CN208971426U - 一种多个步进电机的控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电机技术领域，公开了一种多个步进电机的控制系统，解决了每个步进电机配备一个单片机，导致成本增加、体积大以及操作不便的问题，用于控制多个步进电机，包括触发电路、控制电路、电源电路以及多个驱动电路，电源电路用于对触发电路、控制电路以及各驱动电路供电；触发电路根据工作需求输出相应的触发信号；控制电路其输入端与触发电路耦接，并响应于触发信号以控制相应的步进电机工作；驱动电路其输入端与控制电路耦接，输出端与步进电机的驱动端一一对应耦接并输出驱动信号，步进电机响应于对应的驱动信号并工作，具有成本低、体积大、操作方便的优点。

Description

一种多个步进电机的控制系统

技术领域

本实用新型涉及电机技术领域，更具体地说，它涉及一种多个步进电机的控制系统。

背景技术

步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。在非超载的情况下，步进电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响。因此，步进电机广泛应用于汽车电子以及家用电器中。

对步进电机的控制和驱动，目前大多采用单片机结合驱动芯片的方式，或者采用DSP芯片结合驱动芯片方式，或者采用FPGA结合驱动芯片的方式。但在大型设备中需要用到多个步进电机，但是，每个步进电机都需要用到一个单片机，从而在一个设备中可能需要多个单片机，从而导致成本增加、体积大、操作不方便的问题。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种多个步进电机的控制系统，具有成本低、体积大、操作方便的优点。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：

一种多个步进电机的控制系统，用于控制多个步进电机，包括触发电路、控制电路、电源电路以及多个驱动电路，

电源电路，用于对触发电路、控制电路以及各驱动电路提供电能；

触发电路，根据工作需求输出相应的触发信号；

控制电路，其输入端与触发电路耦接，并响应于触发信号以控制相应的步进电机工作；

驱动电路，其输入端与控制电路耦接，输出端与步进电机的驱动端一一对应耦接并输出驱动信号，步进电机响应于相应的驱动信号并工作。

采用上述技术方案，通过驱动电路控制对应的步进电机工作，然后各驱动电路连接于同一控制电路上，从而减少了元器件以及单片机的数量，从而减少成本以及整体的体积，且通过触发电路对各步进电机进行统一调配，从而具有操作方便的优点。

进一步的，电源电路包括供电模块以及转化模块，

供电模块，其输出端输出与触发电路配合的第一电源信号V1；

转化模块，与供电模块的输出端耦接，并输出与控制电路以及驱动电路配合的第二电源信号V2。

采用上述技术方案，由于触发电路与控制电路、驱动电路所需的输入电压不同，从而通过供电模块得到第一电源信号V1；通过供电模块、转化单元得到第二电源信号V2，从而保证系统的正常运行。

进一步的，控制电路包括连接模块、处理模块以及保护模块，

连接模块，用于接收触发信号并将触发信号的电压值进行降压以符合处理模块的电压要求，并输出连接信号；

处理模块，其输入端与连接模块耦接，并在接收连接信号后进行处理，且输出与对应步进电机配合的处理信号；

保护模块，用于保护处理模块，且耦接于处理模块与驱动电路之间。

采用上述技术方案，由于触发电路与处理模块所需的电压值不同，从而通过处理模块对输入的触发信号进行降压，然后传入处理模块内进行处理，通过设置保护模块对处理模块进行保护，减少损伤的概率。

进一步的，处理模块设置为单片机。

采用上述技术方案，将处理模块设置为单片机，从而实现对各步进电机的通断电。

进一步的，第一电源信号V1的电压值为24v。

采用上述技术方案，第一电源信号V1的电压值设置为24v，从而触发电路的正常运行。

进一步的，第二电源信号V2的电压值为3.3v。

采用上述技术方案，第二电源信号V2的电压值设置为3.3v，从而保证单片机的正常运行。

进一步的，包括用于检测第二电源信号V2是否正常工作的检测模块，检测模块包括发光二极管以及电阻63，发光二极管的阳极接收第二电源信号V2，电阻63耦接于发光二极管的阴极和地之间。

采用上述技术方案，当第二电源信号V2的电压值符合处理模块的要求时，发光二极管导通，从而能够接入处理模块，当发光二极管异常时，隔离处理模块与电源电路，实现提醒的效果。

进一步的，驱动电路设置为步进电机驱动芯片U4。

采用上述技术方案，将驱动电路设置为步进电机的驱动芯片U4，从而具有安装方便的优点。

与现有技术相比，本实用新型的优点是：通过驱动电路控制对应的步进电机工作，然后各驱动电路连接于同一控制电路上，从而减少了元器件以及单片机的数量，从而减少成本以及整体的体积，具有操作方便的优点。

