dopasować do rodzaju płytki, jakiej używasz, najczęściej są to Arduino Uno i Nano – oraz inne, zgodne pod kątem złącz, czyli np. STM32. Przygotowaliśmy praktyczne shieldy CNC dla Arduino na trzy lub cztery silniki z podstawkami do sterowników na danych układach m.in. A4988 i DRV8825. Moduły CNC i programowalny sterownik silnika krokowego dla Arduino ułatwiają budowę czy przebudowę maszyn, robotów i manipulatorów, ale też obniżają koszty projektu. Świetnie sprawdzają się dla zarówno profesjonalistów, jak i początkujących hobbystów.

W naszym sklepie znajdziesz nie tylko moduły do budowy i programowania urządzeń – sterowniki silników, czujniki, płytki deweloperskie – ale też pomoc i radę. Jeśli nie wiesz, jakie produkty wybrać, albo masz problem ze swoim projektem, wesprzemy i doradzimy w zakresie dopasowania sprzętu i oprogramowania.