如何实现用乐迪AT9S遥控器控制步进电机

Question

1. 步进电机实物及参数如下图所示：
   

   

1. 乐迪AT9S遥控器接收器如下图所示：
   

   

2. 需要解决的问题是用乐迪AT9S航模遥控器分别控制这两个电机实现正反转，且电机要可以调速。

Answer 1

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要实现使用乐迪AT9S遥控器控制步进电机，并实现正反转以及调速功能，你需要以下几个步骤：

1. 理解遥控器输出信号

乐迪AT9S遥控器通过PWM信号来控制输出。从图5和图6中可以看出，遥控器接收器有若干个通道（Channel），通常标记为CH1至CHn，每个通道对应一个PWM信号输出，用于控制不同的功能。在本例中，至少需要2个通道来分别控制两个电机的正反转与调速。

2. 连接遥控器接收器与电机驱动器

假设你有一个兼容PWM信号的步进电机驱动器（例如DRV8825、A4988等），你可以按照以下方式连接：

• 电机A:

  • FOCUS A+ 连接到电机驱动器的A+输入。
  • FOCUS A- 连接到电机驱动器的A-输入。
  • PWM信号从遥控器接收器的一个通道（比如CH1）连接到电机驱动器的使能或方向控制引脚（具体取决于驱动器的设计，可能需要通过逻辑电路转换PWM为方向和脉冲信号）。

• 电机B:

  • ZOOM A+ 连接到电机驱动器的A+输入。
  • ZOOM A- 连接到电机驱动器的A-输入。
  • 另一个PWM信号（比如CH2）连接到电机B驱动器的相应控制引脚。

3. 转换PWM信号为步进电机控制信号

乐迪AT9S遥控器的PWM信号通常用于连续调节，而步进电机需要脉冲信号来控制步进。因此，你需要设计或使用现成的电路将PWM信号转换为步进电机所需的脉冲序列和方向控制信号。这可以通过微控制器（如Arduino、STM32等）来实现，编写程序根据PWM信号的占空比调整电机的转速，同时根据PWM的高电平或低电平决定电机的旋转方向。

示例代码（基于Arduino）:

这里提供一个简化示例，展示如何使用Arduino读取PWM信号并转换为步进电机的控制信号。注意，这只是一个基础框架，实际应用中需要根据具体电机驱动器的接口和需求进行调整。

#include <Arduino.h>

const int pwmPin1 = 3; // 假设连接到CH1的PWM输出
const int pwmPin2 = 11; // 假设连接到CH2的PWM输出
const int dirPin1 = 4; // 电机A的方向控制
const int dirPin2 = 5; // 电机B的方向控制
const int stepPin1 = 6; // 电机A的步进控制
const int stepPin2 = 7; // 电机B的步进控制

void setup() {
  pinMode(pwmPin1, INPUT);
  pinMode(pwmPin2, INPUT);
  pinMode(dirPin1, OUTPUT);
  pinMode(dirPin2, OUTPUT);
  pinMode(stepPin1, OUTPUT);
  pinMode(stepPin2, OUTPUT);
}

void loop() {
  int pwmValue1 = pulseIn(pwmPin1, HIGH); // 读取PWM信号的高电平持续时间
  int pwmValue2 = pulseIn(pwmPin2, HIGH); // 同上，针对第二个电机
  
  // 根据PWM值调整电机转速，此处为简化示例，实际情况需根据PWM周期和期望转速关系调整
  int stepsPerSecond1 = map(pwmValue1, 1000, 2000, 0, 500); // 假定映射关系
  int stepsPerSecond2 = map(pwmValue2, 1000, 2000, 0, 500);

  // 设置电机方向（此部分根据你的具体需求和PWM信号的解读方式调整）
  digitalWrite(dirPin1, pwmValue1 > 1500 ? HIGH : LOW);
  digitalWrite(dirPin2, pwmValue2 > 1500 ? HIGH : LOW);

  // 生成步进脉冲
  for(int i=0; i<stepsPerSecond1; i++) {
    digitalWrite(stepPin1, HIGH);
    digitalWrite(stepPin1, LOW);
    delayMicroseconds(2000000/stepsPerSecond1); // 延时调整步进频率
  }
  
  for(int i=0; i<stepsPerSecond2; i++) {
    digitalWrite(stepPin2, HIGH);
    digitalWrite(stepPin2, LOW);
    delayMicroseconds(2000000/stepsPerSecond2); // 同上，针对第二个电机
  }
}

注意事项：

• 上述代码仅作为概念示例，实际应用中需要根据电机的具体参数（如步进角、推荐驱动条件）和遥控器的实际PWM输出特性进行调整。
• 实际电路中可能还需要考虑信号调理（如电平转换、滤波）、电机保护措施（如过热、过流保护）等。
• 考虑到步进电机的特殊性，可能需要更复杂的微控制器程序来精确控制步进和方向，尤其是生成正弦波形输出以优化电机性能。

希望这个概述和示例代码能为你提供一定的指导，具体实施时还需结合硬件和实际应用场景做细致设计。