Control del motor pas a pas mitjançant microcontrolador AVR (Atmega)

Proveu El Nostre Instrument Per Eliminar Problemes





Una màquina elèctrica que converteix l’energia elèctrica en energia mecànica s’anomena motor elèctric. En primer lloc, el motor elèctric és un simple dispositiu electrostàtic creat pel monjo escocès Andrew Gordon a la dècada de 1740. Però el 1821, Michael Faraday va demostrar la conversió de l'energia elèctrica en energia mecànica.

Els motors elèctrics es classifiquen principalment en dues categories: motors de corrent altern i Motors de corrent continu . Una vegada més, cada categoria es subdivideix en molts tipus. Moltes càrregues, com ara mesclador, trituradora, ventiladors, etc., són electrodomèstics d’ús més freqüent en els quals podem trobar diferents tipus de motors i que es poden accionar a diferents velocitats amb el control de la velocitat dels motors. En aquest article, parlarem d’un dels principals tipus de motors de corrent continu, a saber Motor pas a pas i el seu control mitjançant el microcontrolador.




Motor pas a pas

Un síncron i motor de corrent continu sense escombretes que converteix els impulsos elèctrics en moviments mecànics i, per tant, gira pas a pas amb un cert angle entre cada pas per completar una rotació completa s'anomena motor pas a pas. L'angle entre els passos de rotació del motor pas a pas s'anomena l'angle pas a pas del motor.

Motor pas a pas

Motor pas a pas



Els motors pas a pas es classifiquen en dos tipus segons el seu bobinat: motors pas a pas unipolars i motors pas a pas bipolars. El motor pas a pas unipolar s’utilitza amb freqüència en moltes aplicacions a causa de la seva facilitat d’operació en comparació amb el motor pas a pas bipolar. Però hi ha diferents tipus de motors pas a pas com el motor pas a pas amb imant permanent, el pas a pas de reluctància variable i el motor pas a pas híbrid.

Control del motor pas a pas

El motor pas a pas es pot controlar amb diverses tècniques, però aquí estem discutint el control del motor pas a pas mitjançant un Microcontrolador Atmega . El 89C51 és un microcontrolador del Família de microcontroladors 8051 .

Diagrama de blocs del control del motor pas a pas

Diagrama de blocs del control del motor pas a pas

El diagrama de blocs d’un control de motor pas a pas mitjançant un microcontrolador 8051 es mostra a la figura amb Font d'alimentació , blocs de microcontroladors, motors pas a pas i interruptors de control.


2 mètodes per dissenyar un circuit de control del motor pas a pas

El controlador del motor pas a pas està dissenyat utilitzant 8051 microcontroladors i circuit de commutació per controlar la velocitat del motor pas a pas. Es pot dissenyar el circuit de l’interruptor de control mitjançant commutadors de transistors o mitjançant l'ús del controlador IC del motor pas a pas com ULN2003 en lloc dels transistors.

1. Circuit de control mitjançant IC del controlador de motor pas a pas

El motor pas a pas unipolar es pot girar mitjançant l'energia de les bobines de l'estator en una seqüència. La seqüència d’aquests senyals de tensió aplicats a les bobines o conductors del motor és suficient per accionar el motor i, per tant, no es necessita cap circuit conductor per controlar la direcció del corrent a les bobines de l’estator.

Control del motor pas a pas mitjançant IC

Control del motor pas a pas mitjançant IC

El motor pas a pas de dues fases consta de quatre cables finals connectats a les bobines i dos cables comuns connectats als dos cables finals per formar dues fases. Els punts comuns i els punts finals de les dues fases estan connectats a terra o Vcc i als pins del microcontrolador, respectivament. Per girar el motor, s’han d’energitzar els punts finals de les dues fases. Principalment s’aplica una tensió al primer punt final de la fase 1 i s’aplica una tensió addicional al primer punt final de la fase 2, etc.

El motor pas a pas es pot operar en diferents modes, com ara el mode d’escalonament Wave Drive, el mode d’escalonament de la unitat completa i el mode d’escalonament de mitja unitat.

