A léptetőmotor kefe nélküli egyenáramú motor, amelyet kis szögekben lehet forgatni, ezeket a szögeket lépésnek nevezzük. Általában a léptetőmotor 200 lépésben használja a 360 fokos forgást, ami azt jelenti, hogy lépésenként 1,8 fokkal forog. Számos eszközben használt léptetőmotor, amely precíz forgásmozgást igényel, mint például robotok, antennák, merevlemezek stb.
A léptetőmotorok alapvetően kétféle típusúak: Unipolar és Bipolar. Az unipoláris léptetőmotor általában öt vagy hat huzallal rendelkezik, amelyekben négy vezeték négy állórész tekercs egyik vége, és mind a négy tekercs másik vége össze van kötve, ami az ötödik huzalt képviseli, ezt hívják közös vezetéknek (közös pont). Általában két közös vezeték van, amelyek a két-két tekercs egyik végének összekapcsolásával vannak kialakítva az alábbi ábra szerint. Az Unipolar léptetőmotor könnyen használható és könnyen használható.
A bipoláris léptetőmotorban csak négy vezeték jön ki két tekercsből, ami azt jelenti, hogy nincs közös vezeték.
A léptetőmotor állórészből és forgórészből áll. Az állórész azt a négy elektromágneses tekercset jelenti, amely a forgórész körül mozog, és a forgórész állandó mágnest jelent, amely forog. Ha a tekercsek áramot kapnak, az elektromágneses mező jön létre, ami a rotátor (állandó mágnes) forgását eredményezi. A tekercseket egy meghatározott sorrendben kell feszültség alá helyezni, hogy a forgató elforduljon. Ezen „szekvencia” alapján három módra oszthatjuk fel az Unipolar léptetőmotor munkamódszerét: hullámhajtás, teljes lépéses és féllépéses mód.
Hullámhajtás üzemmód: Ebben az üzemmódban egy tekercs egyidejűleg van feszültség alatt, mind a négy tekercs egymás után van feszültség alatt. Kevesebb nyomatékot produkál, mint a teljes lépéses hajtás mód, de az energiafogyasztás kisebb. Az alábbi táblázat bemutatja ennek a módnak a mikrokontrollerrel történő előállítását, ami azt jelenti, hogy a Logic 1-et szekvenciálisan kell átadni a tekercseknek.
|
Lépések |
A |
B |
C |
D |
|
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
|
2 |
0 |
1 |
0 |
0 |
|
3 |
0 |
0 |
1 |
0 |
|
4 |
0 |
0 |
0 |
1 |
Teljes hajtás üzemmód: Ebben két tekercs egyidejűleg feszültség alatt áll, nagy nyomatékot produkálva. Az energiafogyasztás nagyobb. A Logic 1-et egyszerre két tekercsnek kell adnunk, majd a következő két tekercsnek és így tovább.
|
Lépések |
A |
B |
C |
D |
|
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
|
2 |
0 |
1 |
1 |
0 |
|
3 |
0 |
0 |
1 |
1 |
|
4 |
1 |
0 |
0 |
1 |
Fél meghajtás üzemmód: Ebben az üzemmódban egy és két tekercset váltakozva táplálnak, ami azt jelenti, hogy először egy tekercset feszültség alá helyeznek, majd két tekercset feszültség alá helyeznek, majd ismét egy tekercset, majd ismét kettőt, és így tovább. Ez a teljes és a hullámhajtás mód kombinációja, és a motor szögelfordulásának növelésére szolgál.
|
Lépések |
A |
B |
C |
D |
|
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
|
2 |
1 |
1 |
0 |
0 |
|
3 |
0 |
1 |
0 |
0 |
|
4 |
0 |
1 |
1 |
0 |
|
5. |
0 |
0 |
1 |
0 |
|
6. |
0 |
0 |
1 |
1 |
|
7 |
0 |
0 |
0 |
1 |
|
8. |
1 |
0 |
0 |
1 |
Összekötő léptetőmotor és 8051 mikrovezérlő
A 8051-gyel való összekapcsolás nagyon egyszerű, csak meg kell adnunk a léptetőmotor négy vezetékének 0 és 1 értékét a fenti táblázatoknak megfelelően, attól függően, hogy melyik módban akarjuk működtetni a léptetőmotort. És maradék két vezetéket kell csatlakoztatni egy megfelelő 12 V-os tápra (a léptetőmotortól függően). Itt az unipoláris léptetőmotort használtuk. Csatlakoztattuk a tekercsek négy végét a 8051 2. portjának első négy csapjához az ULN2003A-n keresztül.
A 8051 nem biztosít elegendő áramot a tekercsek meghajtásához, ezért egy aktuális meghajtó IC-t kell használnunk , amely ULN2003A. Az ULN2003A hét NPN Darlington tranzisztorpár tömbje. A Darlington-pár két bipoláris tranzisztor összekapcsolásával épül fel a nagy áramerősítés elérése érdekében. Az ULN2003A szabványban 7 érintkezõ bemeneti és 7 érintkezõ kimeneti, két érintkezõ a Vcc (tápegység) és a föld számára. Itt négy bemeneti és négy kimeneti csapot használunk. ULN2003A helyett L293D IC-t is használhatunk áramerősítésre.
Nagyon körültekintően meg kell találnia négy tekercshuzalt és két közös vezetéket, különben a motor nem forog. Megtudhatja, ha multiméterrel méri az ellenállást, a multiméter nem mutat leolvasást két fázis vezetékei között. A közös vezetéknek és az ugyanabban a fázisban lévő másik két vezetéknek azonos ellenállást kell mutatnia, és az azonos fázisban lévő két tekercs két végpontja a kétszeres ellenállást fogja mutatni, összehasonlítva a közös pont és az egyik végpont közötti ellenállással.
Hibaelhárítás
Ha motorja nem forog VAGY rezeg, de nem forog, akkor ellenőrizze a következő ellenőrzőlistát:
- Először ellenőrizze az áramkör csatlakozásait és kódját.
- Ha az áramkör és a kód rendben van, akkor ellenőrizze, hogy a léptető motor megfelelő tápfeszültséget kap-e (általában 12 V), különben csak rezeg, de nem forog.
- Ha az ellátás rendben van, akkor ellenőrizze az ULN2003A-hoz csatlakoztatott négy tekercs végpontot. Először keresse meg a két közös végpontot, és csatlakoztassa őket 12 V-ra, majd csatlakoztassa a maradék négy vezetéket az ULN2003A-hoz, és próbáljon meg minden lehetséges kombinációt, amíg a motor be nem indul. Ha nem csatlakoztatná őket megfelelő sorrendbe, akkor a motor csak vibrál, és nem forog.
Itt található a Wave step és a full wave step mód kódja, könnyedén kiszámíthatja a PORT P2 értékét a félhullámú üzemmódra.