Melhor resposta
Motores de passo são caracterizados como bipolares ou unipolares . Os motores de passo bipolares têm quatro fios condutores e requerem um total de oito transistores de acionamento (ou seja, duas pontes H completas). O unipolar tem uma derivação central adicional em cada fase para um total de seis fios condutores. Com as derivações centrais conectadas a uma fonte de tensão comum, os motores de passo unipolares podem ser controlados com quatro “chaves” idênticas, normalmente NPN ou transistores de unidade de canal N (Figura 1). No modo de passo completo convencional, uma fase do motor é energizada por vez, resultando em consumo mínimo de energia e alta precisão de posicionamento, independentemente do desequilíbrio do enrolamento. O controle de meio passo alterna entre energizar uma única fase e duas fases simultaneamente, resultando em uma sequência de oito etapas que fornece maior resolução, níveis de ruído mais baixos e menos suscetibilidade à ressonância do motor.
Um motor de passo tem os seguintes recursos :
Rotação em ambas as direções
mudanças incrementais angulares de precisão
capacidade para controle digital
mantendo o torque na velocidade zero
repetição de movimentos precisos ou perfis de velocidade
Motor de passo unipolar / bipolar 57 × 56mm 7,4 V 1 A por fase
Este motor de passo híbrido NEMA 23 pode ser usado como um motor de passo unipolar ou bipolar e tem um ângulo de passo de 1,8 ° (200 passos / rotação). Cada fase extrai 1 A a 7,4 V, permitindo um torque de retenção de 9 kg-cm (125 onças).
Este motor de passo híbrido de alto torque tem um ângulo de passo de 1,8 ° (200 passos / revolução). Cada fase extrai 1 A a 7,4 V, permitindo um torque de retenção de 9 kg-cm (125 oz-in). O motor tem seis fios codificados por cores terminados com fios nus que permitem que seja controlado por drivers de motor de passo unipolares e bipolares. Quando usado com um driver de motor de passo unipolar, todos os seis cabos são usados. Quando usado com um driver de motor de passo bipolar, os fios amarelo e branco da derivação central podem ser deixados desconectados (o par vermelho-azul dá acesso a uma bobina e o par preto-verde dá acesso à outra bobina). Recomendamos usá-lo como um motor de passo bipolar.
Motores de passo bipolares
Com os motores de passo bipolares, há apenas um único enrolamento por fase. O circuito de condução precisa ser mais complicado para inverter o pólo magnético, isso é feito para reverter o motor de passo bipolar – especialistas em circuito blogcorrente no enrolamento. Isso é feito com um arranjo de ponte H, no entanto, existem vários chips de driver que podem ser adquiridos para tornar esta tarefa mais simples.
Como os enrolamentos são melhor utilizados, eles são mais poderosos do que um motor unipolar de o mesmo peso. Isso se deve ao espaço físico ocupado pelos enrolamentos. Um motor unipolar tem duas vezes a quantidade de fio no mesmo espaço, mas apenas metade usado em qualquer ponto no tempo, portanto, é 50\% eficiente (ou aproximadamente 70\% da saída de torque disponível). Embora bipolar seja mais complicado de dirigir, a abundância de chip de driver significa que isso é muito menos difícil de alcançar. Um stepper de 8 derivações é enrolado como um stepper unipolar, mas os cabos não são unidos internamente ao motor. Este tipo de motor pode ser conectado em várias configurações.
Motores de passo unipolares
Os motores de passo unipolares têm uma derivação central conectada à alimentação positiva em cada um dos dois enrolamentos. As duas extremidades de cada enrolamento são aterradas alternadamente para inverter a direção do campo magnético. O rotor exigiria proporcionalmente mais pólos para resoluções angulares mais altas. O motor de 30 graus por etapa é um projeto de motor de ímã permanente comum. Seqüências de controle nos enrolamentos giram o motor. O ímã é girado um passo de cada vez e as duas metades de cada enrolamento nunca são energizadas ao mesmo tempo.
Ambos os steppers unipolares e bipolares são amplamente usados em projetos. No entanto, eles têm suas próprias vantagens e desvantagens do ponto de vista da aplicação. A vantagem de um motor unipolar é que não precisamos usar um circuito de ponte H complexo para controlar o motor de passo. Apenas um driver simples como ULN2003A fará a tarefa de forma satisfatória. Porém, há uma desvantagem dos motores unipolares. O torque gerado por eles é bem menor. Isso ocorre porque a corrente está fluindo apenas pela metade do enrolamento. Portanto, eles são usados em aplicações de baixo torque.
