Hiện nay, động cơ bước được thực hiện nhiều vào việc điều khiển robot bắt, dính các mục tiêu trong những khí tài quan gần kề hay tinh chỉnh lập trình trong những thiết bị tối ưu cắt gọt,… Vậy, điều khiển và tinh chỉnh động cơ bước có khó không? sao cho hiệu quả?


1. Quan niệm motor bước

Trước khi tò mò cách điều khiển và tinh chỉnh động cơ bước hiệu quả, bạn phải nắm được động cơ bước là gì? Đây là 1 động cơ đồng điệu dùng bao gồm khả năng biến đổi các tín hiệu điều khiển và tinh chỉnh động cơ bên dưới dạng những xung năng lượng điện rời rạc kế tiếp nhau để vươn lên là các hoạt động của góc xoay hoặc các chuyển động của roto và đưa về khả năng thắt chặt và cố định roto vào một trong những vị trí cần thiết.

Bạn đang xem: Điều Khiển Động Cơ Bước (Step Motor)

*

Động cơ bước là 1 trong loại động cơ đồng bộ

Động cơ bước là một loại bộ động cơ điện tất cả nguyên lý vận động và ứng dụng biệt lập với đại phần nhiều các loại bộ động cơ điện còn lại. Bọn chúng thực chất chính là một hộp động cơ đồng bộ, được sử dụng để đổi khác các tín hiệu điều khiển và tinh chỉnh động cơ bên dưới dạng những xung điện.

2. Nguyên tắc tinh chỉnh động cơ bước

Khác với những động cơ đồng nhất thông thường, vào việc tinh chỉnh vi cách step motor Rotor, động cơ bước được khởi động bằng phương thức đo tần số vày nó không tồn tại cuộn dây nhằm khởi động. Rotor của động cơ bước sẽ sở hữu được loại Rotor tích cực hoặc là Rotor thụ động.

Động cơ bước sẽ làm việc phụ thuộc bộ chuyển mạch điện tử nhằm mục tiêu mục đích đưa những tín hiệu vào trong Stator theo một sản phẩm tự và 1 tần số độc nhất vô nhị định. Tần số chuyển mạch của đụng cơ sẽ được tính bằng tổng số góc con quay của Rotor. Lúc đó, chiều quay tương tự như tốc độ tảo của roto sẽ nhờ vào vào vật dụng tự với tần số đưa đổi.

*

Động cơ bước thao tác nhờ vào bộ chuyển mạch năng lượng điện tử

Xung năng lượng điện áp được cung cấp cho cuộn dây Stator lúc này có thể là xung 1 cực hoặc 2 cực:

Chuyển mạch năng lượng điện tử trong tinh chỉnh và điều khiển step motor hoàn toàn có thể cung cấp cho điện áp điều khiển cho những cuộn dây stator hoàn toàn có thể theo từng cuộn cô quạnh hoặc là theo từng nhóm của những cuộn dây.Trị số của hễ cơ cũng như chiều của lực điện từ chính là tổng F phụ thuộc vào vị trí của các lực năng lượng điện từ gồm trong nó. Vị đó, vị trí Rotor của hộp động cơ bước bây giờ sẽ dựa vào hoàn toàn vào cách thức cung cấp điện cho các cuộn dây bên dưới đây:

*

Sơ đồ chi tiết nguyên lý hoạt động của động cơ bước

Hình trên diễn tả nguyên lý hoạt động vui chơi của động cơ cách m trộn với Rotor tất cả 2 cực 2p = 2 với khi chúng không được kích thích. Nếu những cuộn dây phía bên trong của bộ động cơ bước được hỗ trợ điện riêng lẻbởi xung 1 rất thì Rotor của bộ động cơ bước hôm nay sẽ gồm m vị trí bất biến trùng cùng với trục của những cuộn dây y như ở hình a.

Để mạch điều khiển động cơ bước 6 dây tăng cường lực điện từ tổng của Stato, từ này sẽ tăng trường đoản cú thông và mô men đồng bộ, họ phải cấp cho điện đồng thời đến 2, 3, cũng có thể có khi là những cuộn dây. Thời điểm đó phần Rotor của động cơ bước sẽ có vị trí ổn định và trùng cùng với vectơ của lực điện từ tổng F. Đồng thời, lực điện từ tổng F của nó cũng đều có giá trị lớn hơn lực năng lượng điện từ phát ra từ các cuộn dây Stator.

