O mașină electrică care convertește energia electrică în energie mecanică se numește motor electric. În primul rând, motorul electric este un dispozitiv electrostatic simplu creat de călugărul scoțian Andrew Gordon în anii 1740. Dar în 1821, Michael Faraday a demonstrat conversia energiei electrice în energie mecanică.
Motoarele electrice sunt clasificate în principal în două categorii: motoare de curent alternativ și Motoare de curent continuu . Din nou, fiecare categorie este împărțită în mai multe tipuri. Multe încărcături, cum ar fi mixer, polizor, ventilatoare etc., aparatele electrocasnice utilizate cel mai frecvent, în care putem găsi diferite tipuri de motoare și acestea pot fi acționate la viteze diferite, cu asigurarea controlului vitezei motoarelor. În acest articol, vom discuta despre unul dintre tipurile majore de motoare de curent continuu, și anume Motorul pas cu pas și controlul acestuia folosind microcontrolerul.
Motor pas cu pas
Un sincron și motor DC fără perii care transformă impulsurile electrice în mișcări mecanice și, prin urmare, se rotește în trepte cu un anumit unghi între fiecare treaptă pentru finalizarea unei rotații complete se numește Motor pas cu pas. Unghiul dintre treptele de rotație a motorului pas cu pas este denumit unghiul pas cu pas al motorului.
Motor pas cu pas
Motoarele pas cu pas sunt clasificate în două tipuri în funcție de înfășurare: motoare pas cu pas unipolare și motoare pas cu pas bipolare. Motorul pas cu pas unipolar este frecvent utilizat în multe aplicații datorită ușurinței sale de funcționare în comparație cu motorul pas cu pas bipolar. Dar există diferite tipuri de motoare pas cu pas, cum ar fi Motorul pas cu pas cu magnet permanent, Motorul pas cu pas cu reluctanță variabilă și Motorul pas cu pas hibrid.
Control motor pas cu pas
Motorul pas cu pas poate fi controlat cu diverse tehnici, dar aici discutăm controlul motorului pas cu pas folosind un Microcontroler Atmega . 89C51 este un microcontroler al Familia de microcontrolere 8051 .
Diagrama bloc a controlului motorului pas cu pas
Schema bloc a unei comenzi a motorului pas cu pas folosind un microcontroler 8051 este prezentată în figura cu alimentare electrică , microcontroler, motor pas cu pas și blocuri de comutare.
2 metode de proiectare a circuitului de control al motorului pas cu pas
Controlerul motorului pas cu pas este proiectat folosind 8051 microcontrolere și circuit de comutare pentru controlul vitezei motorului pas cu pas. Circuitul comutatorului de comandă poate fi proiectat utilizând comutatoare tranzistor sau utilizând controlerul motorului pas cu pas, cum ar fi ULN2003, în locul tranzistoarelor.
1. Circuitul de comandă utilizând controlerul motorului pas cu pas IC
Motorul pas cu pas unipolar poate fi rotit prin alimentarea bobinelor statorului într-o succesiune. Secvența acestor semnale de tensiune aplicate pe bobinele sau cablurile motorului este suficientă pentru a acționa motorul și, prin urmare, nu este necesar niciun circuit driver pentru controlul direcției curentului în bobinele statorului.
Control motor pas cu pas folosind IC
Motorul pas cu două faze este format din patru fire de capăt conectate la bobine și două fire comune conectate la cele două cabluri de capăt pentru a forma două faze. Punctele comune și punctele finale ale celor două faze sunt conectate la masă sau Vcc și respectiv pinii microcontrolerului. Pentru rotirea motorului, punctele finale ale celor două faze trebuie alimentate. În primul rând, o tensiune este aplicată primului punct final al fazei 1 și o tensiune suplimentară este aplicată primului punct final al fazei 2 și așa mai departe.
Motorul pas cu pas poate fi acționat în diferite moduri, cum ar fi modul Wave Step Stepping, Full Drive Stepping Mode și Half Drive Stepping Mode.
Modul Stepping Wave Drive
Prin repetarea secvenței de mai sus, motorul poate fi rotit în modul de acționare a undelor, fie în sensul acelor de ceasornic, fie în sens invers acelor de ceasornic pe baza selectării punctelor finale. Tabelul de mai jos arată secvența de fază a semnalului pentru modul de acționare a undelor.
