Principiul driverului motorului pas cu pas
Motorul pas cu pas, cunoscut și ca motor pas cu pas, este un motor foarte caracteristic, care poate realiza controlul deplasării, dar are și caracteristici de înaltă precizie, viteză mare de răspuns și fiabilitate și este utilizat pe scară largă în controlul industrial, controlul auto, echipamente medicale, instrumente, robotică și o varietate de alte produse electronice. Care este principiul său de conducere?
1. Principiul de funcționare al motorului pas cu pas:
Principiul de funcționare al motorului pas cu pas este de a realiza rotația prin controlul schimbării curentului a bobinei de cablare, atâta timp cât curentul bobinei este controlat la o frecvență constantă, motorul poate fi făcut să realizeze rotația, astfel încât să realizeze controlul precis al deplasării.
2. Principiul driver al motorului pas cu pas:
Principiul conducătorului motorului pas cu pas este de a converti semnalul de impuls în semnalul curent necesar motorului pas cu pas și apoi de a introduce semnalul de curent în motorul pas cu pas, motorul pas cu pas poate realiza rotația.
3. Schema schematică a driverului motorului pas cu pas:
Schema de antrenare a motorului pas cu pas constă în principal dintr-o sursă de alimentare, controler, convertor de impulsuri, motor pas cu pas și driver, unde sursa de alimentare furnizează în principal curent continuu, controlerul controlează în principal frecvența semnalului de impuls, convertizorul de impuls transformă în principal semnalul de impuls într-un semnal de curent, motorul pas cu pas completează rotația prin semnalul de curent, iar driverul introduce în cele din urmă semnalul de curent în motorul pas cu pas.
Principiul de funcționare al driverului de motor pas cu pas
Motorul pas cu pas are o gamă largă de aplicații în sistemul de control. Poate converti semnalele de impuls în deplasări unghiulare și poate fi folosit ca roți de frână electromagnetice, diferențe electromagnetice sau generatoare de deplasări unghiulare.
Uneori scos din unele echipamente vechi de pe motorul pas cu pas (acest motor nu este, în general, deteriorat) pentru a fi utilizat în alte scopuri, în general, trebuie să-și proiecteze propriul driver. Această lucrare prezintă motorul pas cu pas scos de la o veche imprimantă japoneză și designul driverului. Această lucrare prezintă mai întâi principiul de funcționare al motorului pas cu pas, apoi prezintă software-ul driverului și designul hardware al acestuia.
1. principiul de funcționare a motorului pas cu pas
Motorul pas cu pas este un motor pas cu patru-fazi, alimentat de o sursă de alimentare CC unipolară. Atâta timp cât înfășurările fiecărei faze a motorului pas cu pas sunt alimentate conform secvenței de sincronizare corespunzătoare, motorul pas cu pas poate fi făcut să se rotească pas cu pas. Figura 1 este o diagramă schematică a principiului de funcționare al acestui motor pas cu pas reactiv în patru-faze.
La început, întrerupătorul SB pornește sursa de alimentare, SA, SC, SD este deconectat, polii magnetici de faza B-și rotorul 0, 3 dinți aliniați, în același timp, polii magnetici de înfășurare C, D{-fazei, D-fazei greșite, A{82} magnetice greșite, 5 dinți, 3 dinți ai rotorului. poli magnetici pentru a produce greșit dintii.
Când comutatorul SC pornește sursa de alimentare și SB, SA și SD sunt deconectate, rotorul se rotește datorită acțiunii liniilor magnetice de forță dintre liniile magnetice de forță ale înfășurării fazei C{- și dinții No{. 1 și No{. 4, precum și nr. 1 și nr. 4 dinții magnetici. C-înfășurarea fazei sunt aliniate. În timp ce dinții 0, 3 și înfășurările de fază A, B produc dezaliniere, dinții 2, 5 și polul magnetic al înfășurării fazei A, D
iar polii magnetici ai fazelor A și D ale înfășurării sunt nealiniați. Și așa mai departe, A, B, C, D alimentare cu înfășurare cu patru faze rotative, rotorul se va roti pe direcția A, B, C, D.
