موتور پله ای را وصل کردن

تعریف موتور قدم‌گذار

موتور قدم‌گذار یک موتور الکتریکی مستقیم جریان (DC) است که با قدم‌ها حرکت می‌کند و سرعت چرخش آن به نرخ سیگنال الکتریکی بستگی دارد.

اجزاء

این موتور شامل یک روتور (مغناطیس دائمی) و یک استاتور (پیچش) است، که روتور می‌چرخد و استاتور ثابت است.

اصول کار

دنباله‌گیر مرکزی روی پیچش استاتور اجازه تغییر جهت جریان را وقتی به زمین متصل می‌شود می‌دهد. این عمل موجب تغییر خواص مغناطیسی استاتور می‌شود و به طور انتخابی روتور را جذب و دفع می‌کند تا حرکت قدم‌گذاری ایجاد شود.

دنباله گام‌گذاری

برای دریافت حرکت صحیح موتور، باید یک دنباله گام‌گذاری رعایت شود. این دنباله گام‌گذاری ولتاژی را مشخص می‌کند که باید به فاز استاتور اعمال شود. معمولاً یک دنباله ۴ گامی دنبال می‌شود.

وقتی دنباله از گام ۱ تا ۴ دنبال می‌شود، چرخش ساعت‌گرد حاصل می‌شود و وقتی از گام ۴ تا ۱ دنبال می‌شود، چرخش ضدساعت‌گرد حاصل می‌شود.

نمودار رابط

نمودار زیر نشان‌دهنده رابط بین موتور قدم‌گذار و یک میکروکنترلر است. این یک نمودار عمومی است و می‌تواند به هر خانواده میکروکنترلری مانند میکروکنترلرهای PIC، AVR یا 8051 اعمال شود.

چون میکروکنترلر نمی‌تواند جریان کافی ارائه دهد، از یک درایور مانند ULN2003 برای اجرای موتور استفاده می‌شود. می‌توان از ترانزیستورهای انفرادی یا IC‌های درایور دیگر نیز استفاده کرد. اطمینان حاصل کنید که مقاومت‌های بالابر خارجی در صورت نیاز متصل شده‌اند. هرگز موتور را مستقیماً به پین‌های کنترلر متصل نکنید. ولتاژ موتور به اندازه آن بستگی دارد.

یک موتور قدم‌گذار یک‌قطبی چهار فازی معمولی ۵ ترمینال دارد. ۴ ترمینال فازی و یک ترمینال مشترک از دنباله‌گیر مرکزی که به زمین متصل است. الگوریتم برنامه‌نویسی برای چرخش مداوم در حالت ساعت‌گرد در زیر آمده است:

• پین‌های مورد استفاده برای موتور را به عنوان خروجی‌ها مقداردهی اولیه کنید

• یک برنامه تأخیر مشترک مانند ۵۰۰ میلی‌ثانیه بنویسید

• دنباله اول-0 × 09 را روی پین‌ها خروجی دهید

• تابع تأخیر را فراخوانی کنید

• دنباله دوم-0 × 0 c را روی پین‌ها خروجی دهید

• تابع تأخیر را فراخوانی کنید

• دنباله سوم-0 × 06 را روی پین‌ها خروجی دهید

• تابع تأخیر را فراخوانی کنید

• دنباله چهارم-0 × 03 را روی پین‌ها خروجی دهید

• تابع تأخیر را فراخوانی کنید

• به گام ۳ بروید

زاویه گام

تعداد گام‌های مورد نیاز برای تکمیل یک دور کامل به زاویه گام موتور قدم‌گذار بستگی دارد. زاویه گام می‌تواند از ۰.۷۲ درجه تا ۱۵ درجه در هر گام متغیر باشد. به تبع آن ۵۰۰ تا ۲۴ گام ممکن است برای تکمیل یک دور لازم باشد. در کاربردهای کنترل موقعیت، انتخاب موتور باید بر اساس کمترین درجه چرخش مورد نیاز در هر گام باشد.

نصف گام

موتورهای قدم‌گذار می‌توانند با نصف زاویه گام واقعی، که به آن نصف گام گفته می‌شود، کار کنند. به عنوان مثال، یک موتور با ۱۵ درجه در هر گام می‌تواند با یک دنباله نصف گام خاص برنامه‌ریزی شود تا با ۷.۵ درجه در هر گام چرخانده شود.

موتور قدم‌گذار در مقابل موتور سرو

هر دو موتور قدم‌گذار و موتور سرو عمدتاً در کاربردهای کنترل موقعیت استفاده می‌شوند. اما تفاوتی در کارکرد و ساختار آن‌ها وجود دارد. موتور قدم‌گذار تعداد زیادی قطب یا دندانه در روتور خود دارد و این دندانه‌ها به عنوان قطب‌های مغناطیسی شمالی و جنوبی عمل می‌کنند که به پیچش الکتریکی مغناطیسی استاتور جذب یا دفع می‌شوند. این کار موجب حرکت گام‌گذاری موتور می‌شود.

از سوی دیگر، در موتور سرو موقعیت توسط مدار تخصصی و مکانیزم بازخورد کنترل می‌شود که سیگنال خطایی تولید می‌کند تا محور موتور را حرکت دهد.