【花雕学编程】Arduino动手做（223）---二相四线42步进电机

37款传感器与执行器的提法，在网络上广泛流传，其实Arduino能够兼容的传感器模块肯定是不止这37种的。鉴于本人手头积累了一些传感器和执行器模块，依照实践出真知（一定要动手做）的理念，以学习和交流为目的，这里准备逐一动手尝试系列实验，不管成功（程序走通）与否，都会记录下来—小小的进步或是搞不掂的问题，希望能够抛砖引玉。

【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）
实验二百二十三：42步进电机二相四线+A4988驱动模块+设置扩展板

  【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）
  实验二百二十三：42步进电机二相四线+A4988驱动模块+设置扩展板
  项目实验之八：驱动步进电机顺时针5圈和逆时针5圈

实验开源代码

/*
  【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）
  实验二百二十三：42步进电机二相四线+A4988驱动模块+设置扩展板
  项目实验之八：驱动步进电机顺时针5圈和逆时针5圈
*/

//定义步进电机连接引脚和每转一圈的步数
#define dirPin 2
#define stepPin 3
#define stepsPerRevolution 200

void setup() {
  //将引脚声明为输出
  pinMode(stepPin, OUTPUT);
  pinMode(dirPin, OUTPUT);
}

void loop() {
  //顺时针设置旋转方向
  digitalWrite(dirPin, HIGH);

  //缓慢旋转步进电机1圈
  for (int i = 0; i < stepsPerRevolution; i++) {
    //这四行结果为1个步骤
    digitalWrite(stepPin, HIGH);
    delayMicroseconds(2000);
    digitalWrite(stepPin, LOW);
    delayMicroseconds(2000);
  }

  delay(1000);

  //逆时针设置旋转方向
  digitalWrite(dirPin, LOW);

  //快速旋转步进电机1圈
  for (int i = 0; i < stepsPerRevolution; i++) {
    //这四行结果为1个步骤
    digitalWrite(stepPin, HIGH);
    delayMicroseconds(1000);
    digitalWrite(stepPin, LOW);
    delayMicroseconds(1000);
  }

  delay(1000);

  //顺时针设置旋转方向
  digitalWrite(dirPin, HIGH);

  //快速旋转步进电机5圈
  for (int i = 0; i < 5 * stepsPerRevolution; i++) {
    //这四行结果为1个步骤
    digitalWrite(stepPin, HIGH);
    delayMicroseconds(500);
    digitalWrite(stepPin, LOW);
    delayMicroseconds(500);
  }

  delay(1000);

  //逆时针设置旋转方向
  digitalWrite(dirPin, LOW);

  //快速旋转步进电机5圈
  for (int i = 0; i < 5 * stepsPerRevolution; i++) {
    //这四行结果为1个步骤
    digitalWrite(stepPin, HIGH);
    delayMicroseconds(500);
    digitalWrite(stepPin, LOW);
    delayMicroseconds(500);
  }

  delay(1000);
}
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【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）
  实验二百二十三：42步进电机二相四线+A4988驱动模块+设置扩展板
  项目实验之九：使用AccelStepper库控制步进电机的步数或转数

实验开源代码

/*
  【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）
  实验二百二十三：42步进电机二相四线+A4988驱动模块+设置扩展板
  项目实验之九：使用AccelStepper库控制步进电机的步数或转数
*/

//包括AccelStepper库
#include "AccelStepper.h"

//定义步进电机连接和电机接口类型。
//使用驱动器时，电机接口类型必须设置为1
#define dirPin 2
#define stepPin 3
#define motorInterfaceType 1

//创建AccelStepper类的新实例
AccelStepper stepper = AccelStepper(motorInterfaceType, stepPin, dirPin);

void setup() {
  //以每秒步数设置最大速度
  stepper.setMaxSpeed(1000);
}

void loop() {
  //将当前位置设置为0
  stepper.setCurrentPosition(0);

  //以200步/秒的速度向前运行电机，直到电机达到400步（2转）
  while (stepper.currentPosition() != 400)
  {
    stepper.setSpeed(200);
    stepper.runSpeed();
  }

  delay(1000);

  //将位置重置为0
  stepper.setCurrentPosition(0);

  //以600步/秒的速度反向运行电机，直到电机达到-200步（1转）
  while (stepper.currentPosition() != -200)
  {
    stepper.setSpeed(-600);
    stepper.runSpeed();
  }

  delay(1000);

  //将位置重置为0
  stepper.setCurrentPosition(0);

  //以400步/秒的速度向前运行电机，直到电机达到600步（3转）
  while (stepper.currentPosition() != 600)
  {
    stepper.setSpeed(400);
    stepper.runSpeed();
  }

  delay(1500);
}
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代码的工作原理：
从定义步进和方向引脚开始，这里将它们连接到Arduino引脚3和2。

该语句用于为常量值命名。编译程序时，编译器会将对此常量的任何引用替换为定义的值。所以在你提到的任何地方，编译器都会在编译程序时将其替换为值 2。

#definedirPin
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这里定义了一个常量。驱动器设置为全步模式，所以将其设置为每转 200 步。如果设置不同，请更改此值 stepsPerRevolution。

#define dirPin 2
#define stepPin 3
#define stepsPerRevolution 200
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在代码部分中，所有电机控制引脚都声明为数字输出，其功能为  setup()pinMode() 。

void setup() {
  pinMode(stepPin, OUTPUT);
  pinMode(dirPin, OUTPUT);
}
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在代码部分，让电机在 CW 方向上缓慢旋转一圈，在 CCW 方向上快速旋转一圈。接下来，我们让电机高速向每个方向旋转 5 圈。那么如何控制速度、旋转方向和转数呢？

loop()
  digitalWrite(dirPin, HIGH);

  for(int i = 0; i < stepsPerRevolution; i++)
  {
    digitalWrite(stepPin, HIGH);
    delayMicroseconds(2000);
    digitalWrite(stepPin, LOW);
    delayMicroseconds(2000);
  }
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控制旋转方向：
为了控制步进电机的旋转方向，我们将 DIR（方向）引脚设置为高电平或低电平。为此，我们使用函数，根据步进电机的连接方式，将 DIR 引脚设置为高电平将使电机转动 CW 或 CCW。

digitalWrite()
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控制步数或转数：
在此示例中，for 环路控制步进电机将采取的步数。for 循环中的代码导致步进电机的 1 步进。由于循环中的代码执行了 200 次 （stepsPerRevolution），因此会导致 1 次旋转。在最后两个循环中，for 循环中的代码执行 1000 次，这导致 1000 步或 5 转。

请注意，可以将 for 循环中的第二个项更改为所需的任何步骤数。 将导致 100 步，或半圈。

for(int i = 0; i < 100; i++)
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控制速度：
步进电机的速度由发送到STEP引脚的脉冲频率决定。频率越高，电机运行速度越快。可以通过更改代码来控制脉冲的频率。延迟越短，频率越高，电机运行速度越快。

delayMicroseconds()
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电机规格 ：42 步进电机
电机厚度 ：33.3 MM
电机轴径 ：5 MM圆轴（没有扁位）
输出轴长度 ：22 MM
线长 ：大约 140 MM（线是送的）
电机重量 ：224 克
电机内阻 ：1.5 欧
5V 短路电流 ：2.7 A

42步进电机驱动，使用A4988模块

42步进电机A4988驱动模块扩展板

实验模块接线示意图

【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）
  实验二百二十三：日本（Nidec）二相四线 KV4234 步进电机 步进角1.8 度 5MM圆轴
  项目程序之一：控制步进电机转动

实验开源代码

/*
  【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）
  实验二百二十三：42步进电机+A4988驱动器
  项目程序之一：控制步进电机转动
  /*

  //包含AccelStepper库
  #include <AccelStepper.h>

  //定义引脚连接
  const int dirPin = 4;
  const int stepPin = 2;
  int enPin = 8;

  //定义电机接口类型
  #define motorInterfaceType 1

  //创建实例
  AccelStepper myStepper(motorInterfaceType, stepPin, dirPin);

  void setup() {
  //设置最大速度、加速度系数，
  //初始速度和目标位置
  pinMode( enPin , OUTPUT);
  digitalWrite( enPin , LOW);

  // myStepper.setCurrent(0);

  // myStepper.setMaxSpeed(1000);
  myStepper.setAcceleration(2000);
  myStepper.setSpeed(1000);
  myStepper.moveTo(1600);

  }

  void loop() {
  //电机到达目标位置后改变方向
  if (myStepper.distanceToGo() == 0)
    myStepper.moveTo(-myStepper.currentPosition());

  //将电机移动一步
  myStepper.run();
  }
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实验场景图

