O que é um Driver de Motor Passo a Passo?

O que é um Driver de Motor Passo a Passo?

Definição de Driver de Motor Passo a Passo

Um driver de motor passo a passo é definido como um circuito usado para acionar ou operar um motor passo a passo, consistindo em um controlador, um driver e conexões do motor.

Componentes Essenciais

• Controlador (essencialmente um microcontrolador ou microprocessador)

• Um CI driver para lidar com a corrente do motor

• Uma unidade de alimentação

Controlador de Motor Passo a Passo

A seleção de um controlador é o primeiro passo para construir um driver. Ele deve ter no mínimo 4 pinos de saída para o motor passo a passo. Além disso, deve conter temporizadores, ADC, porta serial, etc., dependendo da aplicação na qual o driver será utilizado.

Driver de Motor Passo a Passo

Atualmente, as pessoas estão se afastando de componentes de driver discretos, como transistores, em favor de ICs integrados mais compactos.

Esses CIs drivers estão disponíveis a custos razoáveis e são mais fáceis de implementar na montagem, o que melhora o tempo de design geral do circuito.

Os drivers devem ser selecionados para atender às especificações do motor em termos de corrente e tensão. A série ULN2003 de drivers é a mais popular em aplicações não baseadas em H Bridge, adequada para a condução de motores passo a passo.

Cada par Darlington dentro do ULN pode lidar com até 500mA e a tensão máxima pode chegar a 50VDC.

 Alimentação para Condução de Motor Passo a Passo

Um motor passo a passo opera em tensões entre 5V e 12V e consome de 100mA a 400mA. Use as especificações do motor fornecidas pelo fornecedor para projetar uma fonte de alimentação regulada para evitar flutuações de velocidade e torque.

Unidade de Alimentação

Como o regulador de tensão 7812 pode lidar apenas com até 1A de corrente, o transistor externo é usado aqui. Ele pode lidar com 5A de corrente. Deve-se fornecer um dissipador de calor adequado, dependendo do consumo total de corrente.

O diagrama de blocos mostra o fluxo e as interconexões entre os componentes da placa do driver.

• Componentes Diversos

• Interruptores, Potenciômetros

• Dissipador de calor

• Fios de conexão

Condução Completa de Motor Passo a Passo

A condução do motor passo a passo é um pedaço inerte de eletrônica, a menos que você programe o microcontrolador para dar sinais corretamente ao motor passo a passo através do driver. Um motor passo a passo pode operar em modos como passo completo, condução por onda ou meia-passagem. O driver deve ser interativo para permitir comandos do usuário para diferentes modos de passagem e controle de velocidade. Além disso, deve suportar comandos de início/parada.

Para realizar as funções acima, precisamos usar pinos adicionais no microcontrolador. Dois pinos são necessários para selecionar o tipo de passagem e iniciar ou parar o motor.

Um pino é necessário para conectar um potenciômetro, que atuará como controlador de velocidade. O ADC dentro do microcontrolador será usado para controlar a velocidade de rotação.

Algoritmo de Programa

• Inicialize os pinos da porta nos modos de entrada/saída.

• Inicialize o módulo ADC.

• Crie funções separadas para meia-passagem, passo completo e condução por onda e atraso.

• Verifique dois pinos da porta para o modo de operação (00-parar, 01-condução por onda, 10-passo completo, 11-meia-passagem).

• Vá para a função apropriada.

• Leia o valor do potenciômetro via o ADC e, conforme isso, defina um valor de atraso.

• Complete um ciclo de sequência.

• Vá para o passo 4.

Placa do Driver

Se você planeja fazer sua própria placa usando software CAD como o EAGLE, certifique-se de fornecer espessura suficiente para as correntes do motor fluírem sem superaquecer a placa.

Além disso, como os motores são componentes indutivos, é preciso tomar cuidado para não perturbar os outros caminhos de sinal através de interferências. Devem ser seguidas verificações ERC e DRC adequadas.