在本篇文章中，我們將學習如何使用電位器和Arduino開發板實現步進電機控制。步進電機可用于軟盤驅動器、平板掃描儀、計算機打印機、繪圖儀、圖像掃描儀、光盤驅動器、智能照明、相機鏡頭、CNC機器以及最近比較流行的3D打印機。

因此，在本文中我們將學習有關步進電機及其應用的基礎知識。我們還將步進電機與Arduino進行連接。步進電機的運動和旋轉方向將通過電位器控制。

什么是步進電機

步進電動機（stepper motor）是一種無刷直流電動機，它將完整的全周長分為多個相等的步長。然后可以命令電機的位置移動并保持在其中一個步進，而無需任何位置傳感器進行反饋（開環控制器），只要在轉矩和速度方面仔細選擇適合電動機尺寸的電動機即可。

步進電機的構造和工作原理

步進電機以其特性而聞名，它將一系列輸入脈沖（通常為方波脈沖）轉換為軸位置中精確定義的增量。每個脈沖將軸移動固定角度。

實際上，步進電機具有多個“帶齒”電磁鐵，圍繞中央齒輪狀鐵片排列。電磁鐵由外部驅動器電路或微控制器供電。為了使電動機軸旋轉，首先，給電磁鐵供電，該電磁鐵以磁性方式吸引齒輪的齒。當齒輪的齒與第一個電磁鐵對齊時，它們與下一個電磁鐵稍有偏移。這意味著當下一個電磁鐵打開并且第一個電磁鐵關閉時，齒輪會輕微旋轉以與下一個電磁鐵對齊。然后從該處開始重復該過程。這些旋轉中的每一個都稱為一個“步”，其中整數個步進行完整的旋轉。這樣，電動機可以旋轉一個精確的角度。

電磁鐵的圓形排列分為幾組，每組稱為一個相，每組中有相等數量的電磁鐵。組數由步進電機的設計者選擇。每組的電磁鐵與其他組的電磁鐵交錯以形成均勻的布置圖案。例如，如果步進電動機具有兩個組，分別標識為A或B，總共有十個電磁鐵，則分組模式將為ABABABABAB。

同一組中的電磁鐵都一起通電。因此，具有更多相位的步進電動機通常具有更多的導線（或引線）來控制電動機。

所需的組件

為了學習使用電位器和Arduino控制步進電機，我們需要以下組件：

● Arduino UNO開發板

● ULN2003驅動芯片

● 10K電位器

● 步進電機28-BYJ48

● 面包板和連接線

電路連接圖

以下是Arduino控制步進電機的電路圖：

步進電動機28-BYJ48是一個具有5引線線圈布置的單極電動機。必須按特定順序為四個線圈通電。紅線連接到+ 5V電壓，其余四根線將被拉到接地以觸發相應的線圈。我們使用Arduino開發板以特定順序為這些線圈通電，并使電動機執行所需的步數。

步進電機需要借助驅動器芯片才能進行操作。原因是控制器需要較高的電流才能運行，但是僅步進電機將無法從其I / O引腳提供足夠的電流來使電機運行。因此使用ULN2003作為驅動模塊，電流被放大了。

步數計算

在將代碼上傳到Arduino板上之前需要進行步數計算

在Arduino中，我們將以4步順序操作電機，因此需要計算步幅角（Stride Angle）。

步幅角= 5.625°

Arduino步驟順序= 4

所需步驟順序= 8

步數角度= 5.625 * 2 = 11.25

每轉的步數= 360 /步角= 360 / 11.25 =每轉32步。

源代碼/程序：

#include 《Stepper.h》 // Include the header file

#define STEPS 64

Stepper stepper（STEPS， 8， 10， 9， 11）;

int Pv = 0;

int potV = 0;

void setup（） {

Serial.begin（9600）;

stepper.setSpeed（200）;

}

void loop（） {

potV = map（analogRead（A0），0，1024，0，360）;

if （potV》Pv）

stepper.step（5）;

if （potV《Pv）

stepper.step（-5）;

Pv = potV;

Serial.println（Pv）;

}

編輯：hfy