การเชื่อมต่อมอเตอร์สเต็ปเปอร์

คำนิยามมอเตอร์สเต็ปเปอร์

มอเตอร์สเต็ปเปอร์คือมอเตอร์กระแสตรงที่เคลื่อนที่เป็นขั้น โดยความเร็วในการหมุนขึ้นอยู่กับอัตราสัญญาณไฟฟ้า

ส่วนประกอบ

มอเตอร์มีโรเตอร์ (แม่เหล็กถาวร) และสเตเตอร์ (วงจรขดลวด) โรเตอร์หมุนและสเตเตอร์คงที่

หลักการทำงาน

แท็บกลางบนวงจรขดลวดของสเตเตอร์ช่วยให้สามารถเปลี่ยนทิศทางของกระแสไฟฟ้าเมื่อต่อกราวด์ ซึ่งทำให้สมบัติแม่เหล็กของสเตเตอร์เปลี่ยนแปลง ดึงดูดและผลักดันโรเตอร์เพื่อสร้างการเคลื่อนที่แบบสเต็ป

ลำดับสเต็ป

เพื่อให้มอเตอร์เคลื่อนที่ได้อย่างถูกต้อง จำเป็นต้องปฏิบัติตามลำดับสเต็ป ลำดับสเต็ปนี้กำหนดแรงดันที่ต้องใช้กับเฟสของสเตเตอร์ โดยทั่วไปจะปฏิบัติตามลำดับ 4 ขั้นตอน

เมื่อปฏิบัติตามลำดับจากขั้นตอนที่ 1 ถึง 4 จะได้การหมุนตามเข็มนาฬิกา และเมื่อปฏิบัติตามลำดับจากขั้นตอนที่ 4 ถึง 1 จะได้การหมุนทวนเข็มนาฬิกา

แผนผังการเชื่อมต่อ

แผนผังด้านล่างแสดงการเชื่อมต่อมอเตอร์สเต็ปเปอร์กับไมโครคอนโทรลเลอร์ นี่คือแผนผังทั่วไปและสามารถนำไปใช้กับครอบครัวไมโครคอนโทรลเลอร์ใด ๆ เช่น PIC ไมโครคอนโทรลเลอร์, AVR หรือ 8051 ไมโครคอนโทรลเลอร์

เนื่องจากไมโครคอนโทรลเลอร์ไม่สามารถจ่ายกระแสไฟฟ้าเพียงพอ จึงใช้ไดรเวอร์เช่น ULN2003 เพื่อขับเคลื่อนมอเตอร์ ทรานซิสเตอร์แต่ละตัวหรือ IC ไดรเวอร์อื่น ๆ ก็สามารถใช้ได้เช่นกัน ควรเชื่อมต่อตัวต้านทานพูลอัพภายนอกหากจำเป็น ห้ามเชื่อมต่อมอเตอร์โดยตรงกับขาของคอนโทรลเลอร์ แรงดันของมอเตอร์ขึ้นอยู่กับขนาดของมัน

มอเตอร์สเต็ปเปอร์แบบ 4 เฟส ไม่ใช่โพลาไรเซชันมีเทอร์มินัล 5 ตัว คือ 4 เฟสและเทอร์มินัลกลางที่เชื่อมต่อกับกราวด์ โปรแกรมสำหรับการหมุนต่อเนื่องในทิศทางตามเข็มนาฬิกาดังนี้-

• กำหนดขาที่ใช้สำหรับมอเตอร์เป็นเอาต์พุต

• เขียนโปรแกรมเดเลย์ทั่วไป ประมาณ 500 มิลลิวินาที

• ส่งลำดับแรก-0 × 09 บนขา

• เรียกฟังก์ชันเดเลย์

• ส่งลำดับที่สอง-0 × 0 c บนขา

• เรียกฟังก์ชันเดเลย์

• ส่งลำดับที่สาม-0 × 06 บนขา

• เรียกฟังก์ชันเดเลย์

• ส่งลำดับที่สี่-0 × 03 บนขา

• เรียกฟังก์ชันเดเลย์

• กลับไปที่ขั้นตอนที่ 3

มุมสเต็ป

จำนวนสเต็ปที่ต้องการเพื่อหมุนครบหนึ่งรอบขึ้นอยู่กับมุมสเต็ปของมอเตอร์สเต็ปเปอร์ มุมสเต็ปอาจแตกต่างกันตั้งแต่ 0.72 องศาถึง 15 องศาต่อสเต็ป ขึ้นอยู่กับนั้น อาจต้องการสเต็ป 500 ถึง 24 สเต็ปเพื่อหมุนครบหนึ่งรอบ ในแอปพลิเคชันควบคุมตำแหน่ง การเลือกมอเตอร์ควรขึ้นอยู่กับมุมการหมุนขั้นต่ำที่ต้องการต่อสเต็ป

ฮาล์ฟสเต็ป

มอเตอร์สเต็ปเปอร์สามารถทำงานที่ครึ่งของมุมสเต็ปที่แท้จริง ซึ่งเรียกว่าฮาล์ฟสเต็ป ตัวอย่างเช่น มอเตอร์ที่ระบุว่า 15 องศาต่อสเต็ป สามารถโปรแกรมให้หมุนที่ 7.5 องศาต่อสเต็ปโดยใช้ลำดับฮาล์ฟสเต็ปพิเศษ

มอเตอร์สเต็ปเปอร์กับมอเตอร์เซอร์โว

ทั้งมอเตอร์สเต็ปเปอร์และมอเตอร์เซอร์โวใช้ในแอปพลิเคชันควบคุมตำแหน่งเป็นหลัก แต่มีความแตกต่างในวิธีการทำงานและการสร้าง มอเตอร์สเต็ปเปอร์มีขั้วหรือฟันจำนวนมากบนโรเตอร์ ฟันเหล่านี้ทำหน้าที่เป็นขั้วแม่เหล็กเหนือและใต้ที่ถูกดึงดูดหรือผลักดันโดยวงจรขดลวดที่แม่เหล็กไฟฟ้าของสเตเตอร์ ซึ่งช่วยในการเคลื่อนที่แบบสเต็ปที่มอเตอร์สเต็ปเปอร์สร้างขึ้น

ในทางกลับกัน มอเตอร์เซอร์โวควบคุมตำแหน่งโดยวงจรเฉพาะและกลไกป้อนกลับ ซึ่งสร้างสัญญาณข้อผิดพลาดเพื่อเคลื่อนที่แกนของมอเตอร์