الکتروموتور, مقالات
واسط موتور پله ای
دسامبر
در این مقاله قصد داریم در مورد واسطه موتور پله‌ای صحبت کنیم.
فهرست مطالب
- 1- موتور پله‌ای
- 2- نحوه‌ی کار موتور پله‌ای
- 3- دنباله پله سازی
- 4- نمودار واسط
- 5- زاویه پله
- 6- نیم پله
- 7- موتور پله‌ای در مقابل موتور خود فرمان
————————————————–
1- موتور پله‌ای
موتور پله‌ای نوعی از موتور DCاست که به صورت پله‌ای می چرخد.
هنگامی که سیگنال الکتریکی بر روی آن اعمال می‌شود، موتور به صورت پله‌ای می‌چرخد و سرعت چرخش به میزان استفاده‌از سیگنال‌های الکتریکی بستگی دارد و جهت چرخش به الگوی پالس‌های پشت سر هم بستگی دارد.
یک موتور پله‌ای از یک روتور ساخته‌شده‌است که به طور معمول یک آهنربای دائمی‌است و همانطور که از نام آن پیداست عنصر دوار موتور‌است.
استاتور قسمت دیگری‌است که به صورت سیم‌پیچ است. در نمودار زیر، مرکز روتور‌است که با سیم‌پیچ استاتور احاطه شده‌است. به آن سیم‌پیچ چهار فاز گفته‌می‌شود.
————————————————–
2- نحوه ی کار موتور پله‌ای
انشعاب مرکزی در سیم‌پیچ استاتور به جریان موجود در سیم‌پیچ وقتی که سیم‌پیچ زمین شده‌است، اجازه تغییر جهت می‌دهد.
خاصیت مغناطیسی استاتور تغییر میکند و به طور انتخابی روتور را جذب و دفع میکند، در نتیجه حرکت پله‌ای برای موتور ایجاد می‌شود.
————————————————–
3- دنباله پله سازی
برای بدست آوردن حرکت صحیح موتور، باید یک دنباله پله‌ای دنبال شود. این دنباله پله‌ای، ولتاژ لازم را برای فاز استاتور فراهم میکند.
به طور معمول یک دنباله 4 مرحله ای انجام می‌شود.
هنگامی که دنباله از مرحله 1 تا 4 پشت سر هم اجرا می‌شود، یک چرخش ساعتگرد دریافت می کنیم و هنگامی که از مرحله 4 به 1 دنبال می‌شود، یک چرخش خلاف جهت عقربه‌های ساعت دریافت می‌کنیم.
————————————————–
4- نمودار واسط
نمودار زیر واسط اتصال موتور پله‌ای به یک میکروکنترلر را نشان می‌دهد. این نمودار کلی‌است و می‌تواند برای هر خانواده کنترل‌کننده‌ای مانند میکروکنترلر PIC ، AVR یا میکرو کنترلر 8051 اعمال شود.
از آنجایی که میکروکنترلر نمی‌تواند جریان کافی برای حرکت موتور را فراهم کند، از درایوری مانند ULN2003 برای راه اندازی موتور استفاده‌می‌شود.
به طور مشابه، ترانزیستورهای جداگانه یا هر IC راه انداز دیگری نیز می‌تواند برای راه اندازی موتور استفاده شود.
به این نکته توجه کنید که در صورت لزوم، مقاومتهای بالانگهدار[1] خارجی بسته به میکروکنترلری که استفاده می کنید به پین‌ها متصل می‌شوند.
موتور هرگز نباید مستقیماً به پین‌های کنترل‌کننده متصل شود.
ولتاژ موتور به اندازه موتور بستگی دارد. یک موتور پله‌ای یک قطبی 4 فاز معمولی دارای 5 پایانه‌است. پایانه های 4 فاز و یک ترمینال مشترک از انشعاب مرکزی که به زمین متصل می‌شوند.
الگوریتم برنامه نویسی برای چرخش مداوم در جهت عقربه‌های ساعت در زیر آورده‌شده‌است:
- 1- پین های پورت مورد‌استفاده برای موتور را به عنوان خروجی مقداردهی‌کنید.
- 2- یک برنامه تأخیر مشترک با 500 میلی ثانیه بنویسید.
- 3- خروجی اولین دنباله -0 × 09 را روی پین ها قرار دهید.
- 4- تابع تاخیر را فراخوانی کنید.
- 5- خروجی دنباله دوم- c 0 × 0 را روی پین‌ها قرار دهید.
- 6- تابع تاخیر را فراخوانی کنید.
- 7- دنباله سوم -0 × 06 را روی پین‌ها برونگذاری‌کنید.
- 8- تابع تاخیر را فراخوانی کنید.
- 9- خروجی دنباله چهارم-0 × 03را روی پین ها قرار‌دهید.
- 10- تابع تاخیر را فراخوانی‌کنید.
- 11- به مرحله 3 بروید.
————————————————–
5- زاویه پله
تعداد پله‌های مورد نیاز برای انجام یک چرخش کامل به زاویه پله موتور پله‌ای بستگی دارد.
زاویه پله می‌تواند از 72/0 درجه تا 15 درجه در هر پله متغیر باشد. بسته به آن 500 تا 24 مرحله ممکن‌است برای انجام یک چرخش لازم باشد.
در کاربردهای کنترل موقعیت، انتخاب موتور باید براساس حداقل درجه چرخش که در هر مرحله لازم است باشد.
————————————————–
6- نیم پله
از موتورهای پله‌ای می‌توان در نیمی از زاویه واقعی هر پله استفاده‌کرد که به آن در اصطلاح نیم پله گفته‌می‌شود.
فرض کنید برای یک موتور در هر پله زاویه ی 15 درجه تعیین‌شده‌باشد، آن موتور می‌تواند به گونه‌ای برنامه ریزی شده‌باشد که با اعمال یک توالی نیمه پله مخصوص برای آن، به مقدار 5/7 درجه در هر مرحله بچرخد.
کد های برنامه c برای میکروکنترلر 8051
#include
#define out P1 //motor connected on Port 1 lower
#define step 50 //one revolution for 1.8 degree motor
unsigned char i;
void delay (unsigned char k);
void main()
{
for( i = 0; i>0;k–)
{
for(j = 0; j<<40000; j++); }
————————————————–
7- موتور پله‌ای در مقابل موتور خود فرمان[2]
موتور پله‌ای و موتور خود‌فرمان هر دو در کاربردهای کنترل موقعیت استفاده می‌شوند.
اما تفاوت‌هایی در نحوه کار و ساخت آن‌ها وجود دارد.
موتورهای پله‌ای تعداد زیادی قطب یا دندانه در روتور خود دارند و این دندانه‌ها مانند قطب‌های مغناطیسی شمال و جنوب عمل می‌کنند که به سیم‌پیچ‌های استاتور که به صورت الکتریکی مغناطیسی شده‌اند جذب می‌شوند یا از آن‌ها دفع می‌شوند.
این عمل به حرکت پله‌ای که موتور پله‌ای ایجاد میکند کمک میکند.
از طرف دیگر، در یک موتور خود فرمان موقعیت، توسط مدار مخصوص و سازوکار فیدبک(بازخورد) کنترل‌می‌شود، که یک سیگنال خطا برای حرکت شافت موتور ایجاد میکند.
[1] Pull up
[2] Servo motor
مقالات مرتبط :
کنترل در درایوهای الکتریکی (انواع کنترلر درایو موتورها)
تفاوت بین موتور القایی و موتور سنکرون
لینک زبان اصلی مقاله :