Princípio do driver do motor de passo
O motor de passo, também conhecido como motor de passo, é um motor muito característico, que pode realizar controle de deslocamento, mas também possui características de alta precisão, alta velocidade de resposta e confiabilidade, e é amplamente utilizado em controle industrial, controle automotivo, equipamentos médicos, instrumentação, robótica e uma variedade de outros produtos eletrônicos. Qual é o seu princípio motriz?
1. O princípio de funcionamento do motor de passo:
O princípio de funcionamento do motor de passo é realizar a rotação controlando a mudança de corrente da bobina de fiação, desde que a corrente da bobina seja controlada em uma frequência constante, o motor pode ser feito para realizar a rotação, de modo a realizar o controle preciso do deslocamento.
2. Princípio do driver do motor de passo:
O princípio do driver do motor de passo é converter o sinal de pulso no sinal de corrente necessário ao motor de passo e, em seguida, inserir o sinal de corrente no motor de passo, o motor de passo pode realizar a rotação.
3. Diagrama esquemático do driver do motor de passo:
O esquema de acionamento do motor de passo consiste principalmente em uma fonte de alimentação, controlador, conversor de pulso, motor de passo e driver, onde a fonte de alimentação fornece principalmente energia CC, o controlador controla principalmente a frequência do sinal de pulso, o conversor de pulso converte principalmente o sinal de pulso em um sinal de corrente, o motor de passo completa a rotação através do sinal de corrente e o driver finalmente insere o sinal de corrente no motor de passo.
O princípio de funcionamento do driver do motor de passo
O motor de passo possui uma ampla gama de aplicações no sistema de controle. Ele pode converter sinais de pulso em deslocamentos angulares e pode ser usado como rodas de freio eletromagnéticas, diferenciais eletromagnéticos ou geradores de deslocamento angular.
Às vezes, removido de alguns equipamentos antigos do motor de passo (este motor geralmente não está danificado) para ser usado para outros fins, geralmente é necessário projetar seu próprio driver. Este artigo apresenta o motor de passo retirado de uma antiga impressora japonesa e o design do driver. Este artigo apresenta primeiro o princípio de funcionamento do motor de passo e, em seguida, apresenta seu software de driver e design de hardware.
1. Princípio de operação do motor de passo
O motor de passo é um motor de passo-quatro{0}fásico, alimentado por uma fonte de alimentação CC unipolar. Contanto que os enrolamentos de cada fase do motor de passo sejam energizados de acordo com a sequência de temporização apropriada, o motor de passo pode girar passo a passo. A Figura 1 é um diagrama esquemático do princípio de operação deste motor de passo reativo quadrifásico.
No início, a chave SB liga a fonte de alimentação, SA, SC, SD é desconectada, os pólos magnéticos da fase B-e o rotor 0, 3 dentes alinhados, ao mesmo tempo, os 1, 4 dentes do rotor e os pólos magnéticos do enrolamento da fase C, D-para produzir os dentes errados, 2, 5 dentes e D, A{8}}enrolamento magnético da fase pólos para produzir os dentes errados.
Quando a chave SC liga a fonte de alimentação e SB, SA e SD são desconectados, o rotor gira devido à ação das linhas de força magnética entre as linhas de força magnética do enrolamento da fase C-e os dentes Não. 1 e Não. 4, e os dentes Não. 1 e Não. 4 e os pólos magnéticos do enrolamento da fase C-estão alinhados. Enquanto os dentes 0, 3 e A, enrolamentos de fase B produzem desalinhamento, os dentes 2, 5 e o pólo magnético do enrolamento de fase A, D
e os pólos magnéticos das fases A e D do enrolamento estão desalinhados. E assim por diante, A, B, C, D fonte de alimentação rotativa com enrolamento quadrifásico, o rotor girará ao longo da direção A, B, C, D.
Os motores de passo de quatro{0}}fases podem ser divididos em modos de operação de quatro-batidas simples, quatro{2}}batidas duplas e oito{3}}batimentos, de acordo com a ordem diferente de energização. Os ângulos de passo do simples-quatro batimentos e do duplo-quatro batimentos são iguais, mas o torque de rotação do único-quatro batimentos é pequeno. O ângulo de passo do modo de operação de oito-batidas é metade daquele do modo de operação simples-quad e duplo-quad, portanto, o modo de operação de oito-batidas pode manter um alto torque de rotação e melhorar a precisão do controle.