3. Sơ đồ với cách điều khiển và tinh chỉnh động cơ bước

Động cơ bước khi được điều khiển và tinh chỉnh dưới dạng nhiều xung điện rời rạc kế tiếp nhau thì sẽ tạo nên thành các vận động góc quay cũng tương tự các chuyển động của Rotor. Động cơ bước sẽ không hề quay theo cơ chế thường thì mà đang quay theo từng bước nên cũng có chính sách chính xác không nhỏ xét về mặt điều khiển học. Chúng làm việc nhờ vào những bộ chuyển mạch năng lượng điện tử đưa các tín hiệu điều khiển và tinh chỉnh động cơ cách 5 dây vào Stato theo sản phẩm công nghệ tự và số đông tần số duy nhất định.

Vì mỗi một loại hộp động cơ bước sẽ sở hữu những đặc con đường khác nhau, đề nghị cách điều khiển cũng biến thành khác nhau. Tùy ở trong vào sức kéo (mô men) và vận tốc quay mà hộp động cơ yêu cầu, chúng ta có thể dùng những cách tinh chỉnh và điều khiển dưới đây:

Với những hộp động cơ bước chỉ việc chạy ở vận tốc thấp: fan ta đã sử dụng cách thức điều khiển để cung cấp điện áp trực tiếp. Lúc này, bao gồm nội trở cuộn dây của bộ động cơ sẽ chuyển động để tạo thành một chiếc điện, do đó, giới hạn dòng điện này sẽ dựa vào vào năng lượng điện áp hỗ trợ trực tiếp đến nó.Với những bộ động cơ bước yêu mong chạy ở vận tốc cao: người ta ko thể tiếp tục sử dụng cách thức cấp năng lượng điện áp thẳng nữa vày lực kéo bây giờ sẽ bị giảm nghiêm trọng. Vày lẽ, đặc đường cảm của cuộn dây trong hộp động cơ sẽ giam cầm khả năng buổi giao lưu của dòng điện.Với những hộp động cơ bước cần nâng cao và nâng cao hiệu suất của motor cách và bộ tinh chỉnh và điều khiển ở tốc độ thấp và đề nghị tăng tốc độ cao thì chúng ta nên sử dụng phương pháp điều khiển bởi băm xung. Cách tinh chỉnh và điều khiển động cơ bước này để giúp bạn bảo trì tần số ko đổi, tùy thuộc vào nguyên tắc gia hạn dòng điện thì các cuộn dây của động cơ cũng sẽ không thay đổi so với tất cả cấp độ. Cách điều khiển và tinh chỉnh này có cách gọi khác là điều khiển tùy theo dòng điện.

4. Cách thức điều khiển bộ động cơ bước

4.1. Điều khiển bộ động cơ bước dạng sóng (Wave Drive)

Đây là cách thức cơ bạn dạng nhất để tinh chỉnh và điều khiển 1 hộp động cơ bước, dù cho nó không được áp dụng nhiều mà lại vẫn đáng để giúp cho bọn họ hiểu về cách điều khiển hộp động cơ bước. Trong phương pháp này, nếu mỗi pha hoặc stato sinh hoạt cạnh nhau sẽ được động cơ kích hoạt lần lượt bằng cách sử dụng 1 mạch đặc biệt quan trọng giúp trường đoản cú hóa với khử trường đoản cú hóa stato, điều này sẽ dẫn đến chuyển động nhanh giường của rôto một bước.

Xem thêm: Trả Lời Câu Hỏi “How Are You” Bằng 50 Các Cách Trả Lời How Are You ” Cực Thú Vị

4.2. Điều khiển động cơ chạy đủ bước (Full Step Drive)

Trong mạch điều khiển động cơ bước 4 dây, thay vày kích hoạt toàn bộ các stator một lần, 2 stator sẽ được kích hoạt chỉ giải pháp nhau 1 khoảng thời gian ngắn. Điều này tức là nếu stator lắp thêm 1 bật ON thì stator thứ 2 sẽ ON ngay tiếp đến một khoảng thời gian ngắn, trong những lúc đó thì stator trước tiên vẫn ON. Cách thức này dẫn mang đến mô men xoắn đạt tới cao và cho phép họ điều khiển hộp động cơ tải cao.

4.3. Điều khiển động cơ chạy nửa bước (Half-Stepping Drive)

Phương pháp này cũng giống như như ổ đĩa Full bước. Ở step motor với mạch điều khiển, 2 stator được để cạnh nhau đã được tiến hành kích hoạt trước và stator trang bị 3 sẽ tiến hành kích hoạt ngay sau đó, cơ mà 2 stator này lại bị loại bỏ hóa. Chu kỳ này sẽ kích hoạt 2 stator trước và tiếp đến 1 stator lặp lại sẽ giúp điều khiển bộ động cơ bước. Cách thức này đang dẫn đến tăng tốc độ phân giải của hễ cơ trong khi đó mô men xoắn sẽ bớt xuống.

