如何使用73xx控制器和UMI-7764来驱动第三方步进电机？

硬件: Motion Control

问题: 如何使用73xx控制器和UMI-7764来驱动第三方步进电机？

解答: 将NI运动控制卡与第三方步进电机放大器或者驱动器连接时常会遇到一个问题，即驱动器通常带有一个Step+接线端和一个Step-接线端以用于驱动电机，而且是光电隔离的。根据UMI-7764接口的标签所示，似乎应该将Step/CW信号连接至第三方驱动器的Step+，而将Gnd连接至驱动器的Step-。而这种配置方法对于光电隔离的驱动器常常是不合适的，电机根本无法运动。

这是由于，运动控制卡上的step和direction信号通常是集电极开路的（direction，breakpoint 和 inhibit out 信号也是如此）。集电极开路意味着运动控制卡的输出电路仅可以输出很小的电流（以我们的控制器为例，最大可达1.5mA），但却可以吸收很多电流。请看如下的框图。

在放大器一端，光电隔离常常是由一个二极管来实现的，它只允许一个方向的电流通过。当二极管导通时，它发送一个信号给光接收器，这个信号用于在驱动器内部驱动电机。这种机制避免了大电流信号流回到控制器中导致控制器损坏。但问题在于，为了实现导通，常常需要提供比较大的电流给二极管（15mA或者更大），这样的话，直接将控制卡的信号连接给驱动器将无法工作。

解决办法：
不要直接将驱动器的Step+连接至NI UMI-7764的Step/CW，而是应该将Step+连接至一个具有足够输出能力的+5v电源，这个电源需要输出足够大的电流以导通二极管。接着，将UMI-7764 的Step/CW信号连接至驱动器的Step-接线端。这样，当UMI-7764的step信号可以在+5V和GND之间切换时，二极管两端的电压差将在0V和+5V之间切换。二极管两端的电压差使得来自电源的电流导通二极管，这样就可以驱动电机。对direction, breakpoint和inhibit out信号，也要执行相同的操作。

注意：当连接一个外部电源时，你需要切断电源。当你选择将电源的地连接至73xx卡的数字地时，要注意可能会引入接地环路。为了避免这种情形，请检查电源的地和数字地之间的电压差。如果电压差为0V，那么就没问题。为了避免节点环路，请使用带有隔离的电源。

如果两个地之间的电压差不是0，可以选择使用73xx板上的+5V电源来为驱动器供电。应用这种配置时需要注意产品说明书中所提到的，整个板卡总计的电流不能超过100mA。

相关链接: Motion Control Support
Developer Zone Tutorial: How to connect the 73xx inhibit and command signal outputs to third party drives.
Developer Zone Tutorial: Introduction to Wired-OR Outputs and Open-Collector Circuits
Product Manuals: National Instruments 7330 User Manual
Product Manuals: Universal Motion Interface (UMI) Accessory User Guide

附件:


- open collector.GIF



报告日期: 02/05/2003
最近更新: 03/29/2009
文档编号: 2U4GA0OV