一种步进电机控制装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于电机控制技术领域，具体涉及一种步进电机控制装置。
【背景技术】
[0002]步进电机是将电脉冲信号转换为位移或转速的控制元件，输入一个脉冲信号，步进电机就转动一个角度，其机械角位移和转速分别与输入电机绕组的脉冲个数和脉冲频率成比例，通过改变脉冲频率可以改变电机的转速，通过改变脉冲的方向可以改变电机的转向，因其不受负载变化的影响，所以已被广泛应用于各种控制领域。但是目前步进电机的控制装置还存在一些不足:首先，步进电机的控制策略单一，调节范围较小，控制精度低，系统稳定性不够，而且步进电机机械结构和空间的限制，步进分辨率低，缺乏灵活性;其次，步进电机的性能还受到温度的影响，步进电机的温度包括步进电机所处环境的温度和电机在转动过程中产生的温升，环境的温度较高时，步进电机的温度也会因此而升高，如果步进电机的温度不能及时被散热，当步进电机的温度达到一定程度时，就会带来一些负面影响，步进电机内部各部分热膨胀系数不同导致结构应力的变化和内部气隙的微小变化，影响动态响应，如不及时停机会使步进电机的磁性材料退磁，大大缩短步进电机的寿命;再者，目前的步进电机主要是通过按键输入来控制步进电机的启停、正转、反转和加减速等，而且在一些环境比较恶劣或对身体有损害的地方，人们无法接近步进电机控制器部位，难以实现安全操作，操作不方便;最后，在步进电机转动的过程中，步进电机绕组的电流发生过流，此时如若没有相关人员及时处理可能引发安全事故，传统的步进电机靠熔断器等常规手段来保证步进电机安全，但是其成本高，不能广泛应用。因此，现如今缺少一种结构简单、成本低、设计合理、易控制的步进电机控制装置，操作更加简便，提高步进电机转动的稳定性和精度。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种步进电机控制装置，其设计新颖合理，结构简单，易控制，操作方便，且步进电机转动稳定，精度高，实用性强，便于推广使用。
[0004]为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是:一种步进电机控制装置，其特征在于:包括微控制器、电源模块、以及与微控制器相接的无线控制模块和液晶触摸屏，所述微控制器的输入端接有角度传感器、用于检测步进电机转速的速度检测模块、用于检测步进电机内部温度的第一温度传感器和用于检测步进电机外部温度的第二温度传感器，所述微控制器的输出端接有指示灯、步进电机控制电路和散热模块;所述速度检测模块包括霍尔传感器和与所述霍尔传感器输出端相接的整形放大电路，所述步进电机控制电路包括电流反馈模块以及依次相接的脉冲调制电路、光电隔离电路、功率放大电路和步进电机，所述散热模块包括继电器驱动电路和与所述继电器驱动电路输出端相接的风扇，所述电流反馈模块包括用于检测步进电机绕组电流且与所述功率放大电路输出端相接的电流采样电路和与所述电流采样电路输出端相接的过流保护电路，所述脉冲调制电路的输入端和继电器驱动电路的输入端均与微控制器的输出端相接，所述过流保护电路的输出端和整形放大电路的输出端均与微控制器的输入端相接，所述微控制器通过无线通信模块与上位机进行通信。
[0005]上述的一种步进电机控制装置，其特征在于:所述霍尔传感器包括传感器0H137;所述整形放大电路包括型号为LM358的芯片LI和型号为LM358的芯片L2，所述芯片LI的同相输入端经电阻R49接地，芯片LI的反相输入端经电阻R20与传感器0H137的第3引脚相接，芯片LI的输出端分两路，一路经电阻R40与芯片LI的反相输入端相接，另一路经电阻R38与芯片L2的反相输入端相接;所述芯片L2的同相输入端经电阻R50接地，芯片L2的输出端分两路，一路经电阻R39与芯片L2的反相输入端相接，另一路经电容Cl I与微控制器相接。
[0006]上述的一种步进电机控制装置，其特征在于:所述角度传感器包括IHC3808系列旋转光电编码器。
[0007]上述的一种步进电机控制装置，其特征在于:所述第一温度传感器和第二温度传感器均包括传感器PT100。