Modul Stepping Wave Drive
Mod pas cu pas complet
Energizarea celor două puncte finale ale diferitelor faze realizează simultan un mod de deplasare completă. Tabelul prezintă secvența de fază a semnalului pentru modul full-drive -stepping.
Mod pas cu pas complet
Mod pas cu pas pe jumătate
Combinația dintre pașii modurilor de undă și de deplasare completă conduce la un mod de pașare pe jumătate. Astfel, în acest mod, unghiul de pas este împărțit în jumătate. Tabelul prezintă secvența de fază a semnalului unui mod de pas cu jumătate de unitate.
Modul de pas pe jumătate
În general, unghiul de pas depinde de rezoluția motorului pas cu pas. Mărimea pasilor și direcția de rotație sunt direct proporționale cu numărul și ordinea secvenței de intrare. Viteza de rotație a arborelui depinde de frecvența secvenței de intrare. Cuplul și numărul de magneți magnetizați la un moment dat sunt proporționale.
Motorul pas cu pas necesită 60mA curent, dar curentul maxim nominal al microcontrolerului Atmega AT89C51 este de 50mA. Deci, un controler pas cu motor IC este folosit pentru a interfața motorul pas cu pas cu microcontrolerul pentru transferul semnalelor.
2. Comutați circuitul comutatorului folosind tranzistoare
Sursa de alimentare a circuitului poate fi dată prin scăderea tensiunii de la 230V la 7,5V folosind un transformator de coborâre, apoi rectificând printr-un redresor de punte cu diode . Această ieșire rectificată este alimentată către un condensator de filtru și apoi este trecută prin regulatorul de tensiune. Ieșirea reglată de 5V este obținută de la regulatorul de tensiune. Pinul de resetare este conectat între condensator și rezistor.
Circuitul de control al motorului pas cu pas folosind tranzistorul
În general, motorul pas cu pas constă din patru bobine așa cum se arată în figură. Deci, pentru a acționa motorul, sunt necesare patru circuite motor-driver. În loc să utilizați controlerul motorului pas cu pas IC pentru a acționa motorul, patru tranzistoare sunt conectate ca circuite driver la 21, 22, 23 și respectiv 24 de pini ai microcontrolerului.
Dacă tranzistoarele încep conducerea, atunci se va crea un câmp magnetic în jurul bobinei, provocând rotația motorului. Viteza motorului pas cu pas este direct proporțională cu frecvența impulsului de intrare. Un oscilator de cristal este conectat la pinii 18 și 19 pentru a oferi o frecvență de ceas a microcontrolerului de aproximativ 11,019 MHz.
Timpul de execuție al oricărei instrucțiuni poate fi calculat folosind formula de mai jos
Timp = ((C * 12)) / f
Unde C = numărul ciclului
Și F = frecvența cristalului
Unul dintre circuitele bazate pe aplicații care utilizează un motor pas cu pas pentru rotirea panoului solar este descris mai jos.
Controlul motorului pas cu pas folosind microcontrolerul programat 8051
Proiectul Sun Tracking Solar Panel este destinat să genereze cantitatea maximă de energie prin reglarea automată a panoului solar. În acest proiect, un motor pas cu pas controlat de un microcontroler programat din familia 8051 este interfațat cu panoul solar pentru a menține fața panourilor solare întotdeauna perpendiculare pe soare.
Controlul motorului pas cu pas folosind microcontrolerul de la Edgefxkits.com
microcontroler programat generează impulsuri electrice în trepte la intervale regulate la motorul pas cu pas pentru rotirea panoului solar. IC-ul driverului este utilizat pentru a acționa motorul pas cu pas, deoarece controlerul nu poate furniza cerințele de putere ale motorului.
Vă rugăm să lăsați sugestiile, feedback-ul și întrebările dvs. postând comentarii în secțiunea de comentarii de mai jos. Vom face tot posibilul pentru a vă ajuta tehnic în ceea ce privește acest articol și dezvoltarea de proiecte electrice și electronice folosind motorul pas cu pas.
