Arduino Nano - DRV8825 Stappenmotor Driver
In deze handleiding verkennen we de DRV8825 Stappenmotor Driver en leren we hoe u deze met Arduino Nano gebruikt om een stappenmotor aan te sturen. We behandelen:
- Het DRV8825 stappenmotor controller module
- Het bedienen van het DRV8825 stappenmotor controller module
- Het aansluiten van het DRV8825 module op Arduino Nano en de stappenmotor
- Het programmeren van Arduino Nano om de stappenmotor te beheren met het DRV8825 module
Hardware Benodigd
Of u kunt de volgende kits kopen:
| 1 | × | DIYables Sensorkit (30 sensoren/displays) | |
| 1 | × | DIYables Sensorkit (18 sensoren/displays) |
Over DRV8825 Stappenmotor Driver
De DRV8825 is een populair module voor het aansturen van bipolaire stappenmotoren, vaak gebruikt in CNC-machines, 3D-printers en robots. Het biedt instelbare stroomregeling, thermische beveiliging en meerdere microstepping-opties zoals volledige stap, 1/2, 1/4, 1/8, 1/16 en 1/32. Dit module ondersteunt tot 2,2A per spoel met voldoende koeling en functioneert binnen een spanningsbereik van 8,2V tot 45V, geschikt voor diverse stappenmotoren.
Wilt u de basis van stappenmotoren beter begrijpen, zoals volledige stappen, microstepping, unipolaire en bipolaire stappenmotoren? Bekijk dan de Arduino Nano - Stappenmotor handleiding.
Het is bijzonder dat voor het beheren van snelheid en draairichting van een eenvoudige stappenmotor zoals de NEMA 17 slechts twee Arduino Nano pins nodig zijn.
DRV8825 Stappenmotor Driver Pinout
De DRV8825 stappenmotor driver heeft 16 pinnen. Hieronder ziet u een veelvoorkomende pinindeling van het DRV8825 stappenmotor driver board. Let op: sommige versies van het bord kunnen pinnen iets anders benoemen, maar hun functies zijn hetzelfde.
| Pin Naam | Beschrijving |
|---|---|
| VMOT | Motorvoeding (8,2 V tot 45 V). Dit voedt de stappenmotor. |
| GND (voor Motor) | Aardingsreferentie voor de motorvoeding. Verbind deze pin met de GND van de motorvoeding. |
| 2B, 2A | Uitgangen naar spoel B van de stappenmotor. |
| 1A, 1B | Uitgangen naar spoel A van de stappenmotor. |
| FAULT | Foutdetectie-pin. Dit is een uitgangspin die LOW wordt wanneer de H-brug FETs zijn uitgeschakeld door overstroombeveiliging of thermische uitschakeling. |
| GND (voor Logica) | Aardingsreferentie voor de logicasignalen. Verbind deze pin met de GND van de Arduino Nano. |
| ENABLE | Actief-Laag pin om motoruitgangen in of uit te schakelen. LOW = Ingeschakeld, HIGH = Uitgeschakeld. |
| M1, M2, M3 | Pins voor microstepping-resolutie selectie (zie onderstaande tabel). |
| RESET | Actief-Laag reset pin – op LOW zetten reset de driver. |
| SLEEP | Actief-Laag slaap pin – op LOW zetten zet de driver in de energiebesparende slaapstand. |
| STEP | Stap-ingang – een stijgende flank op deze pin beweegt de motor één stap (of microstap afhankelijk van de instelling). |
| DIR | Richting-ingang – bepaalt de draairichting van de stappenmotor. |
Er zit ook een klein ingebouwd potmeter-achtig knopje dat u kunt draaien om de stroomlimiet in te stellen en daarmee voorkomt dat de stappenmotor en driver oververhit raken.
Kortgezegd zijn deze 16 pinnen ingedeeld in de volgende groepen op basis van hun functie:
- Pinnen verbonden met de stappenmotor: 1A, 1B, 2A, 2B.
- Pinnen aangesloten op Arduino Nano voor het aansturen van de driver: ENABLE, M1, M2, M3, RESET, SLEEP.
- Pinnen aangesloten op Arduino Nano voor het regelen van motorrichting en snelheid: DIR, STEP.
- Pin voor feedback naar Arduino Nano: FAULT.
- Pinnen verbonden met de motorvoeding: VMOT, GND (motorvoeding-aarde).
- Pin verbonden met de Arduino Nano aarde: GND (logica aarde).
De DRV8825 module heeft geen voedingsbron nodig van de Arduino Nano voor de logica, omdat het zijn voeding haalt uit de motorvoeding via de ingebouwde 3,3V spanningsregelaar. Het is echter essentieel om de GND van de Arduino Nano te verbinden met de GND (logica) pin op het DRV8825 module om correcte werking en een gedeelde grondreferentie te garanderen.
Microstep Configuratie
De DRV8825 driver ondersteunt microstepping door elke stap op te delen in kleinere delen. Dit gebeurt door verschillende stroomniveaus naar de motorspoelen te sturen.
