Regulador de voltaje para paso a paso y microcontrolador

Estoy diseñando mi primer PCB para un proyecto personal:

Estoy planeando hacer funcionar un motor paso a paso (3,8 V 670 mA/fase) con el controlador DRV8834 y un Atmega328P desde la misma fuente de alimentación.

La energía provendrá de un cargador USB clásico (clasificado en 5V, 2A) conectado a mi PCB.

¿Necesito un regulador de voltaje en mi PCB ya que el cargador USB ya debería regular la energía entrante a 5V?

Si es así, ¿necesitaría dos reguladores de voltaje, uno para el Stepper que a veces consumirá mayores cantidades de corriente, y otro para el microcontrolador estable, o puedo usar uno para ambos?

Creo que si es necesario optaré por un regulador LDO 5V-2A como los que se encuentran aquí .

¿Sería una buena elección?

El motor está diseñado para una tensión nominal de 3,5 V, por lo que sí, necesita un regulador. Una buena opción sería una que regule a 3,5 V y no a 5 V.
Mis disculpas, olvidé mencionar que usaré el controlador paso a paso provisto: pololu.com/product/2134 que puede quedarse sin 5V. Editaré mi publicación.
Por lo tanto, solo explotará el motor funcionando a 5 V y no el controlador.
No necesita un componente adicional (regulador). Vas a manejar un motor paso a paso con un puente H, y puedes regularlo hasta 3,5 voltios con el puente H. En lugar de tener un ciclo de trabajo entre 0% y 100%, use un ciclo de trabajo de 3.5 5 = 0.7 , 1 − 0.7 2 = 0.15 entonces del 15% al ​​85%
Manejar un motor paso a paso es similar a manejar un parlante, ¿le parece normal usar 256 convertidores reductores para 256 configuraciones diferentes de audio máximo? Mmmm, no. Quizás use un amplificador de clase D con un ciclo de trabajo que se multiplica por una variable llamada "Volumen" que va entre 0 y 1.
También dependerá de la longitud de su cable. Habrá una caída de voltaje, por lo que en el punto de la placa de circuito impreso no obtendrá 5V. Asegúrese de que todavía esté dentro de la tolerancia allí. podría simular la carga a partir de las características de ambos componentes y ver la caída de voltaje debido a la fuente de alimentación/cables.

Respuestas (3)

Las bobinas del motor paso a paso tienen una alta inductancia , que resiste los cambios de corriente al inducir un voltaje opuesto proporcional a la tasa de cambio de corriente. En la práctica, esto significa que para que el motor avance más rápido, debe aplicar un voltaje más alto. Luego se aplica la limitación de corriente para tener en cuenta la menor caída de voltaje a menor velocidad. Esto se puede lograr poniendo una resistencia en serie con cada fase, o aplicando PWM que enciende y apaga rápidamente para reducir el consumo de corriente promedio.

Los motores paso a paso de alto rendimiento generalmente funcionan con un voltaje más alto que el valor nominal de su bobina. 3,8 V es la caída de voltaje en cada fase de su motor cuando pasa una corriente constante (CC) de 670 mA, no el voltaje de suministro de diseño. Para hacerlo funcionar a 5V solo tienes que limitar la corriente de fase a 670mA.

El DRV8834 usa PWM para reducir el consumo de corriente. La placa de conexiones Pololu DRV8834 tiene un potenciómetro para ajustar el límite de corriente.

+1... Esta respuesta es acertada. Solo puedo suponer que el voto negativo provino de alguien que no entiende la conducción paso a paso de alto rendimiento y las unidades de helicóptero. Con el DRV8824, la regulación externa del voltaje del motor hasta 3,8 V solo servirá para inhibir el rendimiento.
Gracias, de hecho, así es como entendí el uso de la placa de controlador Pololu (tienen un buen video explicativo que describe el proceso de limitación actual). Con respecto a la segunda parte de la pregunta, ¿es una buena práctica colocar un regulador de voltaje en una PCB sabiendo que la energía proveniente del cargador USB ya debería estar regulada a 5V?
No necesita un regulador de 5V porque el USB ya está regulado a 5V. Sin embargo, el motor paso a paso puede inducir algo de ruido en la fuente de alimentación, por lo que debe filtrar la potencia de la MCU o regularla a un voltaje más bajo (por ejemplo, 3,3 V).

Cuidado con el regulador. Asegúrese de utilizar un paquete que disipará la energía. Uno de esos parece un SOIC8 y probablemente no sea suficiente. La corriente extraída x (voltaje de 5 salidas) da la potencia perdida en el regulador y la hoja de datos le indicará la temperatura elevada por vatio disipado.

Si su motor paso a paso no puede tomar 5 V (un vistazo rápido simplemente dice que tiene una clasificación de 3,8 V), necesitará un regulador para ello. Probablemente también pueda usar el mismo regulador para el AVR, depende de la frecuencia a la que lo esté ejecutando. (Verifique las limitaciones de frecuencia vs voltaje en la hoja de datos del AVR). Además, podría facilitar la interfaz entre el microcontrolador del motor paso a paso y el propio motor si todos funcionan a 3,8 V.

Es posible que desee ejecutar el suministro desde el regulador hasta el AVR a través de ferritas a cada pin de alimentación y, lo que es más importante, asegúrese de tener el plano de tierra ininterrumpido más grande posible junto con un seguimiento de potencia grueso y grueso.

Puede intentar agregar una resistencia en serie con un regulador de 5 V donde ese suministro va al motor paso a paso. Para suministrar 3,5 V a un motor paso a paso cuya corriente nominal es de 670 mA/fase, debe agregar una resistencia de ~2,24 ohmios. Cae el suministro de 1,5 V antes de que el suministro vaya a ese motor paso a paso.

Cálculo: Voltaje (caída) = 1,5 V Corriente = 0,67 A.

          Resistor      = 2.24 (approximately)
Regulador de voltaje para paso a paso y microcontrolador
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