FastAccelStepper 是一个专为 Arduino 和 ESP32 平台设计的开源库,它可以实现高速、精确的步进电机控制。与传统的 AccelStepper 库相比,FastAccelStepper 拥有更高的速度、更精确的控制和更灵活的功能,使其成为各种应用场景的理想选择。
简介
FastAccelStepper 支持多种微控制器,包括 AVR (ATmega 168/328/P, ATmega2560, ATmega32u4),ESP32,ESP32S2,ESP32S3,ESP32C3,ESP32C6 和 Atmel SAM Due。步进电机需要通过驱动芯片 (例如 A4988) 连接,支持 1 线、2 线或 3 线连接方式。
主要功能
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• 高速控制: 在 16MHz 的时钟频率下,FastAccelStepper 可以实现高达 50000 步/秒的步进速度。
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• 精确控制: 支持加速和减速控制,并可根据需要设置最大速度和加速度。
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• 灵活的配置: 支持多种配置选项,包括自动使能、方向控制、共享引脚、外部回调函数等。
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• 中断/任务驱动: 采用中断/任务驱动的方式,无需在应用程序循环中进行定期调用,从而减轻 CPU 负担。
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• 命令队列: 支持命令队列,允许将多个步进电机命令组合在一起,并以近同步的方式执行,适合多轴应用。
使用方法
1. 初始化
#include "FastAccelStepper.h"
#include "AVRStepperPins.h" // 仅限 AVR 控制器
#define dirPinStepper 5
#define enablePinStepper 6
#define stepPinStepper 9
FastAccelStepperEngine engine =FastAccelStepperEngine();
FastAccelStepper*stepper =NULL;
void setup() {
engine.init();
stepper = engine.stepperConnectToPin(stepPinStepper);
if(stepper){
stepper->setDirectionPin(dirPinStepper);
stepper->setEnablePin(enablePinStepper);
stepper->setAutoEnable(true);
stepper->setSpeedInHz(500);// 500 步/秒
stepper->setAcceleration(100);// 100 步/秒²
stepper->move(1000);
}
}
2. 控制步进电机
// 设置目标位置
stepper->moveTo(1000);
// 设置目标位置增量
stepper->move(1000);
// 设置速度
stepper->setSpeedInHz(500);
// 设置加速度
stepper->setAcceleration(100);
// 停止运动
stepper->stopMove();
自动使能
FastAccelStepper 支持自动使能功能,在运动开始前自动使能电机,运动结束后自动禁用电机。可以设置使能延迟,以确保电机驱动器稳定。
多轴应用
FastAccelStepper 可以用于多轴应用,通过命令队列实现多个步进电机的近同步控制。
内部机制
FastAccelStepper 使用定时器中断来控制步进电机的运动,并采用特殊的算法来实现加速和减速。
测试策略
FastAccelStepper 经过了多种测试,包括 PC 测试、AVR 仿真测试和 ESP32 硬件测试。这些测试涵盖了库的各个方面,确保其稳定性和可靠性。
结论
FastAccelStepper 是一个功能强大、易于使用的库,可以满足各种步进电机控制需求。它能够实现高速、精确的步进电机控制,并提供灵活的配置选项,是各种自动化、机器人和 3D 打印项目中理想的解决方案。
项目地址:https://github.com/gin66/FastAccelStepper
原文始发于微信公众号(DIY太阳系):FastAccelStepper:Arduino & ESP32 高性能步进电机库
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