Interfaceamento de um Motor Passo a Passo

Definição do Motor Passo a Passo

Um motor passo a passo é um motor de corrente contínua que se move em passos, com a velocidade de rotação dependendo da taxa do sinal elétrico.

Componentes

O motor possui um rotor (ímã permanente) e um estator (bobinado), com o rotor girando e o estator fixo.

Princípio de Funcionamento

A ligação central no enrolamento do estator permite a mudança de direção da corrente quando aterrada. Isso altera as propriedades magnéticas do estator, atraindo e repelindo seletivamente o rotor para criar um movimento passo a passo.

Sequência de Passos

Para obter o movimento correto do motor, deve-se seguir uma sequência de passos. Esta sequência de passos fornece a tensão que deve ser aplicada à fase do estator. Normalmente, segue-se uma sequência de 4 passos.

Quando a sequência é seguida do passo 1 ao 4, obtém-se uma rotação no sentido horário e, quando é seguida do passo 4 ao 1, obtém-se uma rotação no sentido anti-horário.

Diagrama de Interface

O diagrama abaixo mostra a interface do motor passo a passo com um microcontrolador. Este é um diagrama geral e pode ser aplicado a qualquer família de microcontroladores, como PIC, AVR ou 8051.

Como o microcontrolador não pode fornecer corrente suficiente, usa-se um driver como o ULN2003 para operar o motor. Transistores individuais ou outros CI drivers também podem ser usados. Certifique-se de conectar resistores de pull-up externos, se necessário. Nunca conecte o motor diretamente aos pinos do controlador. A tensão do motor depende de seu tamanho.

Um motor passo a passo unipolar típico de 4 fases tem 5 terminais. 4 terminais de fase e um terminal comum da ligação central que está conectado ao terra. O algoritmo de programação para rotação contínua no sentido horário é dado abaixo:

• Inicialize os pinos da porta usados para o motor como saídas

• Escreva um programa de atraso comum, por exemplo, de 500 ms

• Saia a primeira sequência-0 × 09 nos pinos

• Chame a função de atraso

• Saia a segunda sequência-0 × 0 c nos pinos

• Chame a função de atraso

• Saia a terceira sequência-0 × 06 nos pinos

• Chame a função de atraso

• Saia a quarta sequência-0 × 03 nos pinos

• Chame a função de atraso

• Vá para o passo 3

Ângulo de Passo

O número de passos necessários para completar uma rotação total depende do ângulo de passo do motor passo a passo. O ângulo de passo pode variar de 0,72 graus a 15 graus por passo. Dependendo disso, podem ser necessários 500 a 24 passos para completar uma rotação. Em aplicações de controle de posição, a seleção do motor deve ser baseada no menor grau de rotação necessário por passo.

Meio Passo

Os motores passo a passo podem operar com metade do ângulo de passo real, conhecido como meio passo. Por exemplo, um motor com 15 graus por passo pode ser programado para girar a 7,5 graus por passo usando uma sequência especial de meio passo.

Motor Passo a Passo vs. Motor Servo

Tanto o motor passo a passo quanto o motor servo são usados principalmente em aplicações de controle de posição. Mas há uma diferença em seu funcionamento e construção. O motor passo a passo tem um grande número de polos ou dentes em seu rotor e esses dentes atuam como polos magnéticos norte e sul que são atraídos ou repelidos pelo enrolamento do estator magnetizado eletricamente. Isso ajuda no movimento passo a passo que o motor passo a passo gera.

Por outro lado, no motor servo, a posição é controlada por um circuito especializado e mecanismo de feedback, que gera um sinal de erro para mover o eixo do motor.