附图说明

图1为本实用新型一个实施例的结构简图，示出了该控制系统与步进电机的连接关系；

图2为电源电路的电路图；

图3为处理模块的结构示意图；

图4为连接模块的电路图；

图5为保护模块的结构示意图；

图6为驱动电路的结构示意图；

图7为检测模块的电路图。

附图标记：1、触发电路；2、控制电路；21、连接模块；211、第一连接单元；212、第二连接单元；22、处理模块；23、保护模块；3、电源电路；31、供电模块；32、转化模块；4、驱动电路；5、检测模块；6、步进电机。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行详细描述。

一种多个步进电机的控制系统，如图1和图2所示，用于控制多个步进电机6，其中步进电机6可以设置有4个，该控制系统包括触发电路1、控制电路2、电源电路3以及驱动电路4，其中驱动电路4可以设置有4个且与步进电机6一一对应。

如图1和图2所示，电源电路3用于对触发电路1、控制电路2以及各驱动电路4供电；触发电路1根据工作需求输出相应的触发信号；控制电路2输入端与触发电路1耦接，并响应于触发信号以控制相应的步进电机6工作；驱动电路4其输入端与控制电路2耦接，输出端与步进电机6的驱动端一一对应耦接并输出驱动信号，步进电机6相应响应于对应的驱动信号并工作。

如图1和图2所示，电源电路3包括供电模块31以及转化模块32，供电模块31对输入的电源信号进行滤波，并输出与触发电路1配合的第一电源信号V1；转化模块32与供电模块31的输出端耦接，并输出与控制电路2以及驱动电路4配合的第二电源信号V2。

如图1和图2所示，供电模块31设置为24v电源，其输出的第一电源信号V1的电压值为24v。转化模块32包括二极管DZ1、电容C1、电容C2、芯片U9、二极管D1，电感L1、电阻R1、电阻R2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、芯片U5：二极管DZ1串联于第一电源信号V1和地之间，其型号设置为SMBJ48CA；电容C1串联于第一电源信号V1和地之间，其规格为220uF/35V；电容C2串联于第一电源信号V1和地之间，其规格为100nF/100V；芯片9设置为XL4001E1，其3脚与6脚分别耦接于地，7脚与8脚分别耦接于第一电源信号V1，1脚与2脚串联，5脚接地；二极管D1的型号为SS110，二极管D1的阳极接地，阴极耦接于芯片U9的1脚；电感L1的规格为47uH/1A，电阻R1的阻值为10K,电感L1和电阻R1串联于芯片U9的1脚和4脚之间；电阻R2的阻值为3.3K，电阻R2串联于芯片U9的4脚和地之间；电容C3的规格为220uF/35V，其串联于芯片U9的4脚和电感1和电阻R1的耦接点之间；电容C4的规格为220uF/35V，电容C4串联于芯片U5的3脚和地之间；电容C5的规格为10uF，电容C5串联于芯片U5的3脚和地之间；电容C6的规格为10uF，电容C6串联于芯片U5的3脚和地之间；芯片U5的型号为SPX1117M3-3.3，且其1脚接地，2脚输出3.3v的第二电源信号V2；电容C7的规格为10uF，电容C7串联于芯片U5的2脚和地之间。

如图2和图7所示，该系统还包括检测模块5，检测模块5用于检测第二电源信号V2是否正常工作，检测模块5包括发光二极管D9以及电阻R63，发光二极管D9的阳极与接收第二电源信号V2，电阻R63耦接于发光二极管D9阴极和地之间，R63的阻值为2K。

如图1所示，控制电路2包括连接模块21、处理模块22以及保护模块23，连接模块21用于接收触发信号并将触发信号的电压值进行降压以符合处理模块22的电压要求，并输出连接信号；处理模块22其输入端与连接模块21耦接，并在接收连接信号后进行处理，且输出与对应步进电机6配合的处理信号；保护模块23用于保护处理模块22，且耦接于处理模块22与各驱动电路4之间。

如图3和图4所示，其中处理模块22设置为单片机及其外围电路，单片机的型号为STM32F103C；连接模块21包括第一连接单元211以及第二连接单元212，第一连接单元211设置有12个，且其输出端分别与单片机的18脚、40脚、19脚、41脚、20脚、4脚、39脚、5脚、27脚、28脚、2脚、3脚。

