راه اندازی موتور پله ای با اردوینو

راه اندازی موتور پله ای ( stepper motor ) با اردوینو

راه اندازی موتور پله ای

موتور پله ای stepper motor  چیست؟

نوعی موتور برای کاربردهای دقیق هستش که با چند تا سیم پیچ کنترل میشه.استاتور این موتور شامل چند سیم پیچ میشه و روی موتور اون چند تا آهن ربای دائم سوار میشه. با فعال کردن سیم پیچ های جانبی ، این سیم پیچ ها تبدیل به آهن ربا میشوند و جاذبه و دافعه ی بین سیم پیچ ها و آهن ربای روتور ، نیرویی ایجاد میکنه که باعث چرخش روتور میشه. با اعمال کردن پالس های مناسب به سیم پیچ ها ، میشه به طور دقیق چرخش موتور رو کنترل کرد.

انواع استپ موتور

به طور کلی دو نوع موتور تک قطبی و 2 قطبی وجود داره که بطور خلاصه به شرح اونها میپردازیم:
خب اول بریم سراغ تک قطبی یا دوقطبی؟
تک قطبی؟اوکی 😀

موتور پله ای تک قطبی:

این موتور معروفه به استپ موتور 4 سیمه یا  استپ موتور 6 سیم . (بیشتر استپر موتور ها همون مدل 6 سیمه ، اما ممکنه تغذیه از داخل به هم متصل باشه و 5 سیم هم تولید میشه)

از اونجایی که تغذیه تنها از یک سمت به مدار اعمال میشه به این موتور ها تک قطبی میگن.

 

استپر موتور 5 سیم

نحوه ی عملکرد این موتور شکل بالا اینطوریه که سیم پیچ هارو به ترتیب ساعتگرد یا پادساعت گرد فعال می کنیم و با توجه به آهن ربایی شدن سیم پیچ ، روتور به طرف سیم پیچ به چرخش درمیاد. در هر بار اعمال ولتاژ ، روتور به اندازه ی 90 درچه میچرخه. البته 90 درجه چرخش خیلی کاربردی نیست و نیاز به دقت بیشتری داریم معمولا! مثلا موتوری با گام 72 یعنی چرخش 5 درجه به ازای هر پالس (یعنی 360 درجه رو توی 72 قسمت تقسیم میکنه و هر فرمان یک گام جلو میره)  ، از لحاظ دقت مطلوبه. اگر بخواهیم جهت چرخش عوض بشه باید جهت اعمال ولتاژ به سیم هارو برعکس کنیم چون جریان توی سیم پیچ ها همواره از یک سو جاری میشه .

برای تقویت جریان از زوج دارلینگتون استفاده می کنیم که آی سی UNL2003 این کارو برامون انجام میده. حداکثر جریان کلکتور تراشه 500 میلی آمپر و حداکثر ولتاژ خروجی 50 ولت هستش. نحوه ی اتصال موتور به آردوینو هم به شکل زیره:

راه اندازی موتور پله ای با UNL2003

راه اندازی موتور پله ای با UNL2003

موتور پله ای 2 قطبی:

این موتور شامل 4 سرسیم و دوجفت سیم پیچ مستقل از هم هست که برخلاف نوع تک قطبی ، نقطه اتصال مشترکی با هم ندارند. نحوه ی تشخیص این سیم پیچ ها به سادگی توسط اهم متر امکان پذیره :
به شکلی که سیم پیچ هایی که به هم متصل نیستند ، امپدانس بی نهایت و  اونهایی که به هم وصل هستند ، یک امپدانس مشخص  و یکسانی دارن. چون این موتور 2 سیم پیچ مجزا از هم داره برای تغییر جهت چرخش باید توانایی عبور از هر دو جهت رو داشته باشه .

مدار داخلی موتور 2 قطبی:

راه اندازی استپ موتور 4 سیم

از آی سی L293D هم برای تقویت جریان استفاده کنیم:

راه اندازی استپ موتور با L293

راه اندازی استپ موتور با L293

این آی سی توی دیتاشیت گفته شده که 600 میلی آمپر در بازه ی 4.5 تا 36 ولت در هردو جهت به مدار جریان میده.

