DĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ BƯỚC

Hiện nay, hộp động cơ bước được thực hiện nhiều trong việc tinh chỉnh robot bắt, dính các kim chỉ nam trong các khí tài quan ngay cạnh hay điều khiển và tinh chỉnh lập trình trong số thiết bị gia công cắt gọt,… Vậy, tinh chỉnh và điều khiển động cơ bước bao gồm khó không? sao cho hiệu quả?


1. Khái niệm motor bước

Trước khi khám phá cách điều khiển động cơ bước hiệu quả, bạn cần nắm được hộp động cơ bước là gì? Đây là 1 trong những động cơ đồng bộ dùng gồm khả năng biến đổi các tín hiệu điều khiển và tinh chỉnh động cơ dưới dạng các xung năng lượng điện rời rạc kế tiếp nhau để biến đổi các chuyển động của góc tảo hoặc các hoạt động của roto và đem lại khả năng cố định và thắt chặt roto vào giữa những vị trí yêu cầu thiết.

Bạn đang xem: Dđiều khiển động cơ bước

*

Động cơ bước là một trong những loại hộp động cơ đồng bộ

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

2. Nguyên tắc tinh chỉnh động cơ bước

Khác với những động cơ đồng điệu thông thường, vào việc tinh chỉnh vi cách step motor Rotor, động cơ bước được khởi đụng bằng cách thức đo tần số vì nó không có cuộn dây nhằm khởi động. Rotor của bộ động cơ bước sẽ sở hữu loại Rotor lành mạnh và tích cực hoặc là Rotor thụ động.

Động cơ cách sẽ làm cho việc phụ thuộc vào bộ đưa mạch năng lượng điện tử nhằm mục đích đưa những tín hiệu vào vào Stator theo một thứ tự với 1 tần số duy nhất định. Mốc giới hạn chuyển mạch của rượu cồn cơ sẽ được tính bởi tổng số góc tảo của Rotor. Khi đó, chiều quay cũng như tốc độ xoay của roto sẽ dựa vào vào sản phẩm công nghệ tự cùng tần số chuyển đổi.

*

Động cơ bước làm việc nhờ vào cỗ chuyển mạch điện tử

Xung điện áp được cấp cho cho cuộn dây Stator hôm nay có thể là xung 1 rất hoặc 2 cực:

Chuyển mạch điện tử trong điều khiển và tinh chỉnh step motor hoàn toàn có thể cung cấp điện áp điều khiển cho những cuộn dây stator có thể theo từng cuộn chưa có người yêu hoặc là theo từng nhóm của những cuộn dây.Trị số của hễ cơ cũng giống như chiều của lực điện từ đó là tổng F phụ thuộc vào vị trí của các lực điện từ bao gồm trong nó. Vày đó, vị trí Rotor của bộ động cơ bước bây giờ sẽ phụ thuộc hoàn toàn vào cách thức cung cung cấp điện cho những cuộn dây dưới đây:

*

Sơ đồ cụ thể nguyên lý hoạt động của động cơ bước

Hình trên bộc lộ nguyên lý buổi giao lưu của động cơ bước m trộn với Rotor gồm 2 cực 2p = 2 và khi chúng không được kích thích. Nếu những cuộn dây bên phía trong của hộp động cơ bước được hỗ trợ điện riêng rẽ lẻbởi xung 1 cực thì Rotor của động cơ bước bây giờ sẽ có m vị trí bất biến trùng với trục của những cuộn dây hệt như ở hình a.

Để mạch tinh chỉnh động cơ bước 6 dây tăng tốc lực điện từ tổng của Stato, từ này sẽ tăng từ thông và mô men đồng bộ, bọn họ phải cung cấp điện đồng thời mang đến 2, 3, cũng có thể có khi là những cuộn dây. Dịp đó phần Rotor của động cơ bước sẽ sở hữu được vị trí ổn định và trùng cùng với vectơ của lực năng lượng điện từ tổng F. Đồng thời, lực năng lượng điện từ tổng F của nó cũng có giá trị to hơn lực năng lượng điện từ phạt ra từ các cuộn dây Stator.

