任务介绍

题目要求：设计一款步进电机驱动模块

1. 设计一款步进电机驱动模块，可驱动常见的步进电机，可提供至少2A电流
2. 板卡尺寸：小于60mmx40mm
3. 包含信号：信号输出口，电源接口、GND
4. 主要器件：需在DigiKey官网上有货且正常售卖

请注意：PCB设计工具需用KiCad（官方邮件赠送了课程），或最终提交的文件需是KiCad文件，详见大赛主页阶段1要求和项目提交内容

模块介绍

根据任务要求本次我选用的是TMC2209-LA-T芯片设计了一款步进电机驱动模块，此模块可驱动常见的步进电机，可提供至少2A电流。

MC2209是一款用于两相步进电机的超静音电机驱动IC。

ADI Trinamic先进的StealthChop2™斩波器可确保无噪音运行，最高效率和最佳电机扭矩。其快速电流调节和与SpreadCycle™的可选组合允许高度动态运动，同时添加StallGuard4™用于无传感器制导。集成的功率mosfet可处理高达2A RMS的电机电流，具有保护和诊断功能，可实现稳健可靠的运行。一个简单易用的UART接口打开了调优和控制选项。将应用程序调优存储到OTP内存。业界最先进的步进/Dir步进电机驱动器系列升级设计到无噪音和最精确的操作，以实现成本效益和极具竞争力的解决方案。

TMC2209-LA-T芯片DigiKey链接：https://www.digikey.cn/zh/products/detail/analog-devices-inc-maxim-integrated/TMC2209-LA-T/10232491

原理图和PCB模块介绍

原理图

PCB

EN：接GND, 电机才能工作。

OA2\OA2\OB1\OB2: 接2项步进电机的A相±，B相±。

VS（VM）：给电机的电压(4.75—>28VDC)。

VCC_IO (VDD)：3.3V to 5V供电电压给TMC2209。

CLK：连接时钟。

STEP：脉冲输入。

DIR：电机方向。

DIAG：触发报警，当堵转后会发送一个脉冲给单片机，控制器收到后控制其停下。

VCP/VREF：电流限制、电压比较器反馈或振荡器输出。

INDEX：给出步进电机位置的信号。

3D效果图

模块主要性能指标和管脚定义

主要性能指标

• 2相步进电机线圈电流高达2.8A(峰值)，有效值2A
• STEP/DIR接口与8,16,32或64微步引脚设置
• 平稳运行256微步microplayer™插值
• StealthChop2™静音电机操作
• SpreadCycle™高动态电机控制斩波器
• StallGuard4™负载和失速检测，用于StealthChop
• CoolStep™电流控制，节能高达75%
• 电压范围4.75至29V直流
• 低RDSon，低加热LS 170mΩ & HS 170mΩ(类型)在25°C)
• 低功耗待机，以满足待机能源法规
• 内部检测电阻选项(不需要检测电阻)
• 被动制动，自由驾驶，自动断电
• 单线UART & OTP高级配置选项
• 集成脉冲发生器独立运动
• 全面保护和诊断
• 紧凑的QFN封装

管脚定义

eZ-PLM上新建物料和项目的截图

使用了eZ-PLM系统上传了自己的工程文件，方便保存记录各个版本，也可随时查阅，系统里查阅不到的物料也支持手动添加。

物料添加展示图

项目详情图

心得体会

这次活动设计一款步进电机驱动模块，可驱动常见的步进电机，可提供至少2A电流，画原理图和PCB的过程使我进步不少，下几期活动也要参加。