Interface d'un Moteur Pas à Pas

Définition du moteur pas à pas

Un moteur pas à pas est un moteur à courant continu qui se déplace par paliers, avec une vitesse de rotation dépendante du taux de signal électrique.

Composants

Le moteur comporte un rotor (aimant permanent) et un stator (enroulement), le rotor tourne tandis que le stator reste fixe.

Principe de fonctionnement

La broche centrale sur l'enroulement du stator permet de changer la direction du courant lorsqu'elle est mise à la masse. Cela modifie les propriétés magnétiques du stator, attirant et repoussant sélectivement le rotor pour créer un mouvement par pas.

Séquence de pas

Pour obtenir un mouvement correct du moteur, une séquence de pas doit être suivie. Cette séquence de pas indique la tension qui doit être appliquée à la phase du stator. Généralement, une séquence en 4 étapes est suivie.

Lorsque la séquence est suivie de l'étape 1 à 4, on obtient une rotation dans le sens horaire, et lorsque la séquence est suivie de l'étape 4 à 1, on obtient une rotation dans le sens antihoraire.

Schéma d'interface

Le schéma ci-dessous montre l'interface du moteur pas à pas avec un microcontrôleur. Il s'agit d'un schéma général qui peut s'appliquer à n'importe quelle famille de microcontrôleurs comme PIC, AVR ou 8051.

Comme le microcontrôleur ne peut pas fournir suffisamment de courant, un pilote comme le ULN2003 est utilisé pour faire fonctionner le moteur. Des transistors individuels ou d'autres circuits intégrés de pilotage peuvent également être utilisés. Assurez-vous que des résistances de rappel externes sont connectées si nécessaire. Ne connectez jamais le moteur directement aux broches du contrôleur. La tension du moteur dépend de sa taille.

Un moteur pas à pas unipolaire typique à 4 phases a 5 bornes. 4 bornes de phase et une borne commune de la broche centrale qui est connectée à la masse. L'algorithme de programmation pour une rotation continue dans le sens horaire est donné ci-dessous :

• Initialisez les broches de port utilisées pour le moteur en sortie

• Écrivez un programme de délai commun de 500 ms

• Sortez la première séquence-0 × 09 sur les broches

• Appelez la fonction de délai

• Sortez la deuxième séquence-0 × 0 c sur les broches

• Appelez la fonction de délai

• Sortez la troisième séquence-0 × 06 sur les broches

• Appelez la fonction de délai

• Sortez la quatrième séquence-0 × 03 sur les broches

• Appelez la fonction de délai

• Allez à l'étape 3

Angle de pas

Le nombre de pas nécessaires pour effectuer une rotation complète dépend de l'angle de pas du moteur pas à pas. L'angle de pas peut varier de 0,72 degré à 15 degrés par pas. En fonction de cela, 500 à 24 pas peuvent être nécessaires pour effectuer une rotation. Dans les applications de contrôle de position, la sélection du moteur devrait être basée sur le degré minimum de rotation requis par pas.

Demi-pas

Les moteurs pas à pas peuvent fonctionner à la moitié de l'angle de pas réel, connu sous le nom de demi-pas. Par exemple, un moteur prévu pour 15 degrés par pas peut être programmé pour tourner à 7,5 degrés par pas en utilisant une séquence spéciale de demi-pas.

Moteur pas à pas vs Moteur servo

Les moteurs pas à pas et les moteurs servos sont principalement utilisés dans les applications de contrôle de position. Cependant, il existe une différence dans leur fonctionnement et leur construction. Le moteur pas à pas a un grand nombre de pôles ou de dents sur son rotor, et ces dents agissent comme des pôles magnétiques nord et sud qui sont attirés ou repoussés par l'enroulement électriquement magnétisé du stator. Cela aide à générer le mouvement par pas.

D'autre part, dans un moteur servo, la position est contrôlée par un circuit spécialisé et un mécanisme de retour, qui génère un signal d'erreur pour déplacer l'arbre du moteur.