Os modos de operação de quatro-batidas simples, quatro{1}}batidas duplas e oito-batidas da fonte de alimentação-no tempo e nas formas de onda são mostrados na Figura 2.a, b, c, respectivamente:
2. Baseado no princípio do circuito do sistema de driver de motor de passo AT89C2051
Pulsos de controle AT89C2051 da saída P1.4 ~ P1.7 da porta P1, invertidos pelo 74LS14 no 9014, amplificados pelo controle 9014 do interruptor fotoelétrico, isolamento fotoelétrico, pelos sinais de pulso do tubo de alimentação TIP122 para a amplificação de tensão e corrente, acionam as fases do motor de passo do enrolamento. Faça o motor de passo com diferentes sinais de pulso para avançar, reverter, acelerar, desacelerar e parar e outras ações. L1 na figura para o enrolamento de fase do motor de passo. AT89C2051 selecionou o cristal de frequência de 22 MHz, o objetivo de selecionar um cristal mais alto é minimizar o impacto do AT89C2051 no ciclo do sinal de pulso do computador host no caminho 2.
RL1 ~ RL4 para a resistência interna do enrolamento, o resistor de 50Ω é um resistor externo, desempenha um papel na limitação de corrente, mas também um elemento para melhorar a constante de tempo do loop. D1 ~ D4 para o diodo de continuidade, de modo que o enrolamento do motor gerado pela força eletromotriz reversa através do diodo de continuidade (D1 ~ D4) e atenuação, protegendo assim o tubo de alimentação TIP122 de danos.
Na resistência externa de 50Ω em paralelo com um capacitor de 200μF pode melhorar a frente de pulso de corrente injetada no enrolamento do motor de passo, melhorando o desempenho de alta-frequência do motor de passo. O resistor de 200Ω conectado em série com o diodo de continuidade pode reduzir a constante de tempo de descarga do circuito, de modo que a borda final do pulso de corrente no enrolamento se torne mais íngreme e o tempo de queda de corrente se torne menor, o que também desempenha um papel na melhoria do desempenho de alta-frequência.
3. Projeto de software
O driver de acordo com as diferentes combinações de dip switches KX, KY tem três modos de trabalho para escolher:
O modo 1 é o modo de interrupção:P3.5 (INT1) é a entrada de pulso de passo e P3.7 é a entrada de pulso direto e reverso. O computador superior (PC ou microcontrolador) e o driver são conectados apenas por 2 linhas.
O modo 2 é o modo de comunicação serial:o computador host (PC ou microcontrolador) envia o comando de controle para o driver, e o driver completa o processo de controle de acordo com o comando de controle.
O modo 3 é o modo de controle do dip switch:o motor de passo é controlado diretamente por diferentes combinações de K1 a K5.
Quando a energia está ligada ou a tecla de reinicialização KR é pressionada, o AT89C2051 detecta primeiro o status dos interruptores DIP KX e KY e entra em diferentes modos de trabalho de acordo com as diferentes combinações de KX e KY. O diagrama de blocos do fluxo do programa e o programa fonte para o modo 1 são fornecidos abaixo.
Na elaboração do programa, atenção especial deve ser dada ao manuseio do motor de passo durante a comutação. Para fazer com que o motor de passo na comutação possa ser uma transição suave, para não produzir o passo errado, deve ser definido em cada passo do bit de sinalização. Entre eles, cada bit da unidade 20H é o bit de sinalização de avanço do motor de passo; cada bit da unidade 21H é o bit de sinalização reversa. Na rotação direta, não apenas para o valor do bit do sinalizador direto, mas também, ao mesmo tempo, para a reversão do valor do bit do sinalizador; na reversão do mesmo. Desta forma, quando a direção do motor de passo muda, pode ser a última posição como ponto de partida do movimento reverso, para evitar que a mudança de direção do motor produza o passo errado.