上周总算做成了点事,其实很简单,就是用Arduino实现了步进电机的正转和反转。因为总是很忙,所以拖到现在才有时间补上攻略。感慨一下,IT民工真辛苦啊,有位同事的昵称已经改成 “还是古代好,切掉小JJ就可以当公务员了”。 好吧,祝这位朋友心想事成,我还是坚持当民工好了 
在步进电机实验前,从网上找到了一个关于步进电机驱动的文档,使用的是L298N的驱动芯片。这个文档里面有些错误,导致我浪费了大量时间。也许不同的电机和芯片版本也许有区别吧,请大家慎重使用。先借用一下原理图:
错误的L298N步进电机驱动芯片原理图
其中IN1~IN4以及ENA,ENB在之前的一篇关于直流电机驱动中有介绍过,分别对应输入的六个管脚。这个图里有两处错误,首先可以看到有两个ENA,其中一个应该是ENB;另外这两个EN都是接地的,但是经我实验看来,应该接+5V的电压才对。
所以正确的原理图应该是这样的:
正确的L298N原理图
下面是对应的接线图:
乱七八糟的接线图
接线之后按照说明书里的时序图写了一段程序,呼呼,一次就通过了电机的正转实验。可是在企图实现反转的时候,总是不成功。在焦头烂额之后,终于开始怀疑文档是否正确。事实证明,大家做任何事情都要相信伟大的党而不是万恶的“文档”,下面是错误的反转时序图和经我验证可行的时序图:
步进电机驱动的时序图
基于以上时序图,我写了一段代码,让步进电机实现下面的动作:
正转一圈 -> 暂停1秒钟 -> 反转一圈 -> 暂停一秒钟 ->循环
代码如下:(点击下载)
19809751232451.doc
除了实现了动作之外,我还搭车实验了下面几件事情:
1,步进电机的转角相当精确,我捆了根电线当指针,反复转了几百圈之后,指针的位置几乎没有变化
2,扭矩还挺大,我选用的是标称扭矩是3.4Kg.cm的步进电机,用铅酸蓄电池供电,旋转时我用爪子完全不能把它捏住(NXT的电机貌似没有这么强劲)。
3,经我测试,每个脉冲之间的间距最好大于1500μs(1.5ms),如果间距太小的话,就会出现失步的情况。
思考问题:基本上来说,每个步进电机都需要一个驱动板(L298N)和一个控制板(Arduino或其它单片机)。如果需要控制多个电机的话(小爱也许会有20多个关节),买这么多板子成本就太高了。实际上,每个脉冲间距之间有1500微秒的空闲时间,对CPU来说简直是漫漫长夜。所以我觉得可以用类似于操作系统多任务的思想来生成时序,充分利用脉冲间距之间的剩余价值,这样就可以只用一块Arduino实验板来控制多个电机了。
呵呵,又想多了,等下周有空再试试吧!