دستورهای این بخش هم خیلی سادست ( نسبت به برنامه نویسیِ کدویژن) ، فقط یادتون نره به کتابخونه stepper.h نیاز داره:

تابع Stepper

در این متغیر ، steps تعداد گام های موتور رو در یک دور کامل مشخص می کنن ، مثلا اگر گام موتوری 3.6 درجه باشه ، برای یک دور کامل 100 گام وجود داره.

pin1,pin2 هم پایه هایی هستن که به موتور وصل میشن
pin3,pin4 هم به موتور وصل میشن اما اختیاری هستش.

اگر بخوایم موتور رو فقط چپ گرد یا راست گرد کنترل کنیم ، با دوپایه میتونیم جهت رو مشخص کنیم.

مثلا میخوایم متغیری از نوع موتور پله ای با گام 3.6 درجه تعریف کنیم که پایه های شماره ی 5 و6 آردوینو وصله،کدش میشه:

 

تابع stepper.setSpeed

برای تنظیم سرعت موتور از تابع setspeed استفاده میکنیم که تنها متغیر ورودی اون سرعت برحسب دور بر دقیقه هستش(rpms).

البته این تابع رو توجه کنید که باعث چرخش موتور نمیشه و تنها سرعت رو تنظیم میکنه.

 

تابع stepper.step

برای چرخش موتور ، باید از تابع Step استفاده کنیم که ورودی این تابع هم تعداد گامهای چرخش هستش.

نکته ی مهم توی این تابع اینه که اجرای این تابع به اندازه ی گام های چرخش طول میکشه و تا این گام ها تموم نشه، خط بعدی برنامه اجرا نمیشه. یعنی مثلا توی کد بالا 100 گام باید منتظر بمونیم و چون سرعت یک دور بر دیقه هستش این چرخش یک دقیقه زمان میبره و یعنی که  برنامه یک دقیقه بطور کامل متوقف میشه. پس حواستون باشه بهتره که موقع استفاده سعی کنید گام هارو کم کنید و سرعت رو زیاد.

راه اندازی موتور پله ای با L298

دستورات این درایور ها با هم تفاوتی ندارن و همه از کتابخونه stepper استفاده میکنن اگر جریان بیشتری از جریان خروجی L293 خاوستیم از این درایور استفاده میکنیم.این آی سی L298 تا دو آمپر میتونه جریان میده،

شماتیک مدار برای راه اندازی موتور پله ای رو در زیر میبینیم:

راه اندازی موتور پله ای با تراشه ی L298

چند تا پروژه :

مثلا استپ موتور در برنامه ی زیر با کمک یک پتاسنیومتر به چپ و راست میچرخه:

 

در این برنامه هم قراره استپ موتور هر نیم ثانیه یک گام جلو بره و هربار تعداد گامهای رفته رو به شکل ارتباط سریال نمایش بده:

 

و برنامه ی زیر که موتور یک دور کامل ساعت گرد میزنه و بعد اتمام دور ، یک دور کامل پاد ساعت گرد میزنه:

 

3تا پروژه ای که قرار دادیم ، شامل سخت افزار زیر میشن ، که تصویر اول مربوط به موتور های تک قطبیه و دومی برای موتور های 2 قطبی:

تک قطبی:

پروژه ی استپ موتور با آردوینو

 

2 قطبی:

 

حمیدرضا مودت

یک مهندس الکترونیک ، علاقه مند به یاد دادن و یاد گرفتن پیرامون دانش برق و الکترونیک

شما ممکن است این را هم بپسندید

3 پاسخ‌ها

  1. احسان گفت:

    استپر فقط میلرزه! جواب نداد

    • سلام ، کاش اطلاعات بیشتری میدادین داخل 2تا کامنتتون .
      از L298 یا L293 یا UNL2003 استفاده کردین ؟ نوع موتور .. ؟
      من هم 298 رو تست کردم هم l293
      اگر اتصالات درست باشن لرزش میتونه بخاطر کم بودن جریان باشه.یا اعمال پالس همزمان به سیم پیچ ها و…

  2. احسان گفت:

    سلام اینکارا رو کردم
    ولی استپر فقط میلرزه

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *