五線四相 步進馬達 控制 ULN2003 研究 內部邏輯閘

這次要介紹的是arduino藉由ULN2003控制步進馬達的方法
首先先給大家看一下完成的運轉影片

大家可能會發現我的arduino uno怎麼會與眾不同，秘密就在我把這塊改成排針(公)啦~
這樣就可以穩穩地插在麵包版上，屹立不搖，不會從側邊看會有點曲線，因為UNO的間距跟麵包版不是很合。
這塊步進馬達驅動模組我也改過，他的排針原本是跟板子垂直立正的，不過個人非常講究方便實用，這次的實驗只會用到4個輸入腳，而這塊共有7個輸入腳，留下前四個，後面三個斷路，改接+-極，再彎成跟板子平行，以便插入麵包版，就這樣，新的產品誕生~(焊點很醜)

因為這塊驅動板註明使用五線四相的步進馬達，所以就買了一顆

因為步進馬達沒甚麼好改裝的，所以就不動它了，維持原貌~

再來開始連接囉~本範例中接在arduino的是 3,4,5,6
程式碼如下:(如果不懂那要麻煩自己去多看一些文章或在留言中提問)


int motorPin_4 = 6;     //定義pin對應名稱
int motorPin_3 = 5;
int motorPin_2 = 4;
int motorPin_1 = 3;
int delayTime = 6;    //設定速度(毫秒)

void setup() {
  pinMode(motorPin_4, OUTPUT);    //定義pin輸出
  pinMode(motorPin_3, OUTPUT);
  pinMode(motorPin_2, OUTPUT);
  pinMode(motorPin_1, OUTPUT);
}

void loop() {
  digitalWrite(motorPin_4, LOW);
  digitalWrite(motorPin_3,HIGH);
  digitalWrite(motorPin_2, HIGH);
  digitalWrite(motorPin_1,LOW);
  delay(delayTime);
  digitalWrite(motorPin_4, LOW);
  digitalWrite(motorPin_3,HIGH);
  digitalWrite(motorPin_2, LOW);
  digitalWrite(motorPin_1,HIGH);
  delay(delayTime);
  digitalWrite(motorPin_4, HIGH);
  digitalWrite(motorPin_3,LOW);
  digitalWrite(motorPin_2, LOW);
  digitalWrite(motorPin_1,HIGH);
  delay(delayTime);
  digitalWrite(motorPin_4, HIGH);
  digitalWrite(motorPin_3,LOW);
  digitalWrite(motorPin_2, HIGH);
  digitalWrite(motorPin_1,LOW);
  delay(delayTime);
}

如果你的零件和連接沒問題基本上就可以轉動

再來我們來看看ULN2003裡面到裡面藏了甚麼；這顆輸入是高電位時輸出低電位，輸入低電位時高阻抗，第9PIN要接高電位或者空接都可以，但第8PIN一定要接地。

我們的這次的程式碼流過晶片後，步進馬達接收到的訊號是這樣的:(Z表示高阻抗)

紅(1):持續5V
橙(2):Z00Z
黃(3):0ZZ0
紫(4):00ZZ
藍(5):ZZ00

其實控制步進馬達就是那麼簡單，共接點給VCC，其他PIN依序給低電位，內部的電給就會依序產生磁力帶動馬達轉動。
這個例子是一次給兩個低電位訊號，扭力較大，也可以用以下方式
0ZZZ
Z0ZZ
ZZ0Z
ZZZ0
這樣較省電，但扭力較差。
如果將以上方式整合在一起
0ZZZ
00ZZ
Z0ZZ
Z00Z
ZZ0Z
ZZ00
ZZZ0
0ZZ0
這樣每次轉動的角度是原本的1/2，更為精確。

Q1:為什麼要用ULN2003來驅動?
A:因為ULN2003內部為達靈頓電路，給予極小的電流就會導通(接地)

Q2:為什麼第9PIN可以空接或接VCC?
A:接VCC可以符合一般的反向器，在in=0時，out=1；但它輸出的高電位是"虛"高電位，電流很小不能驅動其他東西；所以在這篇的例子空接不會有影響。

Q3:第8PIN一定要接地?
A:使用達靈頓電路就是要讓它，在in=1時，out=0；而且那個0是趨近於直接接地的0，(電流可以很大)，所以第8PIN是必要接地的。