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【静音步进电机控制实践过程帖】丝杆步进电机驱动

本文介绍了 TMC2209 步进电机驱动板结合树莓派 Pico 实现 8mm 微型丝杆步进电机驱动的项目设计，包括硬件连接、转接板设计、流程图、关键代码、效果演示等。

项目介绍

• 硬件连接：TMC2209 模块、扩展板、丝杆步进电机、树莓派Pico扩展板、系统接线示意图、实物图；

• 工程测试：使用 MicoPython 编程实现步进电机连续旋转，控制旋转方向、角度和速度等；

  
  

丝杆步进电机

采用 NIDEC 尼得科 8mm 步进电机。

尼得科 MSHN 两相 PM（永磁）型步进电机，聚焦微型精密传动场景，适配对安装空间和功耗要求严苛的电子设备。用于精密设备，尺寸直径 6 - 8mm、长度 4 - 8mm。重量 1 - 3g ，符合 REACH 和 RoHS 环保标准。

电气参数

• 相数 2 相

• 额定电压 3 - 5V

• 步进角度 18°

• 每相电阻 30 - 40Ω

契合微型设备的低功耗与精准定位需求。

• 3 - 5V 的额定电压适配多数微型设备的供电系统；

• 18° 的步进角度可满足光学仪器、电脑周边设备内部部件的常规定位动作，

• 稳定的电阻范围能减少运行时的电流波动，保障电机运行的一致性。

应用场景

• 光学仪器（如微型摄像头镜头调节、小型传感器定位部件）；

• 电脑周边设备（如笔记本电脑微型传动组件、微型打印机走纸控制部件）等；

• 轴型适配小幅旋转动作，螺杆型则适配小型直线推进需求，匹配这类设备的微型传动需求。

核心优势

• 超小体积、轻量化，能轻松嵌入空间受限的微型设备；

• 低电压设计，契合电子设备低功耗的发展趋势，适配范围广。

• FPC 接线方式，简化设备装配流程，提升生产效率，同时保障运行时的稳定性，符合精密设备对零部件的可靠性要求。

详见：PM型步进电机（轴/螺杆型） | NIDEC（尼得科） .

参数

引脚定义

转接板设计

为了使用杜邦线连接，绘制 1.5mm 转 2.54mm 转接板

适配步进电机 1.5mm 排针间距，转为常用的 2.54mm 排针，便于杜邦线连接、调试等操作；

采用 0.8mm 板厚，以适配步进电机接口排针长度。

PCB 工程详见：微型丝杠步进电机转接板 .

硬件连接

TMC2209 与步进电机的接线方式如下

相序判断方法详见：【静音步进电机控制实践过程帖】树莓派Pico扩展板设计 .

流程图

工程代码

运行 Thonny IDE 新建文件，添加如下代码

 import machine
 import time
 
 dir = Pin(16, Pin.OUT)
 step = Pin(17, Pin.OUT)
 en = Pin(18, Pin.OUT)
 
 # ======== Angle Calculation ==========
 step_angle = 18 # 步距角
 step_cycle = 360 / 18 # 360 / 18 = 20 步/圈
 # microstep mode, default is 1/8 so 8
 # another ex: 1/16 microstep would be 16
 microMode = 8
 # full rotation multiplied by the microstep divider
 steps = step_cycle * microMode  # 20 * 8细分 = 160 脉冲/圈
 
 while True:
     en.value(0)
     dir.value(not dir.value())
     for _ in range(steps):
         step.value(1)
         time.sleep_us(1200)
         step.value(0)
         time.sleep_us(1200)
     en.value(1)
     print("rotated! now reverse")
     time.sleep(1)

保存代码。

效果演示

• Thonny IDE 运行 stepper_run.py 程序；

• 步进电机顺时针、逆时针交替旋转；

• 方向切换时，终端打印提示字符串；

总结

本文介绍了 TMC2209 步进电机驱动板结合树莓派 Pico 实现 8mm 微型丝杆步进电机驱动的项目设计，包括硬件连接、转接板设计、流程图、关键代码、效果演示等，为相关产品的快速开发和应用设计提供了参考。