STM32自己从零开始实操08:电机电路原理图
一、LC滤波电路
其实以下的滤波都可以叫低通滤波器。
1.1倒 “L” 型 LC 滤波电路
1.1.1定性分析
1.1.2仿真实验
电感:通低频阻高频的。仿真中高频信号通过电感,因为电感会阻止电流发生变化,故说阻止高频信号
电容:隔直通交。仿真实验中电容容值比较小,对于高频信号来说,它的容抗比较小,高频信号可以很大一部分流经这个电容导向地。
电阻:该电阻低频信号可以通过,而高频信号会被截止。
但是还要考虑一点:该并联电路,会有谐振问题。可以通过计算器计算 82uH 与 3.3uF 之间产生的谐振频率是 9675HZ ,当电源频率为该数值频率时,可以看到负载的输出达到了 100V 最大电压值,达到 -100V 的最低电压值。而输入电压仅仅有 5V。
这是由于发生了谐振,它的谐振频率与这个电源的频率一样,所以它导致它的增益倍数被放大了很多倍。当我们把电源频率调低一点至 5.7K ,负载电压是 7.61V ,也是被放大了,当再调低一点至 1K 的话, 它的增益就是一倍,就是 5.045 V。
这样也能说明它是通低频阻高频的,而当它到达一定频率之后,它的增益会放大很多倍。所以设计电路为一个低通滤波器的时候,一定要避免这个频率达到它的谐振频率,而有时候是需要利用这个增益的。
倒“L”型LC滤波电路
1.2只有电容滤波
1.3 “π” 型 LC 滤波电路
1.3.1电阻式
在上面的只有电容滤波的电路中 100mA 的电流需要 500uF 的电容,当需要的电流更大时,电容的容值就得增加。这就不如 π 型滤波电路的性价比高。
(注意上面这句话,是不是在不经意间就解决了你“为什么这里用 π 型滤波电路的困惑”)
假设和上面的电路情况一样,经过全波整流之后的参数如下图左边所示。将 500uF 的电容拆成两个 250uF 的,加上一个 100Ω 电阻,你就会发现效率蹭蹭的就上去了。
电压 310V ,电流 100mA ,这就意味着负载的等效电阻为 3.1K ,如图所示。
(你可能会疑惑不是有电阻电容吗?在负载断的电压电流数值怎么不变?请你知道这个电路是一个正儿八经的滤波电路,一些微小的变化,一些微小的分压分流请忽略。)
电容阻抗:
经过第一个电容 C1 滤波之后的纹波:
后面的电路是:电容并联负载后和电阻串联,电容和电阻并联后的电阻仍约等于电容的阻抗。
计算纹波公式为:
纹波从 4V (单电容滤波)变成了 0.24V (后半截 π)。
1.3.2电感式
上面电阻的位置可以换成电感,需要注意一下几点:
(1)根据电流大小选择
上面的电路中电流只有 100mA ,即负载电流比较小,则选择 CRC 型滤波。如果电路电流是 1A 则流过电阻的功耗就大了。
当较大的电流流过电感时,我们认为电感元件进行能量的储存和释放,不消耗电能(理想状态下)。
(2)根据频率大小选择
串联在电路中的电感的阻抗计算公式为:
- 频率高:电感阻抗高,串联分压多,消除纹波效果明显。
- 频率低:电感阻抗低,串联分压少,消除纹波效果不明显,就需要电感量非常的大。
1.3.3总结
小电流+低频:CRC
大电流+高频:CLC
1.4本项目的应用
通过上面的讲解你应该能体会到本项目使用的 π 型滤波:
- 本项目:电机部分驱动电流大-----→ 不能用电阻,功耗大。
- 本项目:高频噪声、纹波偏多-----→用电感串联分压多
至于电感的值,跟实际 PCB 布局和滤波的频率都有很大的关系,经验值 22uH。
二、步进电机基础知识
2.1步进电机的原理
2.2步进电机的命名方式
命名 | 解释 |
28:步进电机的有效最大外径是 28mm | 有效最大外径:是步进电机外壳的最大直径,这个尺寸通常用于确定电机的大小和安装空间。 |
B:表示是步进电机 | |
