Korzystanie z silników krokowych przy udziale mikrokontrolerów PIC

Korzystanie z silników krokowych przy udziale mikrokontrolerów PIC

r_211_27_2r_211_27_3
Silniki krokowe są szeroko stosowane w wielu projektach opartych na mikrokontrolerach, w których wymagany jest ruch.
W tym wpisie i kolejnych na portalu opiszemy podstawową obsługę tych silników, a także pokażemy, jak można ich używać w projektach opartych na mikrokontrolerach z językami PicBasic i PicBasic Pro.

Silniki krokowe to urządzenia elektromechaniczne, które przekształcają impulsy elektryczne w dyskretne ruchy mechaniczne.
Konwencjonalny silnik ma swobodnie obracający się wał i obraca się w sposób ciągły, dopóki do silnika doprowadzana jest moc.
Wał silnika krokowego obraca się w dyskretnych krokach, gdy impulsy elektryczne są do niego podawane we właściwej kolejności.

Szybkość obrotu jest związana z czasem między impulsami wejściowymi, a długość obrotu jest bezpośrednio związana z liczbą zastosowanych impulsów.
Zasadniczo silnik obraca się o kąt zdefiniowany, jako „kąt kroku” za każdym razem, gdy do silnika zostanie przyłożony impuls.

Na przykład, jeśli kąt kroku silnika krokowego jest określony, jako 10°, to za każdym razem, gdy zostanie zastosowany impuls, silnik będzie się obracał o kąt 10° i do wykonania pełnego obrotu o 360° wymagane będzie 36 impulsów.
Silniki krokowe mają następujące zalety w porównaniu z silnikami konwencjonalnymi:

● Położenie wału silnika można bardzo dokładnie kontrolować za pomocą impulsów oraz w trybie otwartej pętli.
● Silniki krokowe mogą pracować z bardzo małymi prędkościami.
● Silniki krokowe są bardzo niezawodne, ponieważ nie ma szczotek, w wyniku, czego te silniki mają bardzo długą żywotność.
● Silniki krokowe mają pełny moment obrotowy w stanie spoczynku.
● Prędkość silników krokowych może być łatwo i dokładnie kontrolowana.

Istnieją zasadniczo dwa typy silników krokowych: jednobiegunowy i bipolarny.
Silniki jednobiegunowe są łatwe do sterowania, gdy używane są dwa uzwojenia ze wspólnymi punktami, a prosty obwód licznika 1 z n może być użyty do wygenerowania wymaganej sekwencji stopniowania.
Dla każdego uzwojenia można zastosować tranzystor sterujący.
Jedną z najczęściej stosowanych metod sterowania jest 1-fazowy pełny krok, znany również, jako „sterowanie falowe”, w którym uzwojenia silnika są zasilane pojedynczo, jak pokazano w tabeli 1.

Tabela 1

Silnik można sterować za pomocą tranzystora mocy MOSFET dla każdego uzwojenia cewki, jak pokazano na rysunku 1.
Silniki jednobiegunowe mogą być również sterowane za pomocą układów scalonych, takich jak UCN5804B.
Ten układ działa przy napięciach od 6 do 30V.
Zawiera sekcję logiczną CMOS dla sekwencyjnych układów logicznych i sekcję wyjściową wysokiego napięcia do bezpośredniego sterowania jednobiegunowym silnikiem krokowym.

Jak pokazano na rysunku 2, silnik jest podłączony bezpośrednio do chipa, a chip generuje prawidłową sekwencję sygnałów do sterowania silnika.
Wejście DIR steruje kierunkiem obrotów.
Silnik obraca się o jeden krok za każdym razem, gdy na wejście STEP jest podawany impuls.
Silniki bipolarne generalnie wytwarzają wyższe momenty obrotowe, ale do sterowania tymi silnikami wymagane są bardziej złożone obwody.
Sterowanie bipolarnymi silnikami krokowymi omówimy również przy najbliższej okazji w osobnym cyklu.
Rys. 3 przedstawia typowy mały silnik krokowy.

r_211_27_4
##

Komentarze z Facebooka

Komentarze obecnie - OFF.