آی پی امداد
آی پی امداد
آریا الکترونیک parcham تکشو

استپ موتور

gadraj

معاون مدیر کل
معاونت انجمن
2007-05-09
5,023
106,542
موتورهاي پله اي يا استپ موتور

موتورهاي پله اي يا استپ موتور : اين مقاله با ويرايشي از منبع اصلي ان ويكي پديا استپ موتور تقديم ميگردد .
استپ موتور ها یا موتورهای پله ای همراه با کاهش انواع هزینه ها در صنعت به سرعت ميروند كه جای مکانیزم های پیچیده مکانیکی را بگيرند.در این مقاله سعی شده است تا بسیار مختصر و متناسب با اموزش براي مبتدي هاو بزبانی ساده و قابل درک ساختار و نحوه کارکرد و کنترل موتورهای استپی بررسی و بیان شود...
براي مثال يك موتور ديسك سخت موتور پله اي ميباشد . كاربرد اصلي اين موتورها در كنترل موقعيت ميباشد. اين موتورها چون ساختار كنترلي ساده اي دارند. لذا در ساخت روباتها به صورت چشمگير استفاده ميگردند . بطوريكه به تعداد پالسهايي كه به يكي از پايه هاي راه انداز آن ارسال ميشود موتور به چپ يا راست مي چرخد. · توان خروجي اين موتورها كمتر از انواع ساير موتورهاي صنعتي (AC/DC ) است. استفاده از موتور پله اي مشکلاتي از جمله وزن زیاد، قیمت بالا و قدرت کم را بدنبال دارد.
اصول كار موتور پلهاي : واژه پله به معنی چرخش به اندازه درجه تعریف شده موتور است. مثلاً موتور پله اي با درجه ۱.۸ باید ۲۰۰ پله حركت كند تا ۳۶۰ درجه یا یک دور کامل بچرخد : ۱.۸X۲۰۰ =۳۶۰ یک استپ موتور با درجه ۱۵ فقط باید ۲۴ پله برای یک دور کامل انجام دهد : ۲۴X۱۵=۳۶۰ به اين ترتيب هرچه تعداد پله­هاي يك موتور بيشتر باشد دقت چرخش آن افزايش مي­يابد. · مكانيسم كنترلي موتور پله اي طوريست كه امکان کنترل سرعت به سادگي ميسر مي شود.
موتور پله اي كامل و نيم پله اي: در حالت عادي ميزان چرخش موتور به تعداد پالسهاي اعمالي و گام موتور بستگي دارد. هر پالس يك پله موتور را مي چرخاند. · با تحريك دو فاز مجاور در موتور مي توان موتور را به اندازه نيم پله حركت داد. به اين ترتيب تعداد پله هاي موتور دو برابر مي شود و در نتيجه دقت چرخش موتور هم دوبرابر مي گردد.
راه اندازي موتور پله اي :اي سي با تراشه L297 يك راه انداز مناسب براي موتور پله اي است. · مدارهاي راه انداز متنوعي براي استفاده از موتورهاي پله اي وجود دارد. در اينجا از مدارمجتمع L297 و L298 براي راه اندازي موتور پله اي استفاده مي شود. كه طريقه بستن آن در شكل زير نشان داده شده است. جهت کنترل موتور به قابلیت هایی همچون حرکت به عقب و جلو،(بالا و پايين )کنترل سرعت، کنترل جریان و توقف آنی موتور احتیاج داریم و این نیازها را درایور مورد نظر ما یعنی L298 براحتی تامین می نمايد. L298 یک آیسی پل-H دوتایی ( DUALH-Bridge) (با توجه به نوع ارايشي اينگونه مدارات كه بشكل H ميباشد به اين نام معروف شده اند ) دارای ۱۵ پایه مي باشد که قادر است وظایفی چون چرخش موتور به عقب و جلو، کنترل سرعت، کنترل جریان و توقف آنی موتور را انجام دهد. كنترل موتور به اين شرح است كه پس از محاسبه ميزان چرخش موتور براي جابجايي مورد نظر با استفاده از ميكرو كنترلر به تعداد مورد نظر پالس به پايه راه انداز ارسال مي كنيم. · يك پايه براي تعيين جهت چرخش (عقربه ساعت يا خلاف عقربه ساعت) مورد استفاده قرار مي گيرد. · پايه Enable مدار راه انداز را فعال و غير فعال مي نمايد.
تشريح اصول كار استپ موتور يا موتور پله اي:
گفتيم كه يك موتور پله اي وسيله اي الكتريكي است كه چرخش زاويه اي گسسته يا پله اي دارد و با اتصال به ضربان هايي در فركانسي خاص كار مي كند. هر ضربان فرستاده شده به موتور سبب حركت محور موتور تا زاويه اي معين تعيين مي شود كه اين زاويه ، زاويه استپينگ (Stepping Angle) ناميده مي شود. شكل 1 ساختمان ساده شده يك استپ موتور "Bifilar" مگنت دائمي را نشان مي دهد.روتور از جنس آهنرباي دائمي است و شش دندانه دارد كه با فاصله هاي مساوي و يك در ميان در قطب هاي N و S اطراف روتور قرار دارند.در اين مدل استاتور چهار قطب دارد كه هر قطب داراي پيچه اي است كه اين پيچه از مركز خروجي (V) را داراست.
سيم پيچ هاي روي قطب هاي مختلف به هم وصل هستند بطوري كه فقط پنج سيم A , B , C , D & +V از موتور خارج مي شوند.هر سيم پيچ با ارسال جريان به سيم +V و خروج آن از يكي از سيمهاي ديگر فعال مي شود. سيم پيچ ها در دندانه هاي استاتور به روشي پيچيده مي شوند به طوريكه نتايج زير حاصل مي شود :
1 - اگر سيم B فعال باشد ، قطب 1 شمال و قطب 2 جنوب خواهند بود و اگر سيم A فعال باشد قطب 1 جنوب و قطب 2 شمال مي شود.
2 - اگر سيم C فعال باشد قطب 3 شمال و قطب 4 جنوب و اگر سيم D فعال باشد قطب 3 جنوب و در عوض قطب 4 شمال خواهند بود.
عملكرد استپ موتورها براساس اين قانون است كه وقتي قطبهاي مشابه دفع مي شوند ، قطبهاي مخالف جذب مي شوند. اگر سيم پيچ ها در توالي صحيح فعال باشند روتور در مسير و جهتي معين خواهد چرخيد.شكل 2 نشان مي دهدكه روتور هنگامي كه پيچه ها با توالي داده شده در جدول 1 فعال اند چگونه مي گردد.
attachment.php

