چگونه می توان یک موتور پله ای را کنترل کرد

نحوه کنترل یک موتور پله ای

یک موتور پله ای ثابت آهنربایی، دارای دو سیم پیچ است. اگر سیستم از درایور دو قطبی استفاده کند ، چرخش با استفاده از الگویی خاص از جریان رو به جلو و معکوس از طریق دو سیم پیچ انجام می شود. بنابراین، درایو دو قطبی برای هر سیم پیچ به یک پل H احتیاج دارد. درایو تک قطبی از چهار درایور جداگانه استفاده می کند و نیازی نیست که بتوانید جریان را از هر دو جهت اعمال کنید: مرکز سیم پیچ به صورت یک اتصال موتور جداگانه ارائه می شود و هر محرک جریان فعلی را از مرکز سیم پیچ به سمت پایان سیم پیچ جریان مرتبط با هر محرک همیشه در همان جهت جریان می یابد.

درایو دو قطبی (در سمت چپ) و درایو تک قطبی (در سمت راست). جهت جریان جریان در سیستم تک قطبی نشان می دهد که مرکز هر سیم پیچ به ولتاژ تغذیه موتور متصل است.

IC های عمومی برای کنترل Stepper

اولین چیزی که باید در نظر داشته باشید این است که از آی سی های در نظر گرفته شده برای عملکرد اصلی کنترل موتور، می توان با موتورهای استپر استفاده کرد. شما نیازی به IC ندارید که به طور خاص به عنوان دستگاه کنترل موتور پله به بازار عرضه شود. اگر از درایو دوقطبی استفاده می کنید ،به  موتور پله ،مانند دو پل H نیاز دارید. اگر از درایو یک قطبی استفاده می کنید ، به یک محرک برای چهار موتور احتیاج دارید ، اما هر راننده می تواند یک ترانزیستور منفرد باشد زیرا تنها کاری که انجام می دهید به جای تغییر جهت آن ، جریان را روشن و خاموش می کند.

نمونه ای از بخش “General IC” DRV8803 از Texas Instrument است. این دستگاه به عنوان “راه حل درایور برای هر برنامه سوئیچ جانبی ” توصیف شده است

نمودار از داده DRV8803 گرفته شده است

یا این دستگاه ، مرکز سیم پیچ موتور پله ای، به ولتاژ منبع تغذیه متصل می شود و سیم پیچ ها با روشن کردن ترانزیستورهای کم مصرف، انرژی می گیرند به طوری که اجازه می دهند جریان از منبع عبور کند ، از طریق نیمی از سیم پیچ ، از طریق ترانزیستور ، به زمین. در صورتی رویکرد Generic-IC مناسب است که اگر شما از قبل کار با یک درایور تجربه داشته باشید . می توانید با استفاده مجدد از تکه های قدیمی در هزینه صرفه جویی کنید. نکته منفی این است که یک IC پیشرفته می تواند عملکرد پیشرفته ای داشته باشد و یک کار ساده تر از طراحی را تضمین کند ، به همین دلیل ما یک درایور پله ای را ترجیح می دهیم که دارای ویژگی های اضافی باشد.

درایورهای برجسته استپر

کنترل کننده های یکپارچه موتور پله یکپارچه می توانند مقدار زیادی از پیچیدگی های طراحی شده در برنامه های کاربردی استپر موتور، با عملکرد بالاتر را کاهش دهند. اولین ویژگی سودمند که به ذهن  میرسد ، تولید خودکار از الگوی مرحله ای است یعنی توانایی تبدیل سیگنال های ورودی مستقیم کنترل موتور، به الگوهای مرحله مورد نیاز.

بیایید L6208 را از STMicroelectronic بعنوان نمونه بگیریم.

نمودار از داده داده L6208 گرفته شده است.

L6208 به جای ورودی های منطقی که مستقیماً جریان استفاده شده، سیم پیچ های موتور را کنترل می کند ، دارای ویژگی های زیر است:

• پینی که بین نیمی از مراحل و مراحل کامل را انتخاب کند
• پینی که جهت چرخش را تعیین می کند
• یک پین ورودی “ساعت” که باعث می شود ماشین حالت داخلی کنترل موتور با یک گام، در پاسخ به یک لبه در حال افزایش پیش برود

این رابط کاربری دقیق تر از توالی های روشن / خاموش واقعی است که به ترانزیستورهای متصل به سیم پیچ ها اعمال می شود (نمونه ای از آن در زیر آورده شده است).

این یک الگوی کامل، برای کنترل پله موتور دو قطبی است. “” A و “” B به دو سیم پیچ اشاره دارند و ستونهای “” Q وضعیت ترانزیستورهایی را که کنترل جریان سیم پیچ را دارند، نشان می دهد.

میکرواستپ ها

همانطور که از نام آن پیداست ، میکرواستپینگ باعث می شود موتور پله ای یک چرخش را انجام دهد که به طور قابل توجهی کمتر از یک مرحله باشد. این ممکن است ۴/۱ از یک مرحله یا ۲۵۶/۱ از یک مرحله یا مکانی در بین باشد. میکرواستپینگ، موقعیت یابی موتور با وضوح بالاتر را امکان پذیر می کند ، همچنین امکان چرخش نرم تر را نیز فراهم می آورد. در برخی از برنامه ها ، میکرواستپینگ کاملاً غیر ضروری است. با این حال ، اگر سیستم شما از موقعیت یابی دقیق ، چرخش نرم تر و یا کاهش صدای مکانیکی بهره مند می شود ، باید یک درایور IC را در نظر بگیرید که قابلیت میکرواستپینگ دارد.

TMC2202 از Trinamic نمونه ای از کنترل کننده استپ موتور میکرواستپینگ است.

نمودار از داده TMC2202 گرفته شده است

اندازه مرحله می تواند به اندازه۳۲/۱ یک مرحله کامل باشد ، و سپس نوعی عملکرد درون یابی وجود دارد که “صافی کامل ۲۵۶ میکرواستپ را فراهم می کند.” این تراشه همچنین به شما ایده ای می دهد که یک درایور استپر چقدر پیشرفته است، دارای رابط UART برای کنترل و تشخیص ، یک الگوریتم ویژه درایور که باعث بهبود عملکرد و سرعت پایین و سایر موارد دیگر می شود.

نتیجه

اگر یک میکروکنترلر برای تولید الگوی مرحله و زمان و انگیزه کافی برای نوشتن کد مطمئن دارید ، می توانید یک موتور پله دار را با FET های گسسته کنترل کنید. با این وجود ، تقریباً در همه شرایط ، ترجیحا استفاده از نوعی از آی سی است. از آنجا که وسایل و ویژگی های زیادی برای انتخاب وجود دارد ، نباید در یافتن بخشی که مناسب برنامه شما باشد ، دچار مشکل شوید.

امیدوارم این آموزش برای شما عزیزان مفید بوده باشد. درصورتیکه به تخصص تعمیر بردهای الکترونیکی علاقمند هستید و تمایل دارید ازین تخصص کسب درآمد کنید از آموزش تعمیر بردهای الکترونیکی آموزشگاه فنی پویان استفاده کنید.