如图3和图4所示，第一连接单元211包括电阻R7、电阻R8、二极管D2以及电容C9。电阻R7的规格为3.3K，一端与第二电源信号V2耦接，另一端与触发电路1耦接；电阻R8的规格为10K，一端与R7远离第二电源信号V2的一端耦接，另一端与单片机的对应引脚耦接；二极管D2的型号为BAV21WS，其阳极与电阻R8远离电阻R1的一端耦接，阴极与第二电源信号V2耦接；电容C9的规格为100nF，一端接地，另一端与二极管D2的阳极耦接。

如图3和图4所示，第二连接单元212设置有4个，且其输出端分别与单片机的25脚、26脚、32脚、33脚的相连，第二连接单元212包括电阻R3、电阻R4、以及电容C7。电阻R3的规格为3.3K，一端与第二电源信号V2耦接，另一端与触发电路1耦接；电阻R4的规格为10K，一端与第二电源信号V2的一端耦接，另一端与单片机的对应引脚耦接；电容C9的规格为100nF，一端接地，另一端与电阻R4远离电源电阻R3一端耦接。

如图3和图5所示，保护模块23设置为芯片U1，芯片U1的型号为74HC245PW，其2~9脚分别与单片机的10脚、14脚、42脚、43脚、11脚、15脚、45脚、46脚耦接，其中19脚接地，1脚耦接于第二电源信号V2，10脚接地，20脚耦接于第二电源信号V2，10脚与20脚之间耦接有电容C21，电容C21的规格为100nF。

如图2和图6所示，驱动电路4且为步进电机驱动芯片U4，其型号为TB67S109AFTG，且其中一步进电机驱动芯片U4的41脚、44脚耦接于芯片U1的18脚、17脚；一步进电机驱动芯片U4的41脚、44脚耦接于芯片U1的16脚、15脚；一步进电机驱动芯片U4的41脚、44脚耦接于芯片U1的14脚、13脚；剩余一步进电机驱动芯片U4的41脚、44脚耦接于芯片U1的12脚、11脚。从而给实现对四个步进电机6的控制。

综上所述，当需要启动相应的步进电机6时，通过触发电路1，导通相应的连接模块21，从而在单片机的作用下，启动相应的步进电机驱动芯片U4，已实现步进电机6的驱动。

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的保护范围内都受到专利法的保护。

Claims (8)

1.一种多个步进电机的控制系统，用于控制多个步进电机(6)，其特征在于，包括触发电路(1)、控制电路(2)、电源电路(3)以及多个驱动电路(4)，

电源电路(3)，用于对触发电路(1)、控制电路(2)以及各驱动电路(4)提供电能；

触发电路(1)，根据工作需求输出相应的触发信号；

控制电路(2)，其输入端与触发电路(1)耦接，并响应于触发信号以控制相应的步进电机(6)工作；

驱动电路(4)，其输入端与控制电路(2)耦接，输出端与步进电机(6)的驱动端一一对应耦接并输出驱动信号，步进电机(6)响应于相应的驱动信号并工作。

2.根据权利要求1所述的一种多个步进电机的控制系统，其特征在于，电源电路(3)包括供电模块(31)以及转化模块(32)，

供电模块(31)，其输出端输出与触发电路(1)配合的第一电源信号V1；

转化模块(32)，与供电模块(31)的输出端耦接，并输出与控制电路(2)以及驱动电路(4)配合的第二电源信号V2。

3.根据权利要求2所述的一种多个步进电机的控制系统，其特征在于，控制电路(2)包括连接模块(21)、处理模块(22)以及保护模块(23)，

连接模块(21)，用于接收触发信号并将触发信号的电压值进行降压以符合处理模块(22)的电压要求，并输出连接信号；

处理模块(22)，其输入端与连接模块(21)耦接，并在接收连接信号后进行处理，且输出与对应步进电机(6)配合的处理信号；

保护模块(23)，用于保护处理模块(22)，且耦接于处理模块(22)与驱动电路(4)之间。

4.根据权利要求3所述的一种多个步进电机的控制系统，其特征在于，处理模块(22)设置为单片机。

5.根据权利要求4所述的一种多个步进电机的控制系统，其特征在于，第一电源信号V1的电压值为24v。

6.根据权利要求5所述的一种多个步进电机的控制系统，其特征在于，第二电源信号V2的电压值为3.3v。

7.根据权利要求6所述的一种多个步进电机的控制系统，其特征在于，包括用于检测第二电源信号V2是否正常工作的检测模块(5)，检测模块(5)包括发光二极管以及电阻63，发光二极管的阳极接收第二电源信号V2，电阻63耦接于发光二极管的阴极和地之间。

8.根据权利要求1所述的一种多个步进电机的控制系统，其特征在于，驱动电路(4)设置为步进电机驱动芯片U4。