Kobling av en stegmotor

Definisjon av stegmotor

En stegmotor er en DC-motor som beveger seg i steg, med rotasjonshastighet avhengig av frekvensen på elektrisk signal.

Komponenter

Motoren har en rotor (permanent magnet) og en statør (vinding), hvor roteren roterer og statøren er stillestående.

Arbeidsprinsipp

Midtpunktet på statørvindingen tillater endring av strømretningen når den kobles til jord. Dette endrer statørens magnetiske egenskaper, som selektivt trekker og støter roteren for å skape en stegvis bevegelse.

Stegsekvens

For å få riktig bevegelse av motoren, må en stegsekvens følges. Denne stegsekvensen gir spenningsnivået som må anvendes på statørfasen. Normalt følges en 4-stegs sekvens.

Når sekvensen følges fra steg 1 til 4, får vi en klokkevis rotasjon, og når den følges fra steg 4 til 1, får vi en motklokkevis rotasjon.

Grensesnittskjema

Skjemaet nedenfor viser grensesnittet mellom stegmotor og en mikrokontroller. Dette er et generisk skjema og kan brukes for enhver mikrokontrollerfamilie som PIC-mikrokontroller, AVR eller 8051-mikrokontroller.

Siden mikrokontrolleren ikke kan gi nok strøm, brukes en driver som ULN2003 for å drive motoren. Enkelte transistorer eller andre driver-IC-er kan også brukes. Sørg for at eksterne pull-up-resistorer er koblet hvis det er nødvendig. Kobler aldri motoren direkte til kontrollerpinsene. Motorens spenning avhenger av dens størrelse.

En typisk 4-fase unipolar stegmotor har 5 terminaler. 4 fase-terminaler og en felles terminal for midtpunktet som er koblet til jord. Programmalgoritmen for kontinuerlig rotasjon i klokkevis modus er gitt nedenfor-

• Initialiser portpinene som brukes for motoren som utganger

• Skriv et felles forsinkelsesprogram på for eksempel 500 ms

• Utgi første sekvens-0 × 09 på pinene

• Kall forsinkelsesfunksjonen

• Utgi andre sekvens-0 × 0 c på pinene

• Kall forsinkelsesfunksjonen

• Utgi tredje sekvens-0 × 06 på pinene

• Kall forsinkelsesfunksjonen

• Utgi fjerde sekvens-0 × 03 på pinene

• Kall forsinkelsesfunksjonen

• Gå til steg 3

Stegvinkel

Antallet steg som kreves for å fullføre en full rotasjon avhenger av stegmotorens stegvinkel. Stegvinkelen kan variere fra 0,72 grader til 15 grader per steg. Avhengig av dette kan 500 til 24 steg være nødvendige for å fullføre en rotasjon. I posisjonskontrollapplikasjoner bør valget av motor baseres på den minste graden av rotasjon som kreves per steg.

Halvsteg

Stegmotorer kan operere med halvparten av den faktiske stegvinkelen, kjent som halvsteg. For eksempel, en motor anslått for 15 grader per steg kan programmeres til å rotere med 7,5 grader per steg ved hjelp av en spesiell halvstegssekvens.

Stegmotor vs Servomotor

Både stegmotor og servomotor brukes hovedsakelig i posisjonskontrollapplikasjoner. Men det ligger en forskjell i deres arbeid og konstruksjon. Stegmotoren har et stort antall poler eller tenner på roteren, og disse tenner fungerer som magnetiske nord- og sørpoler som blir trukket eller støtet av elektrisk magnetiserte spoler i statøren. Dette bidrar til stegvis bevegelse som en stegmotor genererer.

På den andre siden, i en servomotor styres posisjonen av et spesialisert kretssystem og et tilbakemeldingssystem, som genererer en feilsignal for å flytte motorskaften.