【世说芯品】关于步进电机的那些常见问题，教你轻松玩转！

步进电机具有额定相电压和额定相电流。例如，一个典型的步进电机可能具有2.5V的额定电压和最大电流为2.8A。基本上，这意味着如果您将其连接到2.5V电压，它将会吸引2.8A的电流。如果您尝试以更高的电压运行它，它将吸引更多的电流并过热。但步进电机通常不会直接连接到电压源。而是使用步进电机驱动电路来调节电流。例如，如果您将其连接到24V，电机将尝试吸引更多的电流，但步进电机驱动器不会允许发生这种情况。这是因为驱动电路使用其高频PWM和比较器算法来将平均电流限制在所需的最大值。通常可以通过某种方式进行配置。实际上，通过以比额定电压更高的电压运行，您将获得更好的性能。

在理想的电路中，元件只会展现出其规定的特性，而不会显示出其寄生特性。此外，PCB（印刷电路板）走线不会具有电阻、电感或电容。然而在现实世界中，情况并非如此，PCB走线具有可能严重影响精确电流感测信号的寄生特性。在PCB设计中，拥有良好的接地连接因此是一个关键。

无论您是在寻找如何设计自己的电路板的示例，还是希望快速验证某个概念，ADI Trinamic的评估板和分立板（BOB）都是开源设计，可帮助您入门。您所需的所有文件都可以在各个产品页面上找到。分立板适用于需要快速创建物理原型以获得最小可行产品（MVP）的任何人。BOB具有您使用组件所需的一切，例如感应电阻、缓冲电容，有时甚至还包括功率MOSFET或以太网连接器。所有BOB和评估板都是开源硬件，采用宽松的许可协议。如果设计对您有效，只需将设计复制并粘贴到您的板设计中。或者只需复制原理图 - 哪种方式对您最有利，您可以选择哪种方式。

如果您不需要保持转矩（完全禁用步进电机），您有以下选项可以减少待机时的功耗：最节能的方法是在电池供电的应用中使用P-MOSFET切断VS电源。这种单晶体管解决方案是最高效的，也是成本最低的。您甚至可以保持VCC_IO的供应，因为它只消耗几十微安的电流。在待机期间降低时钟频率。您甚至可以在禁用驱动器后关闭时钟。这将使能耗减少一半，但只有在使用外部时钟输入时才可能实现。如果您在待机期间需要一些转矩：在待机期间降低供电电压，例如从24V降低到5V。这将使待机能耗降低约80%。

请确保已配置ENC_RES（0x45），并且评估板上的VIO引脚已连接到+5V（这对于电平转换器是必需的）。

要将STOPL或STOPR用作回零参考，您需要将其连接到HOME_REF输入。一旦完成，您可以按照手册中的描述使用回零支持功能。通过在REFERENCE_CONF寄存器0x01中设置开关stop_left_is_home（或stop_right_is_home），您可以在触发STOPL（或STOPR）时更改停止行为。如果设置了此位，它会在内部启动停止之前考虑可以为HOME_REF引脚定义的不确定性范围。

您可以通过使用HOME_ERROR_Flag（状态寄存器）来读取HOME_REF。

要做到这一点，您只需要执行以下步骤：

设置VMAX = 0

将X_HOME设置为与X_ACTUAL不相等

设置HOME_EVENT = 0110和HOME_UNCERTAINTY = 0

现在，TMC4361A期望HOME_REF引脚具有低电压，因为它在X_HOME之外。因此：

如果HOME_REF = 0 → HOME_ERROR_F = 0

如果HOME_REF = 1 → HOME_ERROR_F = 1

由于您知道HOME_REF的极性，现在您可以将HOME参考寄存器切换到适合您的应用的值。

要以开环方式运行电机，首先需要将TMC6100驱动器配置到TMC4671。为此，需要通过SPI将GCONF（0x00）寄存器的单行位设置为0。一种可能性是使用Landungsbrücke板的SPI接口。请注意，BOB还有专门的固件，其中TMC6100和TMC4671已经配置，并且可以通过TMCL-IDE与其他评估板类似地设置。

ADI Trinamic的模块使用标准的8N1位格式，在通信中，使用了所谓的主-从模式。因此，PC或MCU（主设备）发送一个9字节的请求命令，模块（从设备）以9字节的回复命令作出回应。在此回复命令之后，主设备可以发送下一个命令。

首先，您需要设置编码器以正确解释N信号。这取决于您的编码器。设置clr_once，以便在下一个N事件发生时对编码器计数器进行一次初始化/锁存。此外，设置clr_enc_x以将编码器清零。为了将实际电机位置也设置为0，请激活latch_x_act。在检测到编码器事件后停止电机，然后从x_actual中减去锁存的位置。

请确保更新到最新的Landungsbrücke固件和TMCL-IDE：

从主分支下载TMCL-IDE-Nightly/2022_09_08_TMCL-IDE-3.6.5.1.zip：TMCL-IDE-Nightly/2022_09_08_TMCL-IDE-3.6.5.1.zip at master · trinamic/TMCL-IDE-Nightly · GitHub

如果电机无法达到所需的速度，请确保启用了空间矢量PWM，并通过将以下寄存器设置为最大值来使用完整的电压范围：UQ_UD_LIMITS = 32767。要启用空间矢量PWM，请转到PWM_SV_CHOP寄存器，将第8位设置为高。

重要的是要注意，TMC6200会反转输入信号，这需要由TMC4671考虑到。因此，请将TMC4671寄存器ADC_I0_SCALE（0x09）/ADC_I1_SCALE（0x08）设置为负值-256。