همانطور كه در شكل 2 مشاهده مي شود ، ترتيب القاهاي داده شده در در جدول 1 سبب چرخش روتور در جهت عقربه هاي ساعت مي شود.
attachment.php

اگر توالي اين القا ها معكوس شود ، جهت حركت نيز معكوس خواهد شد .
attachment.php

attachment.php

اگر حتي همه القا ها متوقف شده و هيچ جرياني به موتور وارد نشود ، به علت وجود آهنرباهاي دائمي در روتور بازهم مقداري جاذبه ميان قطب ها و دندانه ها وجود دارد. از اين رو حتي هنگامي هم كه هيچ تغذيه اي به موتور متصل نيست ، بازهم قدري ((گشتاور نگه دارنده)) در موتور باقي مي ماند. از شكل 2 مي توان مشاهده نمود كه موتور زاويه استپينگ يا زاويه مرحله 30 درجه دارد و براي كامل كردن يك چرخه به 12 استپ يا مرحله نياز دارد. تعداد مرحله ها در هر دور در يك موتور استپي با اضافه كردن دندانه هاي بيشتر روي روتور مي تواند افزايش يابد و با اضافه كردن دندانه هايي به دندانه هاي استاتور ، زاويه استپينگ يا زاويه طي مرحله يك موتور استپي را مي توان تا حد 1.8 درجه كوچك كرد به طوري كه براي طي يك چرخه دويست مرحله نياز باشد. برنامه القاي سيم پيچ ها در شكل 2 به القاي تك فاز معروف است ; از آنجا كه در هر زمان فقط يكي از چهار پيچه فعال است.
در هر مرحله دندانه هاي روتور دقيقا در مقابل دندانه هاي فعال استاتور قرار مي گيرند. با اين حال راه اندازي موتور با دو سيم پيچه حامل جريان در يك زمان امري ممكن است (القاي دو فازي). در اين حالت دندانه هاي روتور خود را در ميان دوتا از دندانه هاي فعال استاتور قرار مي دهند. جدول 2 برنامه كاري و موقعيت روتور را براي القاي دو فاز و تك فاز نشان مي دهد.توجه داشته باشيد كه زاويه مرحله يا همان Stepping Angle براي دو نوع القا يكي است بجز اينكه موقعيت هاي روتور با نصف زاويه مرحله تعيين مي شوند. اگر القاي تك فاز و دو فاز با هم تركيب شوند ، يك حالت نيم مرحله (Half Step mode) حاصل مي شود. در اين حالت تعداد مراحل يا استپ ها در هر چرخه دو برابر است ; به طوري كه اگر موتوري در حالت مرحله كامل يا Full – Step براي كامل كردن چرخه به دويست دور نياز داشته باشد ، در حالت نيم مرحله يا Half – Step به چهارصد دور براي تكميل آن نياز دارد. جدول 3 توالي كاركرد براي حالت نيم مرحله نشان مي دهد.
attachment.php

استپ موتوري كه در بالا شرح داده شد از دو پيچه با در مقابل هم قرار دادن مگنت هاي همنام در هر قطب استفاده مي كند. به اين دليل است كه اين نوع ، استپ موتور "Bifilar" ناميده مي شود.
در قسمت بعدي در ادامه تاپيك با انواع مدارات و درايور هاي اين موتورها اشنا مي شويد .
با تشكر .
موفق باشيد .


 

gadraj

معاون مدیر کل
معاونت انجمن
2007-05-09
5,023
106,542
نقشه های درایور موتور استپ

با سلام :
نقشه انواع درایور موتورهای استپ در این تاپیک پیگیری نمایید :
مدار یک : دیمر ساده با U208B /230 V تک فاز با مدار چاپی و راهنمای جاگذاری قطعات فایل زیپ با کیفیت بهتر نقشه ها :
attachment.php


ادامه دارد:
با تشکر .
موفق باشید .
 

gadraj

معاون مدیر کل
معاونت انجمن
2007-05-09
5,023
106,542
درایور استپ موتورها

با سلام :
این هم یکی دیگه که یک مقدار پیشرفته تر با مدار چاپی و شرح قطعات مصرفی
فایل زیپ کیفیت بالا :
attachment.php

ادامه دارد :
با تشکر .
موفق باشید .
 
بالا