3. Sơ đồ với cách tinh chỉnh động cơ bước

Động cơ cách khi được điều khiển và tinh chỉnh dưới dạng những xung năng lượng điện rời rạc tiếp đến nhau thì sẽ tạo nên thành các hoạt động góc quay cũng tương tự các vận động của Rotor. Động cơ bước sẽ không còn quay theo cơ chế thông thường mà vẫn quay theo từng bước một nên cũng có chế độ chính xác không nhỏ xét về mặt điều khiển học. Chúng thao tác nhờ vào các bộ đưa mạch điện tử đưa các tín hiệu điều khiển và tinh chỉnh động cơ cách 5 dây vào Stato theo thiết bị tự và hầu hết tần số tốt nhất định.

Vì từng một loại động cơ bước sẽ sở hữu những đặc đường khác nhau, yêu cầu cách điều khiển cũng trở thành khác nhau. Tùy thuộc vào khả năng kéo (mô men) và tốc độ quay mà hộp động cơ yêu cầu, chúng ta cũng có thể dùng các cách điều khiển dưới đây:

Với những bộ động cơ bước chỉ việc chạy ở vận tốc thấp: bạn ta đang sử dụng phương thức điều khiển để hỗ trợ điện áp trực tiếp. Dịp này, bao gồm nội trở cuộn dây của hộp động cơ sẽ hoạt động để tạo ra một cái điện, vày đó, số lượng giới hạn dòng năng lượng điện này sẽ nhờ vào vào năng lượng điện áp hỗ trợ trực tiếp cho nó.Với những động cơ bước yêu ước chạy ở vận tốc cao: người ta không thể tiếp tục sử dụng phương pháp cấp điện áp thẳng nữa vày lực kéo từ bây giờ sẽ bị sút nghiêm trọng. Vị lẽ, đặc tuyến đường cảm của cuộn dây trong hộp động cơ sẽ giam giữ khả năng buổi giao lưu của dòng điện.Với những động cơ bước cần nâng cao và nâng cao hiệu suất của motor cách và bộ điều khiển và tinh chỉnh ở tốc độ thấp và nên tăng tốc độ cao thì họ nên sử dụng phương pháp điều khiển bằng băm xung. Cách điều khiển và tinh chỉnh động cơ bước này để giúp đỡ bạn duy trì tần số không đổi, phụ thuộc vào nguyên tắc duy trì dòng năng lượng điện thì những cuộn dây của đụng cơ cũng trở nên không đổi so với đa số cấp độ. Cách điều khiển này có cách gọi khác là điều khiển phụ thuộc vào dòng điện.

4. Phương thức điều khiển động cơ bước

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

Đây là phương pháp cơ phiên bản nhất để tinh chỉnh và điều khiển 1 hộp động cơ bước, mặc dù cho nó không được áp dụng nhiều nhưng lại vẫn đáng sẽ giúp đỡ cho bọn họ hiểu về kiểu cách điều khiển động cơ bước. Trong cách thức này, ví như mỗi pha hoặc stato sinh sống cạnh nhau sẽ tiến hành động cơ kích hoạt lần lượt bằng phương pháp sử dụng 1 mạch đặc trưng giúp từ hóa cùng khử tự hóa stato, điều đó sẽ dẫn đến vận động nhanh chóng của rôto một bước.

Xem thêm: Chi Pu Ra Mv 16 " Mời Anh Vào Tim Em " Là Bước Tiến Hay Lùi?

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

Trong mạch điều khiển và tinh chỉnh động cơ cách 4 dây, thay vày kích hoạt toàn bộ các stator một lần, 2 stator sẽ tiến hành kích hoạt chỉ phương pháp nhau 1 khoảng thời gian ngắn. Điều này có nghĩa là nếu stator thứ 1 nhảy ON thì stator thứ 2 sẽ ON ngay kế tiếp một khoảng thời hạn ngắn, trong những lúc đó thì stator thứ nhất vẫn ON. Phương pháp này dẫn cho mô men xoắn đạt mức cao và mang lại phép họ điều khiển hộp động cơ tải cao.