实验记录视频

【花雕学编程】Arduino动手做（223）---日本（Nidec）二相四线 KV4234 步进电机 步进角1.8 度 5MM圆轴
https://www.bilibili.com/video/BV1Cy8we1E6u/?share_source=copy_web&vd_source=371a292a55e5ca9be994cbb4a86cc987

【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）
  实验二百二十三：日本（Nidec）二相四线 KV4234 步进电机 步进角1.8 度 5MM圆轴
  项目实验之二：控制步进电机正向与反向转动
Linkboy仿真编程

实验记录视频

【花雕学编程】实验之二：控制步进电机正向与反向转动】
https://www.bilibili.com/video/BV1yo8gezEjg/?share_source=copy_web&vd_source=371a292a55e5ca9be994cbb4a86cc987


  

  【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）
  实验二百二十三：42步进电机+A4988驱动器
  项目实验之三：正反向控制步进电机快慢转动
  实验开源代码

/*
  【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）
  实验二百二十三：42步进电机+A4988驱动器
  项目实验之三：正反向控制步进电机快慢转动
*/

//定义引脚连接和电机每转的步数
const int dirPin = 3;
const int stepPin = 2;
const int stepsPerRevolution = 200;

void setup() {
  //将引脚声明为输出
  pinMode(stepPin, OUTPUT);
  pinMode(dirPin, OUTPUT);
}

void loop() {
  //顺时针设置电机方向
  digitalWrite(dirPin, HIGH);
  //缓慢旋转电机
  for (int x = 0; x < stepsPerRevolution; x++)
  {
    digitalWrite(stepPin, HIGH);
    delayMicroseconds(2000);
    digitalWrite(stepPin, LOW);
    delayMicroseconds(2000);
  }
  delay(1000); //等一下，延时1秒

  //逆时针设置电机方向
  digitalWrite(dirPin, LOW);
  //快速旋转电机
  for (int x = 0; x < stepsPerRevolution; x++)
  {
    digitalWrite(stepPin, HIGH);
    delayMicroseconds(1000);
    digitalWrite(stepPin, LOW);
    delayMicroseconds(1000);
  }
  delay(1000); // 等一下，延时1秒
}
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实验模块接线示意图

连接表



代码说明
1、我们首先定义了连接到 A4988 引脚的 Arduino 引脚。然后，我们定义了内容stepsPerRevolution，它包含电机每转完成所需的整数步数。
2、在空置设置中，我们将电机的控制引脚声明为输出。
3、在空隙回路中，我们将 DIR 引脚设置为高电平以顺时针方向旋转电机（要逆时针旋转电机，可以将 DIR 设置为低电平）。由于我们发送到STEP引脚的脉冲频率决定了电机的速度，因此我们将该引脚设置为高，然后设置为低。当脉冲较高时，电机运行得更快。

【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）
  实验二百二十三：42步进电机二相四线+A4988驱动模块+设置扩展板
  项目实验之四：步进电机的加速和减速控制
  实验说明：步进电机的运动加速和减速，电机将以每秒 200 步的速度和每秒 30 步的加速度来回运行。

  实验开源代码

/*
  【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）
  实验二百二十三：42步进电机二相四线+A4988驱动模块+设置扩展板
  项目实验之四：42步进电机的加速和减速控制
*/

//包含AccelStepper库
#include <AccelStepper.h>

//定义引脚连接
#define dirPin 2
#define stepPin 3
//定义电机接口类型
#define motorInterfaceType 1

//创建AccelStepper类的新实例
AccelStepper stepper = AccelStepper(motorInterfaceType, stepPin, dirPin);

void setup(){
  //设置最大速度和加速度：
  stepper.setMaxSpeed(200);
  stepper.setAcceleration(30);
}

void loop() {
  //设置目标位置
  stepper.moveTo(600);
  //以设定的速度和加速/减速运行到目标位置
  stepper.runToPosition();

  delay(1000);

  // 移回零
  stepper.moveTo(0);
  stepper.runToPosition();

  delay(1000);
}
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实验场景图

实验记录视频

【花雕学编程】实验之四：42步进电机的加速和减速控制】
https://www.bilibili.com/video/BV1Ua81eCEjo/?share_source=copy_web&vd_source=371a292a55e5ca9be994cbb4a86cc987

【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）
  实验二百二十三：42步进电机二相四线+A4988驱动模块+设置扩展板
  项目实验之五：使用10K电位器模块控制42步进电机的速度

10K电位器模块