28BYJ-48

Posted 2022-06-16 DO_Tonight

28BYJ-48

"28"指的是电机最大外径。

“B”指的是步进式电机。

“Y”指的是永磁式电机。

“J”指的是减速型电机。

“48”表示可以4拍或者8拍。

步进电机的类型

永磁式、反应式、混合式。

永磁式：步距角大（缺点）

反应式：扭力小（缺点）

混合式：综合了以上两种的优点，步距角小，扭力大。

总而言之，我们还是要根据实际情况的需要来进行选择，比如说永磁式加了减速比之后，精度我觉得也还是可以的。

永磁式步进电机的驱动方式

满步驱动、半步驱动、微步驱动。

满步驱动：就是一次控制一个步距角，比如说4相4拍，就是一个周期控制4次

半步驱动：就是一次控制半个步距角，比如说4相8拍，就是一个周期控制8次

微步驱动：就是利用两个电极分别输出两种波形，使之合起来的波形是成一个线性变化的。这里附上一张图：

步进电机的参数分析

这是28BYJ-48的参数图，我这里主要解释一下几个参数：

空载牵入频率：它是步进电机空载启动的最大频率。（频率太大的话启动不了）

空载牵出频率：它是步进电机正常工作时，所能达到的最大频率（速度）。

步距角：这里除以了64是因为，该电机是有1：64的减速比的，电机内部的步距角是5.625°，但是在外部看来它的一个步距角是5.625°/64。

这里就牵扯到一个小的知识点：我们启动步进电机可以用小一点的频率，然后正常工作时是可以加速的，即“加减速启动”。

步进电机的驱动器

ULN2003

这里我们只需要看这个图就够了。

从本质上来看，这是一个达林顿管的结构，共集电极输出，是对电流的一个放大，因此该驱动器其实就是一个电流放大器，因为单片机的引脚输出电流太小，无法驱动步进电机，通过该驱动器进行放大。

TMC260

听说是一个非常好的步进电机驱动器，可以使用方波控制，也可以使用单片机SPI通信控制。但是他有一个缺点，那就是比较昂贵。

如何驱动步进电机正常旋转

如果事先对步进电机的驱动原理有一定了解的，可以直接往下阅读，如果是完全不懂的，我这里推荐一个视频，看完你就懂了：

完美的讲解了步进电机的基本知识

因此，要使步进电机朝着一个方向进行旋转，就得持续不断的给出四个相的电平。以28BYJ-48为例：

他的步距角是5.625°/64 = 0.08789°，也就是说我们换一次相，电机转过这么多的角度，如果我们想要它正常的旋转，我们就得一直给他进行换相。同理，如果我们想要让它旋转一个固定的角度，我们就可以控制换向的次数后，关闭换向（注意不能持续通电，通路时的大电流容易使得电机线圈发烫和使驱动器ULN2003发烫）

如果我们想要它旋转90度，我们要给它1024次换向。

但是在实际测试的时候发现它只需要换向512次，有没有读者可以给我解答一下为什么？

步进电机的失步处理

梯形加减速算法

优点：可以在启动和停止的瞬间防止丟步。

缺点：在加速到匀速和匀速到减速的瞬间还是会有一个比较大的突变，可能会产生丟步现象（因为我还没有实际实现这个方案，暂时还不可知），针对这一个缺点，于是提出了S型加减速算法。

由于我目前手头的驱动器ULN2003无法做到这样的控制，因此无法实际操作。这里只提供一个理论基础。

具体的可以参考野火给出的：我觉得讲的很清晰，自己可以顺着他的数学公式推到一遍：

野火的文章 野火的视频

S型加减速算法

现有条件失步处理的猜想

首先手头有1024线编码器， 可以很好的做到闭环控制。

其次，针对特殊的应用场合，我们可以采用别的传感器进行一个闭环的反馈，例如光电传感器等等。