Najlepsza odpowiedź
Silniki krokowe są określane jako bipolarne lub jednobiegunowe . Bipolarne silniki krokowe mają cztery przewody i wymagają łącznie ośmiu tranzystorów sterujących (tj. Dwóch pełnych mostków H). Jednobiegunowe mają dodatkowe centralne odczepy na każdej fazie, co daje łącznie sześć przewodów. Po podłączeniu odczepów centralnych do wspólnego źródła napięcia, unipolarne silniki krokowe mogą być sterowane za pomocą czterech identycznych „przełączników”, zwykle tranzystorów sterujących z kanałem NPN lub N (Rysunek 1). W konwencjonalnym trybie pełnego taktowania, jedna faza silnika jest zasilana naraz, co skutkuje minimalnym zużyciem energii i wysoką dokładnością pozycjonowania, niezależnie od asymetrii uzwojeń. Sterowanie półstopniowe przełącza się między zasilaniem jednej fazy i dwóch faz jednocześnie, co daje ośmiostopniową sekwencję, która zapewnia wyższą rozdzielczość, niższy poziom szumów i mniejszą podatność na rezonans silnika.
Silnik krokowy ma następujące cechy :
Obrót w obu kierunkach
precyzyjne przyrostowe zmiany kątowe
możliwość sterowania cyfrowego
utrzymywanie momentu obrotowego przy zerowej prędkości
powtórzenie dokładnych profili ruchu lub prędkości
Silnik krokowy jednobiegunowy / bipolarny 57 × 56 mm 7,4 V 1 A na fazę
Ten hybrydowy silnik krokowy NEMA 23 może być używany jako jednobiegunowy lub bipolarny silnik krokowy z kątem kroku 1,8 ° (200 kroków / obrót). Każda faza pobiera 1 A przy 7,4 V, co pozwala na moment trzymania 9 kg-cm (125 uncji).
Ten hybrydowy silnik krokowy o wysokim momencie obrotowym ma kąt kroku 1,8 ° (200 kroków / rewolucja). Każda faza pobiera 1 A przy 7,4 V, pozwalając na moment trzymania 9 kg-cm (125 oz-in). Silnik posiada sześć kolorowych przewodów zakończonych nieosłoniętymi przewodami, które pozwalają na sterowanie zarówno przez jednobiegunowe, jak i bipolarne sterowniki silników krokowych. W przypadku użycia z jednobiegunowym sterownikiem silnika krokowego wykorzystywanych jest wszystkie sześć przewodów. W przypadku korzystania z bipolarnego sterownika silnika krokowego, żółte i białe przewody środkowego zaczepu można pozostawić odłączone (para czerwono-niebieska daje dostęp do jednej cewki, a para czarno-zielona daje dostęp do drugiej cewki). Zalecamy używanie go jako bipolarnego silnika krokowego.
Bipolarne silniki krokowe
W przypadku bipolarnych silników krokowych jest tylko jedno uzwojenie na fazę. Obwód napędowy musi być bardziej skomplikowany, aby odwrócić biegun magnetyczny, robi się to w celu odwrócenia bipolarnego silnika krokowego – blog specjalistów od obwodów prądu w uzwojeniu. Odbywa się to za pomocą mostka H, jednak istnieje kilka układów sterownika, które można kupić, aby uczynić to prostszym.
Ponieważ uzwojenia są lepiej wykorzystywane, mają większą moc niż silnik jednobiegunowy taką samą wagę. Wynika to z fizycznej przestrzeni zajmowanej przez uzwojenia. Jednobiegunowy silnik ma dwa razy więcej drutu w tej samej przestrzeni, ale tylko w połowie jest zużyty w dowolnym momencie, a zatem jest sprawny w 50\% (lub około 70\% dostępnego momentu obrotowego). Chociaż bipolarny jest bardziej skomplikowany w prowadzeniu, obfitość chipów sterownika oznacza, że jest to znacznie mniej trudne do osiągnięcia. 8-odprowadzeniowy krokowy jest nawinięty jak jednobiegunowy, ale przewody nie są połączone wewnętrznie z silnikiem. Ten rodzaj silnika może być podłączony w kilku konfiguracjach.
Unipolarne silniki krokowe
Unipolarne silniki krokowe mają środkowy zaczep podłączony do dodatniego zasilania na każdym z dwóch uzwojeń. Dwa końce każdego uzwojenia są naprzemiennie uziemione, aby odwrócić kierunek pola magnetycznego. Wirnik wymagałby proporcjonalnie większej liczby biegunów dla wyższych rozdzielczości kątowych. 30 stopni na silnik krokowy to typowa konstrukcja silnika z magnesami trwałymi. Sekwencje sterujące w uzwojeniach obracają silnik. Magnes jest obracany o jeden krok na raz, a dwie połowy każdego uzwojenia nigdy nie są zasilane w tym samym czasie.
Zarówno jednobiegunowe, jak i dwubiegunowe stepery są szeroko stosowane w projektach. Jednak z punktu widzenia zastosowania mają one swoje zalety i wady. Zaletą silnika jednobiegunowego jest to, że nie musimy używać skomplikowanego obwodu mostka H do sterowania silnikiem krokowym. Tylko prosty sterownik, taki jak ULN2003A, wykona zadanie zadowalająco. Ale jest jedna wada silników jednobiegunowych. Generowany przez nie moment obrotowy jest znacznie mniejszy. Dzieje się tak, ponieważ prąd przepływa tylko przez połowę uzwojenia. Dlatego są używane w aplikacjach o niskim momencie obrotowym.