Resposta
Noções básicas de passo bipolar
A motor de passo bipolar tem um enrolamento por fase do estator. Um motor de passo bipolar de duas fases terá 4 terminais. Em um motor de passo bipolar, não temos um condutor comum, como em um motor de passo unipolar. Portanto, não há reversão natural da direção da corrente através do enrolamento.
Um motor de passo bipolar tem fácil arranjo de fiação, mas sua operação é pequena complexo.Para conduzir um passo bipolar, precisamos de um driver IC com um circuito de ponte H interno. Isso porque, para inverter a polaridade dos pólos do estator, a corrente precisa ser invertida. Isso só pode ser feito por meio de uma ponte H. Existem duas outras razões para usar um H Bridge IC
- O consumo de corrente de um motor de passo é bastante alto. O pino do microcontrolador só pode fornecer até 15 mA no máximo. O stepper precisa de corrente que é cerca de dez vezes esse valor. Um driver IC externo é capaz de lidar com essas altas correntes.
- Outra razão pela qual a ponte H é usada é porque as bobinas do estator nada mais são do que indutor . Quando a corrente da bobina muda de direção, um pico é gerado. Um pino de microcontrolador normal não pode tolerar tais picos altos sem se danificar. Portanto, para proteger os pinos do microcontrolador, a ponte H é necessária.
O IC de ponte H mais comum usado na maioria dos projetos de interface de passo bipolar é o L293D.
Interface com o microcontrolador
4 pinos do microcontrolador são necessários para controlar o motor. Precisamos fornecer ao L293D uma alimentação de 5 V, bem como a tensão na qual o motor precisa operar. Visto que usaremos ambos os drivers do IC, iremos declarar o pino de habilitação para ambos.
Diagrama de interface
Existem três maneiras diferentes pelas quais podemos acionar o motor de passo bipolar-
- Apenas um dos enrolamentos de fase são energizados por vez. Ou seja, AB ou CD estão energizados. Claro que as bobinas serão energizadas de forma que obtenhamos a polaridade correta. Mas apenas uma fase é energizada. Este tipo de escalonamento dará menos torque de retenção porque apenas uma fase é energizada.
- Neste método, ambas as fases são ativadas ao mesmo tempo. O rotor se alinhará entre dois pólos. Este arranjo proporcionará um torque de retenção maior do que o método anterior.
- O terceiro método é usado para meio passo. Este método é geralmente usado para melhorar o ângulo de passo. Aqui, na etapa 1, apenas 1 fase está ATIVADA, a seguir, na etapa 2, 2 fases estão ATIVADAS e, novamente, apenas uma fase está ATIVADA e a sequência continua.
Drives de passo bipolares
Muitas empresas começaram a montar seus próprios drives de passo bipolares. Deve-se ter cuidado para conectar o motor de passo corretamente ao inversor. Além disso, o inversor deve ser capaz de fornecer corrente suficiente para o passo. O microcontrolador deve fornecer apenas o sinal de passo e direção para o inversor. Este método ocupará apenas dois pinos de microcontrolador e é muito útil em projetos que requerem um grande número de pinos de microcontrolador para outras funções.
Unipolar Stepper v / s Stepper bipolar
Ambos os steppers unipolar e bipolar são amplamente usados em projetos. No entanto, eles têm suas próprias vantagens e desvantagens do ponto de vista da aplicação. A vantagem de um motor unipolar é que não precisamos usar um circuito de ponte H complexo para controlar o motor de passo. Apenas um driver simples como ULN2003A fará a tarefa de forma satisfatória. Porém, há uma desvantagem dos motores unipolares. O torque gerado por eles é bem menor. Isso ocorre porque a corrente está fluindo apenas pela metade do enrolamento. Portanto, eles são usados em aplicações de baixo torque. Por outro lado, motores de passo bipolares são um pouco complexos para conectar, pois temos que usar um controlador de ponte H de inversão de corrente IC como um L293D. Mas a vantagem é que a corrente fluirá por toda a bobina. O torque resultante gerado pelo motor é maior em comparação com um motor unipolar.
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