Anslutning av en stegmotor

Stegmotordefinition

En stegmotor är en DC-motor som rör sig i steg, med rotationshastighet beroende av elektriska signalers frekvens.

Komponenter

Motorn har en rotor (permanentmagnet) och en statör (vindning), där roteraren roterar och statören är stillastående.

Arbetsprincip

Mittenkontakten på statörens vindning tillåter ändring av strömriktning när den kopplas till mark. Detta ändrar statörens magnetiska egenskaper, vilket selektivt drar och stöter roteraren för att skapa ett stegande rörelse.

Stegsekvens

För att få korrekt rörelse av motorn måste en stegsekvens följas. Denna stegsekvens ger spänningen som måste appliceras på statörfasen. Vanligtvis följs en 4-stegssekvens.

När sekvensen följs från steg 1 till 4 får vi en medursrotation, och när den följs från steg 4 till 1 får vi en motsolsrotation.

Gränssnittsdiagram

Diagrammet nedan visar gränssnittet mellan en stegmotor och en mikrokontroller. Detta är ett generellt diagram och kan tillämpas på vilken mikrokontrollerfamilj som helst, som PIC-mikrokontroller, AVR eller 8051-mikrokontroller.

Eftersom mikrokontrollern inte kan ge tillräckligt med ström används en drivare som ULN2003 för att köra motorn. Individuella transistorer eller andra drivarkretsar kan också användas. Se till att externa pull-up-resistorer är anslutna om det behövs. Anslut aldrig motorn direkt till kontrollerpinarna. Motorns spänning beror på dess storlek.

En typisk 4-fas unipolar stegmotor har 5 terminaler. 4 fasterminaler och en gemensam terminal för mittenkontakten som är ansluten till mark. Programalgoritmen för kontinuerlig rotation i medursläge ges nedan-

• Initiera portpinnen som används för motorn som utgångar

• Skriv en vanlig förseningssprogram av säg 500 ms

• Utmatningsförsta sekvens-0 × 09 på pinarna

• Anropa förseningfunktion

• Utmatningandrasekvens-0 × 0 c på pinarna

• Anropa förseningfunktion

• Utmatningatredje sekvens-0 × 06 på pinarna

• Anropa förseningfunktion

• Utmatningafjärde sekvens-0 × 03 på pinarna

• Anropa förseningfunktion

• Gå till steg 3

Stegvinkel

Antalet steg som krävs för att slutföra en full rotation beror på stegmotorns stegvinkel. Stegvinkeln kan variera från 0,72 grader till 15 grader per steg. Beroende på detta kan 500 till 24 steg krävas för att slutföra en rotation. I positionskontrollapplikationer bör valet av motor baseras på den minsta graden av rotation som krävs per steg.

Halvsteg

Stegmotorer kan fungera med hälften av den faktiska stegvinkeln, känd som halvsteg. Till exempel kan en motor med 15 grader per steg programmeras att rotera med 7,5 grader per steg med hjälp av en speciell halvstegsekvens.

Stegmotor vs servomotor

Både stegmotor och servomotor används främst i positionskontrollapplikationer. Men det finns en skillnad i deras arbete och konstruktion. Stegmotorn har ett stort antal poler eller tänder på sin rotor, och dessa tänder fungerar som magnetiska nord- och sydpoler som dras till eller stöts bort av den elektriskt magnetiserade spolen i statören. Detta hjälper till den stegande rörelsen som en stegmotor genererar.

Å andra sidan styrs positionen i en servomotor av en specialiserad krets och återkopplingsmekanism, vilket genererar ett felformel för att flytta motorskaftet.