Y:表示是永磁式 | 永磁式:电机内部的转子使用了永久磁铁,这种设计使得电机在停止时具有更高的保持力矩(holding torque)。当电机的定子线圈(通常是电磁铁)通电时,会产生电磁场。这些电磁场与转子的恒定磁场相互作用,产生一个扭矩,使转子定位。当电机停止供电时,转子的永久磁铁与定子铁芯的磁力仍然存在,保持转子在其位置不动。 就像磁铁可以吸住铁片一样,电机内部的永久磁铁可以吸住定子铁芯,使转子在停止时保持不动。 |
J:表示是减速型(减速比1:64) | 减速比: 是指电机内部的某个部分(通常是电机转子)转动一定圈数后,外部输出轴才转动一圈。对于1:64的减速比,意味着电机转子转动64圈,输出轴才转动一圈。 |
48:表示四相八拍 | 四相: 步进电机的四相指的是电机内部有四组线圈,每组线圈称为一相。 八拍: 每相线圈可以以一定顺序通电,使电机转动。八拍指的是一个完整的周期需要8个步进信号,即8个脉冲。 |
电压:5V | |
步距角:步进角度 5.623 X | 步进角度: 是指步进电机接收到一个脉冲信号时,转子转动的角度。对于28BYJ-48 来说,原始步进角度是 5.625 度。 64分之一: 由于减速齿轮的存在,实际输出轴的步进角度需要将原始步进角度除以减速比 64,因此每个步进脉冲输出轴的实际转动角度为 5.625 度 / 64 ≈ 0.088 度。 |
2.3步进电机驱动方法
步进电机不能直接使用电流源来工作,必须使用专用的步进电机驱动器,它由以下部分组成:
- 脉冲发生控制单元:生成控制脉冲信号来驱动电机
- 功率驱动单元:提供电机所需的电流和电压
- 保护单元:保护电机和驱动器免受过电流、过电压等故障的影响
(下面的知识点可以看懂,看不懂就算了。)
(1)单四拍
A→B→C→D→A→循环往复
特点:步距角 5.625 / 32 ,电流最小,扭矩最小
(2)双四拍
AB→BC→CD→DA→AB→循环往复
特点:步距角 5.625 / 32 ,电流最大,扭矩最大
(3)八拍
A→AB→B→BC→C→CD→D→DA→A→循环往复
特点:步距角 5.625 / 64 ,电流居中,扭矩居中
(4)所需脉冲
单四拍和双四拍转一周需要 2048 个脉冲,八拍需要 4096 个脉冲。
(5)转动位置和通电情况如图(图为自画,比较粗糙)
三、单极性步进电机
3.1基础知识
如下图,单极性步进电机里面有两个大线圈,并在中间引出都引出抽头,将两个大线圈分成了四个小线圈,故又叫四相五线步进电机,又因为电流只有一个方向,又叫单极性步进电机。
红 5 接 5V 电源,皆从红 5 流入,其他四个色接驱动的输出端,从各自相中流出,单片机输出接驱动输入。
3.2 ULN2003 数据手册
3.2.1展示
3.2.2描述
ULN2003 是高耐压、大电流达林顿陈列,由七个 NPN 达林顿管组成。所有单元共用发射极,每个单元采用开集电极输出。每一对达林顿都串联一个 2.7K 的基极电阻,直接兼容 TTL 和 5V CMOS 电路,可以直接处理原先需要标准逻辑缓冲器来处理的数据。 ULN2003 工作电压高,工作电流大,灌电流可达 500mA,并且能够在关态时承受 50V 的电压,输出还可以在高负载电流下并行运行, 很好的提供了需要多接口驱动电路的解决方案。
(1)特点:
- 工作电压范围宽
- 七路高增益达林顿阵列
- 输出电压高(可达 50V )
- 输出电流大(可达 500mA)
- 可与 TTL、CMOS、PMOS 直接连接
- 内置钳位二极管适应感性负载
(2)应用
- 继电器驱动
- 直流照明驱动
- 步进电机驱动
- 电磁阀
- 直流无刷电机驱动
3.2.3电路框图
3.2.4内部等效线路图
3.2.5陈氏总结
看着会用就可以不用非常了解内部的结构的原理,很久没学习了,不要又陷入自己的误区。
你只需要知道:
