TB6600 0.5-4 A Stepper Motor Driver - โมดูลควบคุม Stepper Motor

การต่อใช้งาน

• เริ่มจาก VMOT และ GND คือขาสำหรับไฟเลี้ยงมอเตอร์ 8 - 35 V มอเตอร์จะนำไฟเลี้ยงจากส่วนนี้ไปใช้ ซึ่งประกอบด้วย แรงดันและกระแสตาม Spec ที่มอเตอร์ต้องการ

Stepper ที่ใช้แรงดันต่ำกว่า 8 - 35 V ก็สามารถใช้กับโมดูลตัวนี้ได้ เนื่องจากตัวโมดูล สามารถเปลี่ยนแรงดันที่เข้ามายังขา VMOT ให้กลายเป็นกระแสที่มอเตอร์ต้องใช้ โดยการลดแรงดันและเพิ่มกระแสนั่นเอง โดยเราจะต้องปรับ Current Limit ของตัวโมดูล ซึ่งผลรวมกำลัง (P = IV) ของ Output (ไปยังมอเตอร์) จะน้อยกว่ากำลังที่ Input เข้ามาทาง VMOT เสมอ โดยกำลังที่หายไป จะเปลี่ยนไปเป็นความร้อนนั่นเอง

** ระหว่างขา VMOT กับ GND ต้องต่อตัวเก็บประจุอย่างน้อย 47 uF ขึ้นไป (แนะนำให้ใช้ 100 - 300 uF) เพื่อป้องกันการเกิด LC Voltage Spikes

• ขา 2B - 1B ต่อเข้ากับสายไฟของมอเตอร์ตามขั้วที่บอกมาใน Datasheet ของมอเตอร์นั้นๆ

• VDD และ GND คือขาไฟเลี้ยง Logic 3 - 5.5 V ที่จะกำหนดสถานะ HIGH / LOW ให้เฟสต่างๆของมอเตอร์ ทำให้มอเตอร์เกิดการหมุนตามต้องการ โดยทั่วไปอาจจะใช้ไฟ 5 V จาก Arduino โดยตรงเลย แต่แนะนำว่า ควรนำแหล่งจ่าย 5 V ภายนอกมาต่อแทน ในกรณีที่วงจรมีอุปกรณ์ไฟฟ้ามากๆ เพราะไฟ 5 V ของ Arduino อาจจ่ายกระแสได้ไม่เพียงพอ ที่สำคัญคือ อย่าลืมต่อ GND ของ Arduino เข้ากับ GND ของวงจร Driver ด้วย

• DIR และ STEP คือขาควบคุมการหมุนของมอเตอร์ ซึ่งจะเป็นการระบุ ทิศทาง องศา และความเร็วในการหมุน โดยจะต่อเข้ากับ Pin Control ที่กำหนดไว้ใน Code ของ Arduino

• Sleep และ Reset สองขานี้ จะต่อเข้าด้วยกัน เนื่องจากขา Sleep จะทำหน้าที่ส่งกำลังไฟฟ้าน้อยที่สุดที่ทำได้ให้มอเตอร์ ในขณะที่มอเตอร์ยังไม่หมุน เพื่อเป็นการประหยัดพลังงาน ส่วนขา Reset จะกำหนดจุดเริ่มแรกหรือ Home State ในการหมุนของมอเตอร์ ซึ่งถ้าเราปล่อยขานี้ให้ว่างไว้ หรือเป็น LOW จะทำให้มอเตอร์ไม่หมุน (Disable)ดังนั้นเราจึงต้องต่อขา Sleep เข้ากับขา Reset เพื่อให้มอเตอร์อยู่ในโหมด Enable นั่นเอง

• MS1 - MS3 ทั้ง 3 ขานี้จะใช้ในการกำหนด Step Resolution ของ Stepper Motor ซึ่งถือเป็นอีกหนึ่งสิ่งที่น่าสนใจในการใช้งาน Stepper ให้มีประสิทธิภาพสูงสุด

• Enable ขาสุดท้ายนี้ จะถูกปล่อยให้เป็น LOW ตลอดการใช้งาน เนื่องจากถ้ามีสถานะมีสถานะเป็น HIGH จะทำให้ Output ไปยัง Motor เป็น Disable Mode

การปรับ Step Resolution

Step Resolution คือความละเอียดขององศาในการหมุนของ Stepper เช่น ใน Stepper ทั่วๆไปที่มีองศาการหมุน 1.8° per Step หมายถึง Stepper จะหมุน 1.8° ทุกๆสัญญาณ 1 Step นั่นคือถ้าจะหมุน 1 รอบ (360°) จะต้องหมุนทั้งหมด 360° / 1.8° = 200 Step ซึ่งนี่คือ Full Step Resolution ของมอเตอร์ตัวนี้

ซึ่งถ้าหากต้องการให้มอเตอร์หมุนได้ละเอียดยิ่งขึ้น นั่นคือการลดองศาในการหมุนต่อ 1 Step นั่นเอง เช่นต้องการให้มอเตอร์ หมุนได้ 0.9°ต่อ 1 Step นั่นคือต้องหมุนทั้งหมด 360° / 0.9° = 400 Step และเราเรียกมันว่า 1/2 Step Resolution เนื่องจากมีความละเอียดเป็น 2 เท่าของ Full Step แต่องศาการหมุนเป็น 1/2 เท่าของ Full Step นั่นเอง

โดย A4988 สามารถปรับ Step Resolution สูงสุดได้ถึง 1/16 Step นั่นหมายถึง มอเตอร์ตัวนี้จะมีองศาในการหมุนสูงสุดถึง 0.1125° per Step เลยทีเดียว โดยจะต้องหมุน 3200 Step ทุกๆ 1 รอบ แต่ทั้งนี้ ยิ่งมีความละเอียดมาก ก็จะทำให้การทำงานช้าลงด้วย แต่เราสามารถแก้ไขโดยการเพิ่มความถี่ตามจำนวนเท่าของ Step Resolution นั่นเอง

วิธีการปรับ Step Resolution

A4988 ใช้ขา MS1 MS2 และ MS3 เป็นตัวกำหนดสถานะของ State ต่างๆดังนี้

MS1	MS2	MS3	Microstep Resolution
LOW	LOW	LOW	FULL STEP
HIGH	LOW	LOW	Half Step (1/2)
LOW	HIGH	LOW	Quarter Step (1/4)
HIGH	HIGH	LOW	Eighth Step (1/8)
HIGH	HIGH	HIGH	Sixteenth Step (1/16)

เราสามารถทำให้ขาต่างๆเป็น HIGH ได้ โดยการนำไฟ 3 - 5.5 V ต่อเข้ายังขานั้นๆ และทำให้เป็น LOW โดยการปล่อยว่างไว้ เนื่องจากทั้ง 3 ขา มีตัวต้านทาน Pull Down ในตัวเอง