Bijvoorbeeld, een NEMA 17 motor met een staphoek van 1,8 graden (200 stappen per omwenteling):
- Volledige stap modus: 200 stappen per omwenteling
- Halve stap modus: 400 stappen per omwenteling
- Kwart stap modus: 800 stappen per omwenteling
- Achtste stap modus: 1600 stappen per omwenteling
- Zestiende stap modus: 3200 stappen per omwenteling
- Tweëndertigste stap modus: 6400 stappen per omwenteling
Als u de microstepping-stand verhoogt, draait de motor vloeiender en nauwkeuriger, maar is er meer stappenpuls-activity per volledige omwenteling nodig. Bij gelijke pulsfrequentie duurt elke omwenteling langer, wat de motorsnelheid verlaagt.
Indien uw microcontroller de hogere pulsfrequentie aankan, kunt u de snelheid behouden of zelfs verhogen. De werkelijke limiet hangt af van hoe snel de driver en microcontroller deze pulsen kunnen verwerken zonder stappen te missen.
DRV8825 Microstep Selectie Pinnen
De DRV8825 heeft drie ingangen voor microstep resolutie-selectie: M0, M1 en M2 pinnen. Door deze pinnen op bepaalde logische niveaus te zetten, selecteert u uit zes microstepping-resoluties:
| M0 Pin | M1 Pin | M2 Pin | Microstepping Resolutie |
|---|---|---|---|
| Low | Low | Low | Volledige stap |
| High | Low | Low | Halve stap |
| Low | High | Low | 1/4 stap |
| High | High | Low | 1/8 stap |
| Low | Low | High | 1/16 stap |
| High | Low | High | 1/32 stap |
| Low | High | High | 1/32 stap |
| High | High | High | 1/32 stap |
Deze kleine selectiepinnen hebben ingebouwde weerstanden die ze normaal gesproken laag houden. Als ze niet aangesloten zijn, werkt de motor in volledige stap modus.
Hoe het Werkt
Om een stappenmotor aan te sturen met het DRV8825 module heeft u minimaal twee Arduino Nano pinnen nodig: één voor de DIR pin en één voor de STEP pin. De DRV8825 decodeert deze signalen van de Arduino Nano om de stappenmotor nauwkeurig te verplaatsen.
- STEP Pin: Elke puls op de STEP pin beweegt de motor één stap of microstap, afhankelijk van uw instellingen.
- DIR Pin: Bepaalt de draairichting van de motor.
De driver gebruikt deze signalen en zijn instellingen om stuurcommando’s te versturen via de 1A, 1B, 2A en 2B pinnen naar de motor.
Daarnaast kunt u extra pinnen van de DRV8825 module (ENABLE, M1, M2, M3, RESET, SLEEP) op één van deze manieren instellen:
- Loskoppelen zodat de driver in basismodus werkt.
- Direct verbinden met GND of VCC voor vaste modus.
- Verbinden met Arduino Nano pinnen om deze functies actief via code te beheren.
Aansluitschema tussen Arduino Nano, DRV8825 module en Stappenmotor
Onderstaand schema toont de basisverbindingen tussen de Arduino Nano, het DRV8825 module en de stappenmotor. Met deze configuratie werkt de DRV8825 driver in de standaardmodus (volledige stap).
This image is created using Fritzing. Click to enlarge image
Toelichting:
- VMOT: Sluit aan op de voedingsspanning van de motor (bijv. 12V).
- GND (voor Motor): Verbind met de gemeenschappelijke aarde van de motorvoeding.
- 1A, 1B, 2A, 2B: Verbind met de spoelen van de stappenmotor.
- STEP: Verbind met digitale pin D4 van Arduino Nano.
- DIR: Verbind met digitale pin D3 van Arduino Nano.
- GND (voor Logica): Verbind met de GND-pin van Arduino Nano.
- Overige pinnen: Niet aansluiten.
Arduino Nano Code
Snelle Stappen
- Kopieer de code en start de Arduino IDE.
- Ga naar het tabblad Bibliotheken in het linkermenu van de Arduino IDE.
- Zoek naar "AccelStepper" en vind de AccelStepper bibliotheek van Mike McCauley.
- Klik op de Installeren knop om de AccelStepper bibliotheek toe te voegen.
- Plak de code en open deze in Arduino IDE.
- Klik op de Upload knop in Arduino IDE om de code naar de Arduino Nano te uploaden.
- U zult zien dat de motor heen en weer beweegt.
Wanneer u de motor in volledige stap modus gebruikt, kan de beweging minder vloeiend zijn, wat normaal is. Voor een soepelere beweging activeert u microstepping door de M1, M2 en M3 pinnen te gebruiken.
Video Tutorial
We overwegen het maken van videotutorials. Als u videotutorials belangrijk vindt, abonneer u dan op ons YouTube-kanaal om ons te motiveren de video's te maken.
Bekijk onze video-tutorial voor een visuele begeleiding bij dit project! De video biedt extra inzichten en helpt u stap voor stap door het aansluit- en programmeerproces van de DRV8825 met Arduino Nano.
[VIDEO_LINK_PLACEHOLDER]