- 达林顿晶体管是一种由两个NPN或PNP晶体管组成的复合晶体管,特点是具有高电流增益。第一个晶体管的集电极接第二个晶体管的基极,两个晶体管的电流增益相乘,使得整体的电流增益非常大。
- 达林顿陈列是由多个达林顿晶体管组成的电路阵列,每个达林顿晶体管都是独立的。ULN2003中包含7个达林顿对,每对都有自己的输入和输出。
- 开集电极意味着每个达林顿对的输出端(集电极)没有连接到电源,而是外部设备需要提供电源。当输入信号使达林顿对导通时,输出端被拉低至接地点,从而完成电流路径。开集电极输出使得这些达林顿对可以直接用于驱动负载,如继电器、灯泡等。
- ULN2003中,每个达林顿对的发射极都连接到同一个接地点(地)。这意味着所有达林顿对的负端都是共用的接地点。
- ULN2003 能够兼容 TTL 和 5V CMOS电路,是因为每个达林顿对的输入端有一个 2.7KΩ 的基极电阻,这使得其输入电压阈值和电流需求与 TTL 和 5V CMOS 电路相匹配,即无论是那种信号的电压过来都是可以驱动达林顿晶体管的。
- 在 ULN2003 中,每个达林顿对在关态时(即输入信号为低电平时),其输出端可以承受最高 50V 的电压而不会损坏。这是因为达林顿晶体管的结构和材料能够承受较高的反向电压。
3.3KF2EDGR-3.81-5P介绍
KF2EDGR-3.81-5P 是插拔式接线端子,展示如下:
此处为四相五线,所以这里的接线端子需要有五跟线。
其中 1 线是公共端接电源,称为 com 端。
其他是电机的其他四相,只需要控制每一项的通断,用的是 ULN2003A 来驱动。
3.4原理图
ULN2003A 是一个反向器(在上面 ULN2003A 的电路框图中放大器输出端有一个圆圈,也验证代表反向的意思),输入 0 则输出 1,连接着上面所说的电机的其他四相。
运行时输入 1 → ULN2003A → 输出0 → 电机的其他四相就是0 → 公共端()为1 就导通回路了。
只需要改变供电的次序就可以控制电机的转向。
左边为输入,右边为输出,当输入1时,输出0;输入0时,输出1.中间是达林顿管,可以放大微小信号
电流只有一个方向。用ULN2003A驱动(内含反相器),比较简单。
三、旋转编码器接口
四、单极性步进电机
五、双极性步进电机
右边双极性步进电机里面就只有两个线圈,没有中间的抽头,所以又叫两相四线步进电机。该电机电流有两个方向,需要桥路来驱动,改变线圈电流的方向。
六、无刷直流电机接口
忠心的感谢每一个认真讲课的好老师,本文参考:
270_08LC滤波电路_哔哩哔哩_bilibili
STM32物联网项目——单极性步进电机_步进电机stm32开发-CSDN博客
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《Windows API每日一练》7.4 状态报告上使用计时器
这一节我们使用计时器,每隔一秒获取当前鼠标坐标位置的像素值,并显示在窗口,这就相当于是一个简单的取色器了。 本节必须掌握的知识点: 第47练:取色器 7.4.1 第47练:取色器 /*----------------------------…...
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python实现API调用缓存
python实现API调用缓存 1.代码2.输出3.保存的json数据 想把python某些函数的参数及返回值记录下来,如果之前已计算过,则直接返回缓存中的数据 1.代码 import jsondef get_variable_name(var):变量转变量名local_varsglobals()return [name for name, value in local_vars.ite…...