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

Phương pháp này cũng như như ổ đĩa Full bước. Ở step motor và mạch điều khiển, 2 stator được để cạnh nhau sẽ được tiến hành kích hoạt trước với stator lắp thêm 3 sẽ được kích hoạt ngay sau đó, nhưng 2 stator này lại bị vô hiệu hóa hóa. Chu kỳ luân hồi này vẫn kích hoạt 2 stator trước và tiếp nối 1 stator lặp lại sẽ giúp đỡ điều khiển động cơ bước. Phương pháp này sẽ dẫn đến bức tốc độ phân giải của động cơ trong những lúc đó tế bào men xoắn sẽ bớt xuống.

4.4. Điều khiển bộ động cơ chạy bước nhỏ tuổi (MicroStepping Drive)

Đây là phương pháp điều khiển hộp động cơ bước được sử dụng phổ biến nhất bởi nó có tính đúng đắn rất cao. Mạch điều khiển cung cấp ngay 1 mẫu bước chuyển đổi cho cuộn dây stato vẫn tồn tại nghỉ ngơi dạng sóng hình sin. Những cách đi nhỏ dại xíu này bây giờ dùng để bức tốc độ đúng mực tuyệt đối của từng bước một một. Cách thức này cũng rất được sử dụng thoáng rộng do nó hoàn toàn có thể giảm tiếng ồn của vận động ở cường độ lớn.

*

Có nhiều phương pháp để điều khiển động cơ bước

5. Điều khiển động cơ bước dùng Code Arduino như vậy nào?

Module Driver A4988 là 1 trong con IC tất cả trong thiết bị in 3d, một điểm khá ngạc nhiên là hầu như các sản phẩm công nghệ in 3 chiều đều áp dụng con IC này để điều khiển, vì máy in 3d có cài đặt trọng nhỏ tuổi và form size của nhỏ IC này lại khá tương thích, nó nhỏ tuổi hơn 10 lần đối với tb6560 hoặc đôi mươi lần đối với MA860H. Thậm chí, nó chỉ to ra thêm móng tay fan một chút.

Quá trình điều khiển động cơ cách Arduino gồm tính năng:

Điều khiển rất solo giản.Điều khiển được cả phần đông động cơ hoạt động với điện áp vừa, thậm chí lên tới 35V và 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 loại ra bằng cách sử dụng phân tách áp (siêu nhỏ) nằm bên trên Current Limit = VREF × 2.5Tự động bật Shutdown thì thừa nóng,...​

Khi chúng ta lựa chọn chế độ full hay 1/2 hoặc 1/4 thì vẫn được trải qua 3 sạc là MS1, MS2, MS3. Rất có thể nối trực tiếp 3 sạc pin này vào công tắc bit 3p để dễ dàng cấu hình thiết lập từ trên phần cứng. để ý thêm, trường hợp thả nổi 3 pin sạc này thì tức là mode full step.

*

Bảng thông số điều khiển hộp động cơ bước Arduino

Nếu muốn bật/ tắt động cơ thì các bạn phải trải qua pin ENABLE, bật mức LOW có nghĩa là bật module, nút HIGH tức là đang tắt module. Điều khiển chiều quay mang đến động cơ rất có thể thông qua sạc DIR.

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

#include:

AccelStepper stepper (1,5,4); // sạc pin 5 step, sạc pin 4 dir void setup () Serial.begin (9600); pinMode (6,OUTPUT); // Enable; digital Write(6, LOW); // Đặt Enable xuống LOW để khởi động động cơ void loop() {if (stepper.distanceToGo() == 0)// soát sổ thử bộ động cơ bước tất cả còn đang chuyển động hay không, nếu không hề 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 bao gồm hàm này nghỉ ngơi hàm loop vì chưng với mỗi trở nên stepper thì buộc phải làm như vậy new chạy được.

Kết luận

Trong quy trình điều khiển chuyển động kỹ thuật, điều khiển và tinh chỉnh động cơ bước là 1 trong cơ cấu chấp hành đặc trưng hữu hiệu đến máy móc, bởi nó có thể triển khai trung thành được những lệnh mà bọn họ đưa ra dưới dạng số. Cùng rất sự trở nên tân tiến của ngành kỹ thuật chế tạo, động cơ bước bây chừ được ứng dụng nhiều trong số ngành tự động hóa hóa, nhất là trong những thiết bị điều khiển và tinh chỉnh từ xa cần phải có độ đúng đắn cao.