Động cơ bước là gì?

Động cơ bước là gì?

Định nghĩa của Bộ điều khiển Động cơ bước

Bộ điều khiển động cơ bước được định nghĩa là mạch dùng để điều khiển hoặc vận hành động cơ bước, bao gồm bộ điều khiển, bộ khuếch đại và kết nối động cơ.

Thành phần Cơ bản

• Bộ điều khiển (gốc là vi điều khiển hoặc vi xử lý)

• IC khuếch đại để xử lý dòng điện động cơ

• Đơn vị cấp nguồn

Bộ điều khiển Động cơ bước

Việc lựa chọn bộ điều khiển là bước đầu tiên để xây dựng bộ điều khiển. Nó phải có ít nhất 4 chân ra cho động cơ bước. Ngoài ra, nó phải chứa bộ hẹn giờ, ADC, cổng nối tiếp, v.v. tùy thuộc vào ứng dụng mà bộ điều khiển sẽ được sử dụng.

Bộ điều khiển Động cơ bước

Ngày nay, mọi người đang chuyển từ các thành phần khuếch đại rời rạc như transistor sang các IC tích hợp nhỏ gọn hơn.

Các IC khuếch đại này có giá cả hợp lý và dễ dàng triển khai trong việc lắp ráp, giúp cải thiện thời gian thiết kế tổng thể của mạch.

Các bộ khuếch đại phải được lựa chọn phù hợp với các thông số kỹ thuật của động cơ về dòng điện và điện áp. Loạt driver ULN2003 phổ biến nhất trong các ứng dụng không dựa trên H Bridge, phù hợp cho hệ thống điều khiển động cơ bước.

Mỗi cặp Darlington bên trong ULN có thể xử lý lên đến 500mA và điện áp tối đa có thể lên đến 50VDC.

 Nguồn cung cấp cho Hệ thống Điều khiển Động cơ bước

Động cơ bước hoạt động ở điện áp từ 5V đến 12V và tiêu thụ 100mA đến 400mA. Sử dụng các thông số kỹ thuật của động cơ do nhà cung cấp cung cấp để thiết kế nguồn cung cấp ổn định nhằm tránh sự dao động về tốc độ và mô-men xoắn.

Đơn vị Nguồn cung cấp

Do bộ điều chỉnh điện áp 7812 chỉ có thể xử lý tối đa 1A dòng điện, nên transistor ngoại vi được sử dụng ở đây. Nó có thể xử lý 5 A dòng điện. Cần cung cấp tản nhiệt phù hợp tùy theo tổng lượng dòng điện tiêu thụ.

Sơ đồ khối hiển thị luồng và liên kết giữa các thành phần của bảng điều khiển.

• Thành phần Khác

• Công tắc, Điện trở điều chỉnh

• Tản nhiệt

• Dây kết nối

Hệ thống Điều khiển Động cơ bước Toàn diện

Hệ thống điều khiển động cơ bước là một mảnh điện tử đơn giản trừ khi bạn lập trình vi điều khiển để gửi tín hiệu chính xác tới động cơ bước qua bộ điều khiển. Động cơ bước có thể hoạt động ở các chế độ như bước đầy đủ, sóng dẫn hoặc nửa bước. Bộ điều khiển phải tương tác để cho phép lệnh của người dùng cho các chế độ bước khác nhau và điều khiển tốc độ. Ngoài ra, nó phải hỗ trợ lệnh bắt đầu/dừng.

Để thực hiện các chức năng trên, chúng ta cần sử dụng thêm các chân của vi điều khiển. Hai chân cần thiết để chọn loại bước và bắt đầu hoặc dừng động cơ.

Một chân cần thiết để kết nối với pot, sẽ hoạt động như một bộ điều khiển tốc độ. Mô-đun ADC bên trong vi điều khiển sẽ được sử dụng để điều khiển tốc độ quay.

Thuật toán Chương trình

• Khởi tạo các chân cổng ở chế độ nhập/xuất.

• Khởi tạo mô-đun ADC.

• Tạo các hàm riêng biệt cho nửa bước, bước đầy đủ và sóng dẫn và trì hoãn.

• Kiểm tra hai chân cổng cho chế độ hoạt động (00-dừng, 01-sóng dẫn,10-bước đầy đủ, 11-nửa bước).

• Chuyển đến hàm phù hợp.

• Đọc giá trị Potentiometer qua ADC và đặt giá trị trì hoãn tương ứng.

• Hoàn thành một chu kỳ của dãy.

• Chuyển đến bước 4.

Bảng Điều khiển

Nếu bạn có kế hoạch tự làm bảng của mình bằng phần mềm CAD như EAGLE, hãy đảm bảo rằng bạn cung cấp độ dày đủ cho dòng điện động cơ chảy mà không làm nóng bảng.

Ngoài ra, vì động cơ là các thành phần cảm ứng, cần phải cẩn thận không làm nhiễu các đường tín hiệu khác. Phải tuân theo các kiểm tra ERC và DRC đúng cách.