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传输距离3000M|低延迟|48K采样音频传输模块-SA356大功率发射模块
无线音频应用中,远距离音频传输在许多领域具有广泛的应用需求,例如大型会议系统、公共广播、户外活动和音乐演出等。为了满足这些需求,音频传输模块需要具备一些关键特性,包括长距离传输能力、高音质、低延迟、稳定性以及抗干扰能…...
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前端css性能优化
前端css性能优化 1. 减少样式表数量和压缩文件大小: 通过合并多个样式表、删除未使用的样式、压缩样式表等方式来减少样式表数量和大小,从而减少网络请求和提高加载速度。 通常来说,样式文件会被浏览器缓存,进入到其他页面样式文件…...
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如何在Windows上使用Docker搭建PHP开发环境
前言 在本地搭建开发环境我好像没几年就要折腾一次,因为本地开发电脑使用的是windows,早些年的时候,用过很多类似WAMP之类的东西,但最终都有或多或少不满意的地方,前两年的时候,还折腾过WSL,但…...
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java 单例模式
Java中实现单例模式的常见方式有两种:懒汉式和饿汉式。以下是这两种方式的简单示例: 饿汉式 饿汉式单例模式在类加载时就完成了实例的初始化,以空间换时间,确保了实例的唯一性。 public class Singleton {// 在自己内部定义自己…...
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爬虫 属性 方法
在Python中,爬虫常用于从网页上抓取数据。BeautifulSoup是一个流行的库,用于从HTML或XML文件中提取数据。它创建了一个解析树,方便你从文档中查找、修改或导航数据。 安装BeautifulSoup 首先,你需要安装BeautifulSoup和lxml&…...
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HEX文件
什么是hex文件 以*.hex为后缀的文件我们称之为HEX文件。hex是intel规定的标准,hex的全称是Intel HEX,此类文件通常用于传输将被存于ROM或EEPROM中的程序和数据。是由一行行符合Intel HEX文件格式的文本所构成的ASCII文本文件。HEX的英语原始意思是16进制…...
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人机融合的智能操作系统
操作系统(Operating System,简称 OS)是管理计算机硬件与软件资源的系统软件,同时也是计算机系统的内核与基石。它的职责常包括对硬件的直接监管、对各种计算资源(如内存、处理器时间等)的管理、以及提供诸如…...
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数据结构之二叉树概念
数据结构之二叉树 二叉树简介分类普通二叉树平衡二叉树满二叉树二叉搜索树(二叉排序树、二叉查找树),平衡二叉树红黑树 B树类型B树(B-树、B_树)B树B*树 二叉树 简介 二叉树(Binary Tree) :是一种非常重要…...
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Linux源码阅读笔记08-进程调度API系统调用案例分析
kthread_create_on_node kthread_create_on_node函数功能:指定存储节点创建新内核线程。源码如下: 操作实战 #include <linux/module.h> #include <linux/pid.h> #include <linux/sched.h> #include <linux/kthread.h> #inclu…...
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短视频抓取:成都柏煜文化传媒有限公司
短视频抓取:技术挑战、法律边界与未来趋势 随着移动互联网的迅猛发展,短视频平台如雨后春笋般涌现,成为现代人生活娱乐的重要组成部分。然而,在海量短视频内容中,如何高效、准确地抓取目标视频,成为了一个…...
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proto的前后端使用
首先定义一个input.proto文件 内容如下 syntax "proto3";message InputData {int32 UserId 1; // 将 number 改为 int32 或 int64string UserInput 2;string DrunkState 3; }message ResponseData {string AIResponse 1;string prompt 2;string emoti…...
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BUUCTF - Basic
文章目录 1. Linux Labs 【SSH连接漏洞】2. BUU LFI COURSE【文件包含漏洞】3. BUU BRUTE【暴力破解用户名密码】4. BUU SQL COURSE【SQL注入-当前数据库】5. Upload-Labs-Linux 1【文件上传漏洞】7. Buu Upload Course 1【文件上传包含漏洞】8. sqli-labs 1【SQL注入-服务器上…...
