步进电机智能控制系统（woto步进电机）

具有传感器功能的智能物体已经作为物联网的“耳朵”发挥着至关重要的作用。然而，直到最近，还很少有实用的解决方案为物联网应用程序提供实用、经济实惠的“手臂”，这些“手臂”可以连接到互联网并对它们看到或感觉到的东西做出物理反应。然而，随着具有成本效益的物联网电子驱动器的出现，这种情况正在发生变化，这些电子驱动器可以使用小型电池组为电动机、步进电机、螺线管和其他类型的执行器提供动力，从而将网络世界中的虚拟意图转化为真实的行动。

图1a。步进电机正在寻找越来越多的物联网应用，例如这种远程激活的散热器控制器。

图1b。带有Microchip AVR IoT 开发板的散热器控制器。

在本文中，我们将重点关注步进电机，因为它们的分段转子和电枢结构使它们能够以小而精确的离散步长旋转，并且在不通电的情况下仍然保持其位置。这使得它们在面向物联网的任务中表现良好，例如定位安全摄像头和远程传感器或激活通风口、阀门和窗盖。

使用有限的电力

虽然一些电动物联网设备是线路供电的，但现在越来越多的应用程序需要在远程位置运行，通常使用相对较小的低压能源，例如单个锂离子电池或AA 或AAA 电池。对于家庭和办公室周围的许多物联网应用来说，这些应用应该融入环境，这意味着它们没有电源线。

理论上，许多此类应用都可以使用电池供电，因为它们很少使用电动机，因此它们对电池有限容量的影响相对较小。然而，电池可能无法提供步进电机为其线圈供电所需的较高驱动电压和相对较大的电流脉冲。如表1所示，最常用的电池具有较大的内阻，并且随着输出电流的增加，其输出电压下降。

表1. 小型电池特性

幸运的是，有一些简单的策略可以克服这些限制，包括电源缓冲、升压转换器和定制线绕步进器。让我们看一下每种策略的运作方式。

供应缓冲器

一种称为“功率缓冲”的简单技术通过添加可提供高电流短脉冲的超级电容器来补充小电池的有限输出。

超级电容器的尺寸可以使用以下公式计算：

C=dU*I/t

在哪里：

dU=电池最大允许内部压降，

I=补充电池输出所需的电流，以及

t=所需工作时间

目前，超级电容器最高只能承受2.7V的工作电压，如果电源电压能够超过这个值，就需要保护电路。当需要更高的电压时，可以串联两个或多个超级电容器，但电路必须包含齐纳二极管或其他器件来平衡电压（图2）。

图2. 具有齐纳二极管过压保护(2.5V) 的超级电容器平衡电路。

目前，包括Maxwell、Skeleton 和Vishay 在内的许多组件制造商都广泛提供用于此类应用的超级电容器。

升压转换器

一些IC（包括许多流行的电机驱动器）难以在小型电池组提供的低电压下工作，尤其是在其使用寿命即将结束时。升压转换器是低成本IC，可用于将电池电压提升三到四倍，并在电池寿命即将结束时将系统电源电压维持在均匀水平。这些转换器在高负载时效率非常高（90%-95%），但在轻负载时效率会降低。它们可以作为独立解决方案使用，也可以与超级电容器结合使用。

编辑：hfy