ربط محرك الخطوات
تعريف محرك الخطوات
محرك الخطوات هو محرك كهربائي مستمر يتحرك بخطوات، مع اعتماد سرعة الدوران على معدل الإشارة الكهربائية.
المكونات
يحتوي المحرك على روتور (مغناطيس دائم) وستاتور (لفائف)، حيث يدور الروتور والستاتور ثابت.
مبدأ العمل
يسمح التوصيل الوسطي في لفائف الستاتور بتغيير اتجاه التيار عند توصيله بالأرض. هذا يتغير خصائص الستاتور المغناطيسية، مما يؤدي إلى جذب وطرد الروتور بشكل انتقائي لإنشاء حركة خطوة.
تسلسل الخطوات
للحصول على حركة صحيحة للمحرك، يجب اتباع تسلسل خطوات. يعطي هذا التسلسل الجهد الذي يجب تطبيقه على مرحلة الستاتور. عادةً ما يتم اتباع تسلسل خطوات مكون من 4 خطوات.
عند اتباع التسلسل من الخطوة 1 إلى 4، نحصل على دوران عقارب الساعة، وإذا تم اتباعه من الخطوة 4 إلى 1، نحصل على دوران عكس عقارب الساعة.
رسم التوصيل
يوضح الرسم البياني التالي توصيل محرك الخطوات بمتحكم دقيق. هذا رسم بياني عام ويمكن تطبيقه على أي عائلة من المتحكمات الدقيقة مثل PIC أو AVR أو 8051.
نظرًا لأن المتحكم الدقيق لا يمكنه توفير تيار كافٍ، يتم استخدام قائد مثل ULN2003 لتشغيل المحرك. يمكن أيضًا استخدام الترانزستورات الفردية أو رقائق القائد الأخرى. تأكد من توصيل المقاومات الخارجية إذا كان ذلك ضروريًا. لا تقم بتوصيل المحرك مباشرة بإبر المحك. يعتمد جهد المحرك على حجمه.
يعتبر محرك الخطوات الأحادي القطبية ذو 4 مراحل نموذجيًا له 5 أطراف. 4 أطراف لمراحل وأطراف مشتركة واحدة للتوصيل الوسطي التي يتم توصيلها بالأرض. يتم تقديم خوارزمية البرمجة للدوران المستمر في الاتجاه العقارب الساعة أدناه-
قم بتهيئة أطراف المنفذ المستخدمة للمحرك كمخارج
اكتب برنامج تأخير شائع لمدة 500 مللي ثانية
أخرج التسلسل الأول-0 × 09 على الأطراف
استدعِ دالة التأخير
أخرج التسلسل الثاني-0 × 0 c على الأطراف
استدعِ دالة التأخير
أخرج التسلسل الثالث-0 × 06 على الأطراف
استدعِ دالة التأخير
أخرج التسلسل الرابع-0 × 03 على الأطراف
استدعِ دالة التأخير
انتقل إلى الخطوة 3
زاوية الخطوة
عدد الخطوات المطلوبة لإكمال دورة كاملة يعتمد على زاوية الخطوة لمحرك الخطوات. يمكن أن تتراوح زاوية الخطوة من 0.72 درجة إلى 15 درجة لكل خطوة. بناءً على ذلك، قد يكون من اللازم إكمال 500 إلى 24 خطوة لإكمال دورة واحدة. في تطبيقات التحكم في الموضع، يجب اختيار المحرك بناءً على الحد الأدنى من درجة الدوران المطلوبة لكل خطوة.
نصف الخطوة
يمكن لمحركات الخطوات أن تعمل بنصف زاوية الخطوة الفعلية، وهو ما يعرف بـ "نصف الخطوة". على سبيل المثال، يمكن برمجة محرك معدّل لـ 15 درجة لكل خطوة ليقوم بالدوران بـ 7.5 درجة لكل خطوة باستخدام تسلسل خاص بنصف الخطوة.
محرك الخطوات مقابل محرك السيرفو
يُستخدم كل من محرك الخطوات ومحرك السيرفو بشكل أساسي في تطبيقات التحكم في الموضع. ولكن هناك اختلاف في طريقة عملهما وبنائهما. يحتوي محرك الخطوات على عدد كبير من القطب أو الأسنان على الروتور وهذه الأسنان تعمل كقطبين مغناطيسيين شمال وجنوب يجذبان أو يطردان إلى لفائف الستاتور المغناطيسية كهربائيًا. هذا يساعد في الحركة الخطوة التي ينتجها محرك الخطوات.
من ناحية أخرى، في محرك السيرفو يتم التحكم في الموضع بواسطة الدائرة المتخصصة والآلية العكسية، والتي تولد إشارة خطأ لتحريك عمود المحرك.