Odpowiedź
Podstawy bipolarnego steppera
A bipolarny silnik krokowy ma jedno uzwojenie na fazę stojana. Dwufazowy bipolarny silnik krokowy będzie miał 4 przewody. W bipolarnym steperze nie mamy wspólnego wyprowadzenia, jak w jednobiegunowym silniku krokowym. W związku z tym nie występuje naturalne odwrócenie kierunku prądu przez uzwojenie.
Bipolarny silnik krokowy ma łatwe okablowanie, ale jego działanie jest niewielkie złożony.Aby sterować bipolarnym krokiem, potrzebujemy sterownika IC z wewnętrznym obwodem mostka H. Dzieje się tak, ponieważ w celu odwrócenia biegunowości biegunów stojana należy odwrócić prąd. Można to zrobić tylko przez mostek H. Istnieją dwa inne powody, dla których warto używać układu scalonego mostka H
- Pobór prądu silnika krokowego jest dość wysoki. Styk mikrokontrolera może dostarczać maksymalnie do 15 mA. Stepper potrzebuje prądu, który jest około dziesięciokrotnie większy. Zewnętrzny układ scalony sterownika jest w stanie obsłużyć tak wysokie prądy.
- Innym powodem zastosowania mostka H jest to, że cewki stojana są niczym innym jak cewką . Kiedy prąd cewki zmienia kierunek, generowany jest impuls. Zwykły pin mikrokontrolera nie może tolerować tak wysokich skoków bez uszkodzenia samego siebie. Dlatego w celu ochrony pinów mikrokontrolera konieczny jest mostek H.
Najpopularniejszym układem scalonym mostka H używanym w większości projektów z bipolarnym interfejsem krokowym jest L293D.
Połączenie z mikrokontrolerem
Do sterowania silnikiem wymagane są 4 piny mikrokontrolera. Musimy zapewnić L293D zasilanie 5 V oraz napięcie , przy którym silnik musi pracować. Ponieważ będziemy używać obu sterowników układu scalonego, zapewnimy pin włączający dla obu z nich.
Diagram interfejsów
Istnieją trzy różne sposoby napędzania bipolarnego silnika krokowego –
- Tylko jedno z uzwojeń fazowych jest jednocześnie zasilane. Oznacza to, że pod napięciem jest albo AB, albo CD. Oczywiście cewki będą zasilane w taki sposób, aby uzyskać odpowiednią polaryzację. Ale tylko jedna faza jest zasilana. Ten rodzaj taktowania daje mniejszy moment trzymający, ponieważ tylko jedna faza jest zasilana.
- W tej metodzie obie fazy są aktywowane w tym samym czasie. Wirnik ustawi się w linii między dwoma biegunami. Takie ustawienie zapewni większy moment trzymania niż poprzednia metoda.
- Trzecia metoda jest używana do pół kroku. Ta metoda jest używana ogólnie do poprawy kąta kroku. Tutaj, w kroku 1 tylko 1 faza jest WŁĄCZONA, następnie w kroku 2, 2 fazy są WŁĄCZONE, potem znowu tylko jedna faza jest WŁĄCZONA i sekwencja jest kontynuowana.
Bipolarne napędy krokowe
Wiele firm zaczęło montować własne bipolarne napędy krokowe. Należy zwrócić uwagę, aby prawidłowo podłączyć silnik krokowy do napędu. Również napęd musi być w stanie dostarczyć wystarczający prąd dla twojego krokowego. Mikrokontroler musi dostarczać do napędu tylko sygnał kroku i kierunku. Ta metoda zajmuje tylko dwa piny mikrokontrolera i jest bardzo pomocna w projektach, które wymagają dużej liczby pinów mikrokontrolera do innych funkcji.
Jednobiegunowy krokowy v / s Bipolar Stepper
Zarówno jednobiegunowy, jak i bipolarny stepper są szeroko stosowane w projektach. Jednak z punktu widzenia zastosowania mają one swoje zalety i wady. Zaletą silnika jednobiegunowego jest to, że nie musimy używać skomplikowanego obwodu mostka H do sterowania silnikiem krokowym. Tylko prosty sterownik, taki jak ULN2003A, wykona zadanie zadowalająco. Ale jest jedna wada silników jednobiegunowych. Generowany przez nie moment obrotowy jest znacznie mniejszy. Dzieje się tak, ponieważ prąd przepływa tylko przez połowę uzwojenia. Dlatego są używane w aplikacjach o niskim momencie obrotowym. Z drugiej strony bipolarne silniki krokowe są nieco skomplikowane w okablowaniu, ponieważ musimy użyć układu scalonego sterownika mostka H z odwracaniem prądu, takiego jak L293D. Ale zaletą jest to, że prąd przepłynie przez całą cewkę. Wynikowy moment obrotowy generowany przez silnik jest większy w porównaniu z silnikiem jednobiegunowym.
Dzięki za przeczytanie 🙂