Mode d'escalonament de la unitat d'ona

Repetint la seqüència anterior, el motor es pot girar en mode de pas per accionament d'ones en sentit horari o antihorari en funció de la selecció de punts finals. A la taula següent es mostra la seqüència de fase del senyal per al mode de pas-impulsió de l'ona.

Mode d

Mode d'escalonament de la unitat d'ona

Mode de pas complet de la unitat

L'energia dels dos extrems de diferents fases simultàniament aconsegueix un mode de pas complet de la unitat. La taula mostra la seqüència de fase del senyal per al mode de separació de la unitat completa.

Mode de pas complet de la unitat

Mode de pas complet de la unitat

Mode de pas a mitja conducció

La combinació dels passos de les ones i els modes de pas complet de la unitat aconsegueix un mode de pas de mitja unitat. Així, en aquest mode, l'angle de pas es divideix en la meitat. La taula mostra la seqüència de fases de senyal d’un mode de pas a mitja unitat.

Mode de pas a mitja conducció

Mode de pas a mitja conducció

En general, l’angle de pas depèn de la resolució del motor pas a pas. La mida dels passos i el sentit de rotació són directament proporcionals al nombre i l’ordre de la seqüència d’entrada. La velocitat de rotació de l’eix depèn de la freqüència de la seqüència d’entrada. El parell i el nombre d’imants imantats alhora són proporcionals.

El motor pas a pas requereix 60 mA de corrent, però la potència màxima de corrent del microcontrolador Atmega AT89C51 és de 50 mA. Per tant, un controlador de motor pas a pas s’utilitza per connectar el motor pas a pas amb el microcontrolador per transferir els senyals.

2. Circuit de commutació de control mitjançant transistors

La font d’alimentació del circuit es pot donar reduint la tensió de 230V a 7,5V mitjançant un transformador reductor, i després rectificant per un rectificador pont amb díodes . Aquesta sortida rectificada s’alimenta a un condensador de filtre i després es fa passar pel regulador de tensió. La sortida regulada de 5V s’obté del regulador de voltatge. El pin9 de restabliment està connectat entre el condensador i la resistència.

Circuit de control del pas a pas mitjançant transistor

Circuit de control del pas a pas mitjançant transistor

En general, el motor pas a pas consta de quatre bobines tal com es mostra a la figura. Per tant, per conduir el motor, calen quatre circuits de controlador de motor. En lloc d'utilitzar el controlador IC del motor pas a pas per accionar el motor, es connecten quatre transistors com a circuits de control a 21, 22, 23 i 24 pins del microcontrolador, respectivament.

Si els transistors inicien la conducció, es crearà un camp magnètic al voltant de la bobina que provoca la rotació del motor. La velocitat del motor pas a pas és directament proporcional a la freqüència de pols d’entrada. Un oscil·lador de cristall està connectat als pins 18 i 19 per proporcionar una freqüència de rellotge del microcontrolador d’uns 11.019 MHz.

El temps d'execució de qualsevol instrucció es pot calcular mitjançant la fórmula següent

Temps = ((C * 12)) / f

On C = nombre del cicle

I F = freqüència de cristall

A continuació es descriu un dels circuits basats en aplicacions que utilitza un motor pas a pas per a la rotació de panells solars.

Control del motor pas a pas mitjançant microcontrolador 8051 programat

Projecte Sun Tracking Solar Panel està pensat per generar la màxima quantitat d’energia ajustant automàticament el panell solar. En aquest projecte, un motor pas a pas controlat per un microcontrolador programat de la família 8051 s’interface amb el panell solar per mantenir la cara dels panells solars sempre perpendiculars al sol.

Control del motor pas a pas mitjançant microcontrolador per Edgefxkits.com

Control del motor pas a pas mitjançant microcontrolador per Edgefxkits.com

El microcontrolador programat genera polsos elèctrics escalonats a intervals regulars al motor pas a pas per fer girar el panell solar. El controlador IC s’utilitza per accionar el motor pas a pas ja que el controlador no pot proporcionar els requisits d’alimentació del motor.

Si us plau, deixeu els vostres suggeriments, suggeriments i consultes publicant comentaris a la secció de comentaris a continuació. Farem tot el possible per ajudar-vos tècnicament en aquest article i desenvolupament de projectes d’electricitat i electrònica utilitzant el motor pas a pas.