4.4. Điều khiển động cơ chạy bước bé dại (MicroStepping Drive)

Đây là phương pháp điều khiển bộ động cơ bước được sử dụng thịnh hành nhất vày nó gồm tính đúng chuẩn rất cao. Mạch điều khiển cung cấp ngay 1 dòng bước thay đổi cho cuộn dây stato đã tồn tại làm việc dạng sóng hình sin. Những bước đi nhỏ tuổi xíu này hiện nay dùng để bức tốc độ đúng chuẩn tuyệt đối của từng bước một một. Phương thức này cũng được sử dụng thoáng rộng do nó hoàn toàn có thể giảm tiếng ồn của chuyển động ở mức độ lớn.

*

Có nhiều phương thức để điều khiển và tinh chỉnh động cơ bước

5. Điều khiển hộp động cơ bước cần sử dụng Code Arduino như thế nào?

Module Driver A4988 là một trong những con IC gồm trong lắp thêm in 3d, 1 điểm khá kinh ngạc là phần lớn các trang bị in 3 chiều đều thực hiện con IC này nhằm điều khiển, vì máy in 3d có download trọng nhỏ tuổi và kích cỡ của nhỏ IC này lại khá tương thích, nó nhỏ tuổi hơn 10 lần so với tb6560 hoặc đôi mươi lần đối với MA860H. Thậm chí, nó chỉ to thêm móng tay tín đồ một chút.

Quá trình điều khiển và tinh chỉnh động cơ bước Arduino tất cả tính năng:

Điều khiển rất đơn giản.Điều khiển được cả số đông động cơ chuyển động với điện áp vừa, thậm chí lên tới 35V và bao gồm dòng lên tới 2A.Có 5 chế độ: full bước, 1/ 2 bước, 1/ 4 bước, 1/ 8 bước, 1/ 16 bước.Điều chỉnh mẫu ra bằng phương pháp sử dụng phân tách áp (siêu nhỏ) nằm bên trên Current Limit = VREF × 2.5Tự động bật Shutdown thì quá nóng,...​

Khi các bạn lựa chọn chế độ full hay 1/2 hoặc 1/4 thì đang được trải qua 3 sạc là MS1, MS2, MS3. Có thể nối thẳng 3 sạc này vào công tắc nguồn bit 3p để dễ dàng dàng tùy chỉnh cấu hình từ bên trên phần cứng. Xem xét thêm, nếu như thả nổi 3 sạc này thì tức là mode full step.

*

Bảng thông số kỹ thuật điều khiển bộ động cơ bước Arduino

Nếu mong mỏi bật/ tắt hộp động cơ thì chúng ta phải thông qua pin ENABLE, bật mức LOW tức là bật module, mức HIGH có nghĩa là đang tắt module. Điều khiển chiều quay cho động cơ hoàn toàn có thể thông qua pin sạc DIR.

Thực hiện tại cách điều khiển và tinh chỉnh step motor trải qua pin STEP, chú ý mỗi xung vẫn tương ứng với 1 bước (hoặc 1 vi bước). Nhị chân Sleep cùng rất Reset sẽ nối với nhau luôn. Sau đây là chi tiết cách tinh chỉnh và điều khiển động cơ bước source code:

#include:

AccelStepper stepper (1,5,4); // sạc 5 step, sạc pin 4 dir void thiết đặt () Serial.begin (9600); pinMode (6,OUTPUT); // Enable; digital Write(6, LOW); // Đặt Enable xuống LOW nhằm khởi đụng động cơ void loop() {if (stepper.distanceToGo() == 0)// kiểm tra thử động cơ bước gồm còn đang hoạt động hay không, nếu không thể chạy thì chọn:

delay(1000); stepper.moveTo(rand() % 400); //chuyển mang lại tọa độ 0 399 (Random) stepper.setMaxSpeed((rand () % 400) 200); //chỉnh tốc độ. Stepper. Đặt setAcceleration((rand() % 200) 100); // chỉnh gia tốc

Serial.println(stepper.distanceToGo());

stepper.run (); //

Chú ý phải tất cả hàm này sống hàm loop vì với mỗi thay đổi stepper thì phải làm như vậy bắt đầu chạy được.

Kết luận

Trong quá trình điều khiển vận động kỹ thuật, tinh chỉnh động cơ bước là 1 cơ cấu chấp hành đặc trưng hữu hiệu mang lại máy móc, bởi vì nó có thể tiến hành trung thành được các lệnh mà họ đưa ra bên dưới dạng số. Cùng với sự cách tân và phát triển của ngành công nghệ chế tạo, động cơ bước hiện nay được vận dụng nhiều trong số ngành tự động hóa, đặc biệt là trong các thiết bị tinh chỉnh và điều khiển từ xa cần phải có độ chính xác cao.