[0008]上述的一种步进电机控制装置，其特征在于:所述脉冲调制电路包括芯片SN74LS194，所述芯片SN74LS194的第3引脚、第4引脚、第5引脚、第6引脚、第9引脚、第10引脚和第11引脚均与微控制器相接，芯片SN74LS194的第12引脚、第13引脚、第14引脚和第15引脚分别与电阻R6的一端、电阻R5的一端、电阻R4的一端和电阻R7的一端相接;所述光电隔离电路包括型号为TPL521的芯片U1、型号为TPL521的芯片U2、型号为TPL521的芯片U3和型号为TPL521的芯片U4，所述芯片Ul的第2引脚与电阻R7的另一端相接，所述芯片U2的第2引脚与电阻R4的另一端相接，所述芯片U3的第2引脚与电阻R5的另一端相接，所述芯片U4的第2弓丨脚与电阻R6的另一端相接，所述芯片Ul的第I引脚、芯片U2的第I引脚、芯片U3的第I引脚和芯片U4的第I引脚的连接端经电阻R18与5V电源输出端相接。
[0009]上述的一种步进电机控制装置，其特征在于:所述功率放大电路包括三极管Q4、三极管Q5、三极管Q3和三极管Q2，所述三极管Q4的发射极、三极管Q5的发射极、三极管Q3的发射极和三极管Q2的发射极的连接端经电阻R9与12V电源输出端相接，三极管Q4的基极经电阻Rl与芯片Ul的第4引脚相接，三极管Q5的基极经电阻R2与芯片U2的第4引脚相接，三极管Q3的基极经电阻R3与芯片U3的第4引脚相接，三极管Q2的基极经电阻R8与芯片U4的第4引脚相接，三极管Q4的集电极分两路，一路经电阻RlO与整流二极管D5的阴极相接，另一路经并联的电容C12和电阻R51与步进电机第一绕组的一端相接;三极管Q5的集电极分两路，一路经电阻R28与整流二极管D4的阴极相接，另一路经并联的电容C13和电阻R52与步进电机第一绕组的另一端相接;三极管Q3的集电极分两路，一路经电阻R29与整流二极管D3的阴极相接，另一路经并联的电容C14和电阻R53与步进电机第二绕组的一端相接;三极管Q2的集电极分两路，一路经电阻R30与整流二极管D2的阴极相接，另一路经并联的电容C15和电阻R54与步进电机第二绕组的另一端相接;所述整流二极管D5的阳极、整流二极管D4的阳极、整流二极管D3的阳极和整流二极管D2的阳极均接地。
[0010]上述的一种步进电机控制装置，其特征在于:所述电流采样电路包括第一电流采样电路和第二电流采样电路，所述第一电流采样电路包括采样电阻Rel、型号为LM324的芯片Ull和型号为LM324的芯片U12，所述芯片Ull的同相输入端经电阻Rll与采样电阻Rel的一端相接，芯片Ull的反相输入端与滑动电阻R12的一个固定端和滑动电阻R12的滑动端的连接端相接，所述滑动电阻R12的另一个固定端接地，芯片Ull的输出端分两路，一路经电阻R13与芯片Ull的同相输入端相接，另一路与芯片U12的同相输入端相接;所述芯片U12的输出端分两路，一路与芯片U12的反相输入端相接，另一路为第一电流米样电路的信号输出端VoutA；
[0011]所述第二电流采样电路包括采样电阻Re2、型号为LM324的芯片U21和型号为LM324的芯片U22，所述芯片U21的同相输入端经电阻R21与采样电阻Re2的一端相接，芯片U21的反相输入端与滑动电阻R22的一个固定端和滑动电阻R22的滑动端的连接端相接，所述滑动电阻R22的另一个固定端接地，芯片U21的输出端分两路，一路经电阻R23与芯片U21的同相输入端相接，另一路与芯片U22的同相输入端相接;所述芯片U22的输出端分两路，一路与芯片U22的反相输入端相接，另一路为第二电流采样电路的信号输出端VoutB。
[0012]上述的一种步进电机控制装置，其特征在于:所述过流保护电路包括第一过流保护电路和第二过流保护电路，所述第一过流保护电路包括型号为LM258的芯片U13和三极管Qll，所述芯片U13的反相输入端分两路，一路经R14与5V电源输出端相接，另一路与滑动电阻R15的一个固定端相接;所述滑动电阻R15的滑动端和滑动电阻R15的另一个固定端的连接端接地，所述芯片U13的同相输入端与第一电流采样电路的信号输出端VoutA相接，所述芯片U13的输出端与整流二极管Dll的阳极相接，所述整流二极管Dll的阴极经电阻R16与三极管Qll的基极相接，所述三极管Qll的发射极接