一種步進電機控制裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于電機控制技術領域，具體涉及一種步進電機控制裝置。
【背景技術】
[0002]步進電機是將電脈沖信號轉換為位移或轉速的控制元件，輸入一個脈沖信號，步進電機就轉動一個角度，其機械角位移和轉速分別與輸入電機繞組的脈沖個數(shù)和脈沖頻率成比例，通過改變脈沖頻率可以改變電機的轉速，通過改變脈沖的方向可以改變電機的轉向，因其不受負載變化的影響，所以已被廣泛應用于各種控制領域。但是目前步進電機的控制裝置還存在一些不足:首先，步進電機的控制策略單一，調節(jié)范圍較小，控制精度低，系統(tǒng)穩(wěn)定性不夠，而且步進電機機械結構和空間的限制，步進分辨率低，缺乏靈活性;其次，步進電機的性能還受到溫度的影響，步進電機的溫度包括步進電機所處環(huán)境的溫度和電機在轉動過程中產(chǎn)生的溫升，環(huán)境的溫度較高時，步進電機的溫度也會因此而升高，如果步進電機的溫度不能及時被散熱，當步進電機的溫度達到一定程度時，就會帶來一些負面影響，步進電機內部各部分熱膨脹系數(shù)不同導致結構應力的變化和內部氣隙的微小變化，影響動態(tài)響應，如不及時停機會使步進電機的磁性材料退磁，大大縮短步進電機的壽命;再者，目前的步進電機主要是通過按鍵輸入來控制步進電機的啟停、正轉、反轉和加減速等，而且在一些環(huán)境比較惡劣或對身體有損害的地方，人們無法接近步進電機控制器部位，難以實現(xiàn)安全操作，操作不方便;最后，在步進電機轉動的過程中，步進電機繞組的電流發(fā)生過流，此時如若沒有相關人員及時處理可能引發(fā)安全事故，傳統(tǒng)的步進電機靠熔斷器等常規(guī)手段來保證步進電機安全，但是其成本高，不能廣泛應用。因此，現(xiàn)如今缺少一種結構簡單、成本低、設計合理、易控制的步進電機控制裝置，操作更加簡便，提高步進電機轉動的穩(wěn)定性和精度。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型所要解決的技術問題在于針對上述現(xiàn)有技術中的不足，提供一種步進電機控制裝置，其設計新穎合理，結構簡單，易控制，操作方便，且步進電機轉動穩(wěn)定，精度高，實用性強，便于推廣使用。
[0004]為解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案是:一種步進電機控制裝置，其特征在于:包括微控制器、電源模塊、以及與微控制器相接的無線控制模塊和液晶觸摸屏，所述微控制器的輸入端接有角度傳感器、用于檢測步進電機轉速的速度檢測模塊、用于檢測步進電機內部溫度的第一溫度傳感器和用于檢測步進電機外部溫度的第二溫度傳感器，所述微控制器的輸出端接有指示燈、步進電機控制電路和散熱模塊;所述速度檢測模塊包括霍爾傳感器和與所述霍爾傳感器輸出端相接的整形放大電路，所述步進電機控制電路包括電流反饋模塊以及依次相接的脈沖調制電路、光電隔離電路、功率放大電路和步進電機，所述散熱模塊包括繼電器驅動電路和與所述繼電器驅動電路輸出端相接的風扇，所述電流反饋模塊包括用于檢測步進電機繞組電流且與所述功率放大電路輸出端相接的電流采樣電路和與所述電流采樣電路輸出端相接的過流保護電路，所述脈沖調制電路的輸入端和繼電器驅動電路的輸入端均與微控制器的輸出端相接，所述過流保護電路的輸出端和整形放大電路的輸出端均與微控制器的輸入端相接，所述微控制器通過無線通信模塊與上位機進行通信。
[0005]上述的一種步進電機控制裝置，其特征在于:所述霍爾傳感器包括傳感器0H137;所述整形放大電路包括型號為LM358的芯片LI和型號為LM358的芯片L2，所述芯片LI的同相輸入端經(jīng)電阻R49接地，芯片LI的反相輸入端經(jīng)電阻R20與傳感器0H137的第3引腳相接，芯片LI的輸出端分兩路，一路經(jīng)電阻R40與芯片LI的反相輸入端相接，另一路經(jīng)電阻R38與芯片L2的反相輸入端相接;所述芯片L2的同相輸入端經(jīng)電阻R50接地，芯片L2的輸出端分兩路，一路經(jīng)電阻R39與芯片L2的反相輸入端相接，另一路經(jīng)電容Cl I與微控制器相接。
[0006]上述的一種步進電機控制裝置，其特征在于:所述角度傳感器包括IHC3808系列旋轉光電編碼器。
[0007]上述的一種步進電機控制裝置，其特征在于:所述第一溫度傳感器和第二溫度傳感器均包括傳感器PT100。
