树莓派4B-高精度驱动步进电机

创作时间:

作者:

@小白创作中心

树莓派4B-高精度驱动步进电机

引用

CSDN

https://m.blog.csdn.net/Duanwxq/article/details/143045652

本文将详细介绍如何使用树莓派4B实现高精度步进电机控制，精度可达0.0144度。文章涵盖了硬件需求、接线方法和代码实现等多个方面，适合对树莓派和步进电机控制感兴趣的读者。

项目介绍

利用4B树莓派控制步进电机转动，精度可达：0.0144度 (即360度/25000)
适用于非常精密的角度转动。
舵机的精度为1度，无法实现超高精度控制。

硬件需求

硬件型号不同，只要功能相同，代码即可兼用。

树莓派
CDKU- S100-24开关电源
DM542驱动器
42bygh34步进电机
220V插头

硬件介绍

DM542驱动器

概述：
用户使用该驱动器可以设置常用的 8 档电流以及 16 档细分，能够满足大多数场合的应用需要。低中高速运行都很平稳，噪音小。多种功能可通过外部拨码选择，极大地方便了客户的应用。

应用领域：
适合各种中小型自动化设备和仪器，例如:雕刻机、打标机、切割机、激光照排、绘图
仪、数控机床、自动装配设备等。

电气指标：
控制信号接口：
强电接口：
控制信号时序图：
每转脉冲设定：
工作电流设定：

开关电源

采用 90-264VAC 全范围输入电压，(200W、350W 有拨动开关选择)。可任选一组 5V、12V、24V、36V、48V 单组输出

步进电机

电气指标：
电机接口：
控制信号时序图：

接线方法

共阳极接法

共阴极接法

差分方式接法

接线方式

树莓派GPIO接口和驱动器的接线方式：
如果想要电机低电平响应PUL+，DIR+应需要接正极，脉冲输出端接PUL-,电机方向接DIR-，反之就是PUL- DIR- 接负极，高电平响应。
IN1 = 18 # 接PUL-
IN2 = 16 # 接PUL+
IN3 = 15 # 接DIR-
IN4 = 13 # 接DIR+

步进电机和驱动器的接线方式：
按照步进电机上的A+、A-等连到驱动器对应位置即可（驱动器上有电机接口标签）

开关电源和220V插头接线方式：
220V插头接开关电源的220V输入电压位置，开关电源的V-和V+接驱动器的输入电源位置

驱动器细分按键调节：
SW1、SW2、SW3、SW6开关设置为on

代码展示：

import RPi.GPIO as GPIO
import time
 # 规定GPIO引脚
IN1 = 18      # 接PUL-
IN2 = 16      # 接PUL+
IN3 = 15      # 接DIR-
IN4 = 13      # 接DIR+
 
def setStep(w1, w2, w3, w4):
    GPIO.output(IN1, w1)
    GPIO.output(IN2, w2)
    GPIO.output(IN3, w3)
    GPIO.output(IN4, w4)
 
def stop():
    setStep(0, 0, 0, 0)
 
def backward(delay, steps):  
    for i in range(0, steps):
        setStep(1, 0, 0, 1)
        time.sleep(delay)
        setStep(0, 1, 0, 1)
        time.sleep(delay)
        setStep(0, 1, 1, 0)
        time.sleep(delay)
        setStep(1, 0, 1, 0)
def forward(delay, steps):  
    for i in range(0, steps):
        setStep(1, 0, 1, 0)
        time.sleep(delay)
        setStep(0, 1, 1, 0)
        time.sleep(delay)
        setStep(0, 1, 0, 1)
        time.sleep(delay)
        setStep(1, 0, 0, 1)
        time.sleep(delay)
 
def setup():
    GPIO.setwarnings(False)
    GPIO.setmode(GPIO.BOARD)       # Numbers GPIOs by physical location
    GPIO.setup(IN1, GPIO.OUT)      # Set pin's mode is output
    GPIO.setup(IN2, GPIO.OUT)
    GPIO.setup(IN3, GPIO.OUT)
    GPIO.setup(IN4, GPIO.OUT)
 
def loop(angle):
    print ("backward...")
    backward(0.0001, int(angle/0.036))   # 发射脉冲时间间隔0.0001（单位秒）   脉冲个数angle/0.036
    time.sleep(1)
    print ("forward...")
    forward(0.0001, int(angle/0.036))   # 发射脉冲时间间隔0.0001（单位秒）   脉冲个数angle/0.036
    print ("stop...")
    stop()                 # stop
    time.sleep(1)          # sleep 3s
 
def destroy():
    GPIO.cleanup()             # 释放数据
 
if __name__ == '__main__':     # Program start from here
    setup()
    while True:
        try:
            a = input("please input angle:")
            loop(float(a))
        except KeyboardInterrupt:  # When 'Ctrl+C' is pressed, the child function destroy() will be  executed.
            destroy()

此代码的精度为：0.036度
如果希望精度更高，自行调整代码和驱动器细分按键。