Σύνδεση ενός βηματικού μοτέρ

Ορισμός Μοτέρ Βημάτων

Η μοτέρ βημάτων είναι μια DC μοτέρ που κινείται με βήματα, με την ταχύτητα περιστροφής να εξαρτάται από το πλήθος των ηλεκτρικών σημάτων.

Συστατικά Μέρη

Η μοτέρ διαθέτει ρότορ (μόνιμο μαγνήτη) και στάτορ (στροφή), με τον ρότορ να περιστρέφεται και τον στάτορ να παραμένει σταθερός.

Μέθοδος Λειτουργίας

Το κέντριο tap στο στροφή του στάτορ επιτρέπει την αλλαγή της κατεύθυνσης του ρεύματος όταν είναι συνδεδεμένο στη γη. Αυτό αλλάζει τις μαγνητικές ιδιότητες του στάτορ, επιλεγμένως προσελκύοντας και απωθώντας τον ρότορ για να δημιουργηθεί μια κίνηση βημάτων.

Ακολουθία Βημάτων

Για να πετύχετε τη σωστή κίνηση της μοτέρ, πρέπει να ακολουθηθεί μια ακολουθία βημάτων. Αυτή η ακολουθία βημάτων δίνει την τάση που πρέπει να εφαρμοστεί στη φάση του στάτορ. Συνήθως ακολουθείται μια ακολουθία 4 βημάτων.

Όταν η ακολουθία ακολουθείται από το βήμα 1 έως το 4, παίρνουμε μια περιστροφή προς τα δεξιά και όταν ακολουθείται από το βήμα 4 έως το 1, παίρνουμε μια περιστροφή προς τα αριστερά.

Διάγραμμα Διεπαφής

Το διάγραμμα παρακάτω δείχνει τη διεπαφή της μοτέρ βημάτων με ένα μικροελεγκτή. Αυτό είναι ένα γενικό διάγραμμα και μπορεί να εφαρμοστεί σε οποιαδήποτε οικογένεια μικροελεγκτή, όπως PIC, AVR ή 8051.

Επειδή ο μικροελεγκτής δεν μπορεί να παρέχει αρκετό ρεύμα, χρησιμοποιείται ένα driver όπως το ULN2003 για να λειτουργήσει η μοτέρ. Μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν άλλα ICs ή μεμονωμένα τρανζίστορ. Να εξασφαλίζεται ότι έχουν συνδεθεί εξωτερικοί pull-up αντιστοί όπου απαιτείται. Ποτέ μην συνδέσετε άμεσα τη μοτέρ στις πίνακες του ελεγκτή. Η τάση της μοτέρ εξαρτάται από το μέγεθός της.

Ένα τυπικό 4 φάσης μονοπόλιο stepper motor έχει 5 τερματικά. 4 φάσης τερματικά και ένα κοινό τερματικό του κεντρικού tap που είναι συνδεδεμένο με τη γη. Το πρόγραμμα για συνεχή περιστροφή προς τα δεξιά δίνεται παρακάτω:

• Αρχικοποιήστε τις πίνακες που χρησιμοποιούνται για τη μοτέρ ως εξόδους

• Γράψτε ένα κοινό πρόγραμμα καθυστέρησης, π.χ. 500 ms

• Εξαγωγή πρώτης ακολουθίας-0 × 09 στις πίνακες

• Κλήση της συνάρτησης καθυστέρησης

• Εξαγωγή δεύτερης ακολουθίας-0 × 0 c στις πίνακες

• Κλήση της συνάρτησης καθυστέρησης

• Εξαγωγή τρίτης ακολουθίας-0 × 06 στις πίνακες

• Κλήση της συνάρτησης καθυστέρησης

• Εξαγωγή τέταρτης ακολουθίας-0 × 03 στις πίνακες

• Κλήση της συνάρτησης καθυστέρησης

• Πηγαίνετε στο βήμα 3

Γωνία Βήματος

Το πλήθος των βημάτων που απαιτούνται για την ολοκλήρωση μιας πλήρους περιστροφής εξαρτάται από τη γωνία βήματος της μοτέρ βημάτων. Η γωνία βήματος μπορεί να είναι από 0.72 βαθμούς έως 15 βαθμούς ανά βήμα. Ανάλογα με αυτό, μπορεί να απαιτηθούν 500 έως 24 βήματα για την ολοκλήρωση μιας περιστροφής. Σε εφαρμογές ελέγχου θέσης, η επιλογή της μοτέρ πρέπει να βασίζεται στο ελάχιστο βαθμό περιστροφής που απαιτείται ανά βήμα.

Ημι-Βήματα

Οι μοτέρ βημάτων μπορούν να λειτουργήσουν με τη μισή πραγματική γωνία βήματος, γνωστή ως ημι-βήματα. Για παράδειγμα, μια μοτέρ με 15 βαθμούς ανά βήμα μπορεί να προγραμματιστεί να περιστρέφεται με 7.5 βαθμούς ανά βήμα χρησιμοποιώντας μια ειδική ακολουθία ημι-βημάτων.

Μοτέρ Βημάτων v/s Μοτέρ Servo

Και οι μοτέρ βημάτων και οι μοτέρ servo χρησιμοποιούνται κυρίως σε εφαρμογές ελέγχου θέσης. Ωστόσο, υπάρχει διαφορά στη λειτουργία και την κατασκευή τους. Η μοτέρ βημάτων έχει μεγάλο αριθμό πόλων ή δόντιων στον ρότορ, και αυτά τα δόντια λειτουργούν ως μαγνητικά βόρεια και νότια πόλη, που προσελκύονται ή απωθούνται από το ηλεκτρικά μαγνητοποιημένο κύκλωμα του στάτορ. Αυτό βοηθά στην κίνηση βημάτων που παράγει η μοτέρ βημάτων.

Από την άλλη, στη μοτέρ servo η θέση ελέγχεται από ειδικά κύκλωμα και μηχανισμό ανατροφοδότησης, ο οποίος παράγει ένα σήμα λάθους για να κινήσει τον μετατροχή της μοτέρ.