EasyDriver步进电机驱动器

简介
　　介绍一个简单的步进电机驱动器方案，原作者公开发布自己的设计，包括原理图、接线、原材料清单。

描述：
　　Bruce Shapiro找我来搞了个UBW项目（使用USB接口的驱动板），以解决他电脑上没有并行接口的问题。UBW的设计远超出我的期望。除了达成最初的设计目标，它同样可以作为其它各种形式的固件的很好的平台。但还是有个问题！Bruce过去在他的鸡蛋机器人课程上使用UCN5804B步进电机驱动板，因为它很容易配合实验电路板，并且简单易用。不幸的是，它们现在要17美元一个，还很难找到。Bruce希望我能设计制作一款同样能搭载在实验电路板上的替代品，仍然只需要两条输入线（步数和方向），能驱动两极步进电机。于是就有了EasyDriver的设计。

简介：
　　每个EasyDriver 能够为两级步进电机提供大约每相750mA的驱动。它被设置为固定的8步细分模式。（所以如果你的电机是每圈200步，你使用EasyDriver时为每圈1600步）。这是一种基于Allegro A3967驱动芯片的细分断路器。对于此设计的完整规格，请查阅A3967的参数表。它的最大电流从150mA到750mA。它可以采用最大驱动电压大概是30V，其中包括板载5V的调压器，所以只需要一个电源。质优价廉，这玩意儿只要10美元，比你自己制作电路板更便宜。
　　我并不出售EasyDriver。这项设计和UBW一样是免费向公众发布的。任何人可以参考本页所述的设计方案并随心所欲的改动。我会提供原理图、电路板布局，还有原材料清单和如何制作和使用这一方案的说明。
　　不过，你也可以在SparkFun上买到EasyDriver成品，15美元一个。

状态：
　　(09/17/08)Daniel Thompson已经写了一个绝妙的教程（包含视频），配合Arduino使用EasyDriver来驱动步进电机！谢谢Daniel！
注意：很多人在电源、EasyDriver和Arduino未接地的情况下进行尝试。这可能会失效！所以先确认下接地吧，这样更容易成功。

(5/23/07)增加了V3方案的文档。

(4/6/07)建立最初的网页，放出了EasyDriver的V1、V2、V3的设计修订。

EasyDriver Hardware Versions Matrix

原理图
电路板布局
Picture
Guide
Eagle文件和物料清单
EasyDriver V1
N.A.N.A.
Here
N.A.
N.A.
EasyDriver V2
N.A.N.A.Here
N.A.N.A.
EasyDriver V3
HereHereNot Available yet
HereHere

版本说明：

• EasyDriver V1 - 这是第一次尝试. 我在 BatchPCB (强烈)制作了两片. 它工作得很好，但是因为板子太小发热量太大。并且没有可调的电流限制和5V调节器。
• EasyDriver V2 - 这是第二次尝试。我在 Futurlec制作了一些，没有用焊接掩模或者丝网印刷。这块板子比V1要大了一倍，散热好多了。 加上了5V的调压器，新增了可变的电流限制。
• EasyDriver V3 - 对V2的优化设计，板载了可变电流限制，转为0603组件。因为对于V2的设计还是挺有信心的，我就没有实际制作过V3。

说明:
Q) 我怎么来调节可变的电流限制?
A) 运行 R6 - 那个 10K 的电流限制组件 :) 其一，它会告诉驱动芯片提供每线圈750mA(通过线圈电阻和输入电压)；其二，每线圈150mA。

Q) 我能用EasyDriver来驱动何种电机?
A) EasyDriver所基于的Allegro 3967是一种两级驱动器。这意味着它有一个内置的H桥，通过单个或两个线圈来传输电流。你可以使用4线、6线或8线步进电机。唯一不能使用的是5线步进电机。（它需要单级驱动器）

Q) 为什么EasyDriver这么热?
A) PWM(脉冲宽度调制)电流限制驱动器(所以叫做 '砍刀' 驱动器)会很快的开启和关闭线圈电流。这保证了最大的总电流（由R6控制）始终是通过步进电机的线圈的，即使它没动作。这正是EasyDriver的工作方式。这意味着驱动器持续的通过大量电流，同时它内部的电阻并不为零，所以会发热。如果你进入R6调到每线圈通过750mA，整个EasyDriver就会烫手了。我是不会进入手指放上去（摸它烫不烫）的，不过确实是很热。（在最低值-大约每线圈150mA-仅仅是微微发热）你觉得有必要的话可以在上面加个小风扇。但是不用害怕，驱动器芯片在165摄氏度会自动切断，它是自保护的。V3有相当一部分铜片，加快散热，情况比V1要好多了。

Q) 我能用什么硬件/软件来测试EasyDriver？
A) 很快，我会发布一个Liberty Basic 示例代码，通过一块UBW板或者并行接口来一次测试4块EasyDriver。

Q) 我怎么才能连接EasyDriver?
A) EasyDriver上所有的9针都在一个.100 方阵里。这意味着可以插入一块实验电路板。当你将其插入一块实验板，你可以将你的步进电机插入四个电机针脚（JP4），你的5V-30V电源插到GND和 V+针（JP1），你的步数和方向信号连接到STP和DIR针（J3）。左下角的GND针脚只是用来做结构支撑的，但是你需要的话也可用于接地。你也可以做一个简单的带.100 方阵母接头的连接线（比如调试样机时）。这样就很容易进入很多EasyDriver和步进电机连接起来了。
注意我在EasyDriver V3丝网印刷是有一些错误，STEP针没有标记，电机线圈输入针也标记不清。请参考下图：

Q) 仅仅为了使用A3967芯片需要这么多工作啊。我不能直接进入A3967焊接在我自己的电路板上吗？这样多省钱。
A) 当然。（笑）EasyDriver是提供给那些不介意花点小钱，省得麻烦自己去制作电路板来支持驱动芯片的人。是提供给那些需要得到一个可用的设计方案，而不是亲自去试来试去的人。是提供给那些需要搞个鸡蛋机器人而弄不到5804B芯片的人。如果你正在设计自己的电路板，那就不需要EasyDriver 了。直接进入芯片放到你自己的电路板上就好了。