Kobling af en stegmotor

Definition af stegmotor

En stegmotor er en DC-motor, der bevæger sig i skridt, med rotationshastighed, der afhænger af hastigheden på den elektriske signal.

Komponenter

Motoren har en rotor (permanent magnet) og en stator (vinding), hvor roteren roterer, og statoren er statisk.

Arbejdsgang

Midtpunktet på statorvindingen tillader ændring af strømretningen, når det er til jord. Dette ændrer statorens magnetiske egenskaber, der selektivt tiltrækker og afviser roteren for at skabe et skridtebevægelse.

Skridtesekvens

For at opnå korrekt bevægelse af motoren, skal en skridtesekvens følges. Denne skridtesekvens giver spændingen, der skal anvendes på statorfasen. Normalt følges en 4-skridtes sekvens.

Når sekvensen følges fra skridt 1 til 4, får vi en uretsgang, og når den følges fra skridt 4 til 1, får vi en mod uretsgang.

Grensesnitsdiagram

Diagrammet nedenfor viser grensesnittet mellem stegmotor og en mikrokontroller. Dette er et generelt diagram, der kan anvendes på enhver mikrokontroller-familie som PIC-mikrokontroller, AVR eller 8051-mikrokontroller.

Eftersom mikrokontrolleren ikke kan levere nok strøm, bruges en driver som ULN2003 til at køre motoren. Enkelte transistorer eller andre driver IC'er kan også bruges. Sørg for, at eksterne pull-up resistorer er forbundet, hvis det er nødvendigt. Forbind aldrig motoren direkte til kontrollerens pins. Motorens spænding afhænger af dens størrelse.

En typisk 4-fase unipolar stegmotor har 5 terminaler. 4 fase-terminaler og en fælles terminal for midtpunktet, der er forbundet til jord. Programmeringsalgoritmen for kontinuerlig rotation i uretsgang er givet nedenfor-

• Initialiser portpinene, der bruges til motoren, som udgange

• Skriv et fælles forsinkelsesprogram, f.eks. 500 ms

• Udgiv første sekvens-0 × 09 på pinene

• Kald forsinkelsesfunktion

• Udgiv anden sekvens-0 × 0 c på pinene

• Kald forsinkelsesfunktion

• Udgiv tredje sekvens-0 × 06 på pinene

• Kald forsinkelsesfunktion

• Udgiv fjerde sekvens-0 × 03 på pinene

• Kald forsinkelsesfunktion

• Gå til skridt 3

Skridtvinkel

Antallet af skridt, der kræves for at fuldføre en hel rotation, afhænger af skridtvinklen på stegmotoren. Skridtvinklen kan variere fra 0,72 grader til 15 grader per skridt. Afhængigt heraf kan 500 til 24 skridt være nødvendige for at fuldføre en rotation. I positionsstyringssystemer bør valget af motor baseres på den mindste grad af rotation, der er nødvendig pr. skridt.

Halvskridt

Stegmotorer kan fungere ved halvdelen af den faktiske skridtvinkel, kendt som halvskridt. For eksempel kan en motor, der er beregnet til 15 grader pr. skridt, programmeres til at rotere med 7,5 grader pr. skridt ved hjælp af en special halvskridtsekvens.

Stegmotor vs. servomotor

Både stegmotor og servomotor bruges primært i positionsstyringssystemer. Men der ligger en forskel i deres funktion og konstruktion. Stegmotoren har et stort antal poler eller tænder på roteren, og disse tænder fungerer som magnetiske nord- og syldepoler, der tiltrækkes eller afvises af den elektrisk magnetiserede spole i stator. Dette hjælper med at skabe den skridtebevægelse, som en stegmotor genererer.

På den anden side styres positionen i en servomotor af et specialiseret kredsløb og feedback-mekanisme, der genererer en fejl-signal for at flytte motorens akse.