[0008]上述的一種步進電機控制裝置，其特征在于:所述脈沖調制電路包括芯片SN74LS194，所述芯片SN74LS194的第3引腳、第4引腳、第5引腳、第6引腳、第9引腳、第10引腳和第11引腳均與微控制器相接，芯片SN74LS194的第12引腳、第13引腳、第14引腳和第15引腳分別與電阻R6的一端、電阻R5的一端、電阻R4的一端和電阻R7的一端相接;所述光電隔離電路包括型號為TPL521的芯片U1、型號為TPL521的芯片U2、型號為TPL521的芯片U3和型號為TPL521的芯片U4，所述芯片Ul的第2引腳與電阻R7的另一端相接，所述芯片U2的第2引腳與電阻R4的另一端相接，所述芯片U3的第2引腳與電阻R5的另一端相接，所述芯片U4的第2弓丨腳與電阻R6的另一端相接，所述芯片Ul的第I引腳、芯片U2的第I引腳、芯片U3的第I引腳和芯片U4的第I引腳的連接端經(jīng)電阻R18與5V電源輸出端相接。
[0009]上述的一種步進電機控制裝置，其特征在于:所述功率放大電路包括三極管Q4、三極管Q5、三極管Q3和三極管Q2，所述三極管Q4的發(fā)射極、三極管Q5的發(fā)射極、三極管Q3的發(fā)射極和三極管Q2的發(fā)射極的連接端經(jīng)電阻R9與12V電源輸出端相接，三極管Q4的基極經(jīng)電阻Rl與芯片Ul的第4引腳相接，三極管Q5的基極經(jīng)電阻R2與芯片U2的第4引腳相接，三極管Q3的基極經(jīng)電阻R3與芯片U3的第4引腳相接，三極管Q2的基極經(jīng)電阻R8與芯片U4的第4引腳相接，三極管Q4的集電極分兩路，一路經(jīng)電阻RlO與整流二極管D5的陰極相接，另一路經(jīng)并聯(lián)的電容C12和電阻R51與步進電機第一繞組的一端相接;三極管Q5的集電極分兩路，一路經(jīng)電阻R28與整流二極管D4的陰極相接，另一路經(jīng)并聯(lián)的電容C13和電阻R52與步進電機第一繞組的另一端相接;三極管Q3的集電極分兩路，一路經(jīng)電阻R29與整流二極管D3的陰極相接，另一路經(jīng)并聯(lián)的電容C14和電阻R53與步進電機第二繞組的一端相接;三極管Q2的集電極分兩路，一路經(jīng)電阻R30與整流二極管D2的陰極相接，另一路經(jīng)并聯(lián)的電容C15和電阻R54與步進電機第二繞組的另一端相接;所述整流二極管D5的陽極、整流二極管D4的陽極、整流二極管D3的陽極和整流二極管D2的陽極均接地。
[0010]上述的一種步進電機控制裝置，其特征在于:所述電流采樣電路包括第一電流采樣電路和第二電流采樣電路，所述第一電流采樣電路包括采樣電阻Rel、型號為LM324的芯片Ull和型號為LM324的芯片U12，所述芯片Ull的同相輸入端經(jīng)電阻Rll與采樣電阻Rel的一端相接，芯片Ull的反相輸入端與滑動電阻R12的一個固定端和滑動電阻R12的滑動端的連接端相接，所述滑動電阻R12的另一個固定端接地，芯片Ull的輸出端分兩路，一路經(jīng)電阻R13與芯片Ull的同相輸入端相接，另一路與芯片U12的同相輸入端相接;所述芯片U12的輸出端分兩路，一路與芯片U12的反相輸入端相接，另一路為第一電流米樣電路的信號輸出端VoutA；
[0011]所述第二電流采樣電路包括采樣電阻Re2、型號為LM324的芯片U21和型號為LM324的芯片U22，所述芯片U21的同相輸入端經(jīng)電阻R21與采樣電阻Re2的一端相接，芯片U21的反相輸入端與滑動電阻R22的一個固定端和滑動電阻R22的滑動端的連接端相接，所述滑動電阻R22的另一個固定端接地，芯片U21的輸出端分兩路，一路經(jīng)電阻R23與芯片U21的同相輸入端相接，另一路與芯片U22的同相輸入端相接;所述芯片U22的輸出端分兩路，一路與芯片U22的反相輸入端相接，另一路為第二電流采樣電路的信號輸出端VoutB。
[0012]上述的一種步進電機控制裝置，其特征在于:所述過流保護電路包括第一過流保護電路和第二過流保護電路，所述第一過流保護電路包括型號為LM258的芯片U13和三極管Qll，所述芯片U13的反相輸入端分兩路，一路經(jīng)R14與5V電源輸出端相接，另一路與滑動電阻R15的一個固定端相接;所述滑動電阻R15的滑動端和滑動電阻R15的另一個固定端的連接端接地，所述芯片U13的同相輸入端與第一電流采樣電路的信號輸出端VoutA相接，所述芯片U13的輸出端與整流二極管Dll的陽極相接，所述整流二極管Dll的陰極經(jīng)電阻R16與三極管Qll的基極相接，所述三極管Qll的發(fā)射極接