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智能与伦理:Kimi与学术道德的和谐共舞
学境思源,一键生成论文初稿: AcademicIdeas - 学境思源AI论文写作 Kimi,由月之暗面科技有限公司开发的智能助手,擅长中英文对话,能处理多种文档和网页内容。在论文写作中,Kimi可提供资料查询、信息整理、语…...
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Linux运维之管道符、重定向与环境变量
前言:本博客仅作记录学习使用,部分图片出自网络,如有侵犯您的权益,请联系删除 目录 一、输入输出重定向 二、管道命令符 三、命令行的通配符 四、常用的转义字符 五、重要的环境变量 致谢 一、输入输出重定向 输入重定向是…...
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View->裁剪框View的绘制,手势处理
XML文件 <?xml version"1.0" encoding"utf-8"?> <RelativeLayout xmlns:android"http://schemas.android.com/apk/res/android"android:layout_width"match_parent"android:layout_height"match_parent"android…...
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C++基础(八):类和对象 (下)
经过前面的学习,我们已经翻过了两座大山,类和对象入门知识就剩下这一讲了,加油吧,少年! 目录 一、再谈构造函数 1.1 构造函数体赋值 1.2 初始化列表(理解) 1.3 explicit关键字(C…...
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AI大模型时代的存储发展趋势
从2022年下半年,大模型和AIGC这两个词变得极其火热,而GPU的市场也是一卡难求。对于这种迷乱和火热,让我想起了当年的比特币挖矿和IPFS。似乎世界一年一个新风口,比特币、元宇宙、NFT、AIGC,金钱永不眠,IT炒…...
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伊莱克斯可持续发展副总裁SarahSchaefer:可持续发展是伊莱克斯
“联合国可持续发展气候目标中有范围一和范围二的碳排放目标。在范围一及范围二(运营过程)中,我们在2022年提前三年实现了阶段性目标,与2015年相比减少了80%以上的绝对碳排放量。伊莱克斯集团运营里60%的能源是可再生能源、71%的工厂已经实现了零填埋的目标。”伊莱克斯集团欧…...
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奥迪Q4e-tron对比ModelY,谁更值得入手?
豪华品牌电车奥迪Q4 e-tron对比Model Y,谁更值得入手?在电动汽车市场中,特斯拉品牌是所有人对于智能电动车的最初想象,Model Y更是行业内绕不开的一台产品。但随着时代发展,越来越多优秀的产品纷至沓来,导致了消费者对于产品的期待呈现既要还要的需求。不仅追求性能与驾驶…...
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十几万预算还买威兰达?配置更高、动力更强的美系SUV不香
当大家手握十几万预算去选购合资SUV时,哪个品牌的车型更值得选购呢?要知道在十几万价位区间,合资SUV市场的竞争可以说是极其激烈,其中也涌现了许多热门产品,比如威兰达、CR-V和途岳等。不过问题来了,虽说大家花十几万块钱去选购威兰达并没有问题,但是却有比它性价比更高…...
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C# 元组 Tuple
C# 元组 Tuple 元组创建元组访问元组元素命名元组元素元组的类型使用元组作为方法返回值 解构解构元组的基本用法解构部分元组解构方法 元组 在C#中,元组(Tuple)是一种数据结构,它允许你将多个值组合成一个单一的对象。 元组在处…...
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从动态代理角度简单理解Spring AOP
1. 概述 动态代理 是指在运行时,动态地创建目标类的代理对象,并对其中特定的方法进行拦截或增强的技术。这种技术主要用于在不修改目标类代码的情况下,增强目标类的功能。 在Java中,动态代理主要基于Java的反射机制和接口来实现…...
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【代码】Goc小游戏
1.口算测试 int a,b,lv1,score0,nd,yu,da,day,j,s_j0,cuo0; int main(){p.picL(1,"boy0.png").picL(2,"boy1.png").picL(3,"boy2.png").picL(4,"boy3.png");p.rr(1000,1000,14).speed(10).up().hide();p.moveTo(0,150).text("加…...