Motoarele pas cu patru-faze pot fi împărțite în moduri de funcționare cu patru-bătăi, patru-duble și opt-bătăi, în funcție de ordinea diferită de alimentare. Unghiurile de pas ale unei singure-patru bătăi și duble-patru bătăi sunt egale, dar cuplul de rotație al unei singure{-patru bătăi este mic. Unghiul de pas al modului de operare cu opt-bătăi este jumătate față de cel al unui-quad și dublu-quad, prin urmare, modul de operare cu opt-bătăi poate menține un cuplu de rotație ridicat și poate îmbunătăți precizia controlului.
Modul de funcționare cu patru-bătăi, dublu cu patru- și opt-bătăi a sursei de alimentare-pentru sincronizare și forme de undă sunt prezentate în Figura 2.a, b, c, respectiv:
2. Bazat pe principiul circuitului sistemului de driver al motorului pas cu pas AT89C2051
Impulsurile de control AT89C2051 de la portul P1 ieșirea P1.4 ~ P1.7, inversate de 74LS14 în 9014, amplificate de controlul 9014 al comutatorului fotoelectric, izolarea fotoelectrică, de la tubul de putere TIP122 semnalele de impuls pentru amplificarea tensiunii și curentului, antrenează fazele motorului pas cu pas. Faceți motorul pas cu pas cu semnale de puls diferite pentru înainte, înapoi, accelerare, decelerare și oprire și alte acțiuni. L1 din figură pentru înfășurarea de fază a motorului pas cu pas. Cristal de frecvență selectat AT89C2051 de 22MHz, scopul selectării unui cristal mai înalt este de a minimiza impactul AT89C2051 asupra ciclului semnalului puls al computerului gazdă în modul 2.
RL1 ~ RL4 pentru rezistența internă a înfășurării, rezistorul de 50Ω este un rezistor extern, joacă un rol în limitarea curentului, dar și un element de îmbunătățire a constantei de timp a buclei. D1 ~ D4 pentru dioda de continuitate, astfel încât înfășurarea motorului generată de forța electromotoare inversă prin dioda de continuitate (D1 ~ D4) și atenuarea tubului de putere, protejând astfel TIP122 de deteriorare.
În rezistența externă de 50Ω în paralel cu un condensator de 200μF se poate îmbunătăți frontul de impuls de curent injectat în înfășurarea motorului pas cu pas, îmbunătățind performanța de înaltă-frecvență a motorului pas cu pas. Rezistorul de 200Ω conectat în serie cu dioda de continuitate poate reduce constanta de timp de descărcare a circuitului, astfel încât marginea de fugă a impulsului de curent în înfășurare devine mai abruptă și timpul de cădere a curentului devine mai mic, ceea ce joacă, de asemenea, un rol în îmbunătățirea performanței de înaltă-frecvență.
3. Proiectare software
Șoferul în funcție de diferitele combinații de comutatoare DIP KX, KY are trei moduri de lucru din care să aleagă:
Modul 1 este modul de întrerupere:P3.5 (INT1) este intrarea impulsului pas, iar P3.7 este intrarea impulsului înainte și invers. Computerul superior (PC sau microcontroler) și driverul sunt conectate doar prin 2 linii.
Modul 2 este modul de comunicare serială:computerul gazdă (PC sau microcontroler) trimite comanda de control către șofer, iar șoferul finalizează procesul de control conform comenzii de control.
Modul 3 este modul de control al comutatorului DIP:motorul pas este controlat direct de diferite combinații de la K1 la K5.
Când alimentarea este pornită sau este apăsată tasta de resetare KR, AT89C2051 detectează mai întâi starea comutatoarelor DIP KX și KY și intră în diferite moduri de lucru în funcție de diferitele combinații de KX și KY. Diagrama bloc al programului și programul sursă pentru modul 1 sunt prezentate mai jos.
La pregătirea programului, trebuie acordată o atenție deosebită manipulării motorului pas cu pas în timpul comutării. Pentru a face motorul pas cu pas în comutația poate fi tranziție lină, pentru a nu produce pasul greșit, ar trebui să fie setat în fiecare pas al bitului de pavilion. Printre acestea, fiecare bit al unității 20H este bitul de semnalizare înainte a motorului pas cu pas; fiecare bit al unității 21H este bitul de steag invers. În rotația înainte, nu numai la valoarea de bit de semnalizare înainte, ci și, în același timp, la inversarea valorii de bit de semnalizare; în inversarea aceleiaşi. În acest fel, atunci când direcția motorului pas cu pas se schimbă, aceasta poate fi ultima poziție ca punct de pornire al mișcării inverse, pentru a evita schimbarea direcției motorului pentru a produce pasul greșit.