Motore passo passo bipolare

diagramma del motore passo-passo bipolare

Imparare a controllare bipolare e unipolare motori passo-passo con un Arduino utilizzando driver come ULN2003, L298N, e A4988. In questo articolo, vi mostrerò tutto quello che dovete sapere per iniziare con i motori passo-passo.
I motori passo-passo sono utilizzati in una grande varietà di dispositivi che vanno dalle stampanti 3D e macchine CNC alle unità DVD, condotti di riscaldamento, e anche orologi analogici. Eppure, nonostante la loro popolarità, molti sperimentatori evitano di usare i motori passo-passo perché sembrano richiedere agganci complessi e codice.
In questo articolo, spero di sfatare questo mito mostrandovi quanto sia facile usare un motore passo-passo con un Arduino. Quindi seguitemi, prometto di portarvi attraverso tutta questa “complessa” teoria dei motori passo-passo un passo alla volta!
I motori passo-passo sono motori DC che ruotano in precisi incrementi o “passi”. Sono molto utili quando è necessario posizionare qualcosa in modo molto preciso. Sono usati nelle stampanti 3D per posizionare correttamente la testina di stampa e nelle macchine CNC dove la loro precisione è usata per posizionare la testina di taglio. Se la tua macchina fotografica digitale ha un autofocus o una funzione di zoom remoto, è probabile che un motore passo-passo sia impiegato per farlo.

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Animazione di un motore passo-passo semplificato (unipolare)Frame 1: L’elettromagnete superiore (1) è acceso, attirando i denti più vicini del rotore di ferro a forma di ingranaggio. Con i denti allineati all’elettromagnete 1, essi saranno leggermente spostati dall’elettromagnete destro (2). Frame 2: L’elettromagnete superiore (1) è spento, e l’elettromagnete destro (2) è eccitato, tirando i denti in allineamento con esso. Questo si traduce in una rotazione di 3,6° in questo esempio. Frame 3: L’elettromagnete inferiore (3) viene eccitato; si verifica un’altra rotazione di 3,6°. Frame 4: L’elettromagnete di sinistra (4) viene eccitato, ruotando ancora di 3,6°. Quando l’elettromagnete superiore (1) viene nuovamente eccitato, il rotore avrà ruotato di una posizione del dente; poiché ci sono 25 denti, ci vorranno 100 passi per fare una rotazione completa in questo esempio.
Un motore passo-passo, noto anche come motore a gradini o motore passo-passo, è un motore elettrico DC senza spazzole che divide una rotazione completa in un numero di passi uguali. La posizione del motore può essere comandata per muoversi e mantenersi in uno di questi passi senza alcun sensore di posizione per il feedback (un controllore ad anello aperto), a patto che il motore sia correttamente dimensionato per l’applicazione rispetto alla coppia e alla velocità.

motore passo-passo bipolare arduino

Animazione di un motore passo-passo semplificato (unipolare)Frame 1: L’elettromagnete superiore (1) è acceso, attraendo i denti più vicini del rotore di ferro a forma di ingranaggio. Con i denti allineati all’elettromagnete 1, essi saranno leggermente spostati dall’elettromagnete destro (2). Frame 2: L’elettromagnete superiore (1) è spento, e l’elettromagnete destro (2) è eccitato, tirando i denti in allineamento con esso. Questo si traduce in una rotazione di 3,6° in questo esempio. Frame 3: L’elettromagnete inferiore (3) viene eccitato; si verifica un’altra rotazione di 3,6°. Frame 4: L’elettromagnete di sinistra (4) viene eccitato, ruotando ancora di 3,6°. Quando l’elettromagnete superiore (1) viene nuovamente eccitato, il rotore avrà ruotato di una posizione del dente; poiché ci sono 25 denti, ci vorranno 100 passi per fare una rotazione completa in questo esempio.
Un motore passo-passo, noto anche come motore a gradini o motore passo-passo, è un motore elettrico DC senza spazzole che divide una rotazione completa in un numero di passi uguali. La posizione del motore può essere comandata per muoversi e mantenersi in uno di questi passi senza alcun sensore di posizione per il feedback (un controllore ad anello aperto), a patto che il motore sia correttamente dimensionato per l’applicazione rispetto alla coppia e alla velocità.

sequenza bipolare del motore passo-passo

Un modo semplice per alterare le caratteristiche di velocità e di coppia di un motore passo-passo è quello di collegarlo a un diverso tipo di driver o cambiare la sua configurazione di cablaggio.    Tuttavia, c’è di più.    Conoscere i pro e i contro tra “unipolare” e “bipolare” può fare o rompere le prestazioni del motore passo-passo.
Guardiamo queste due diverse curve velocità-coppia.    Queste curve sono in realtà generate dallo stesso motore “base” ma con driver diversi.    Notate come cambiano le caratteristiche di velocità e di coppia.    SUGGERIMENTO: scegli una certa velocità, poi confronta la coppia a quella velocità.
Una curva di coppia di velocità visualizza le caratteristiche di prestazione di un motore passo-passo con un dato insieme di tensione, corrente e tipo di driver, ed è usato per determinare se un motore soddisferà i requisiti di coppia e velocità per un’applicazione.    La forma della curva della coppia di velocità è influenzata dalle caratteristiche elettriche del motore, come la corrente o l’induttanza.
Per prima cosa, partiamo dall’inizio e rivediamo come viene generata la coppia di un motore passo-passo.    Sappiamo che la coppia è proporzionale al prodotto della corrente motrice e del numero di giri dell’avvolgimento (bobina).    Con un numero maggiore di giri, la coppia è maggiore ma la coppia ad alta velocità è sacrificata, limitando così la velocità massima che il motore passo-passo può funzionare efficacemente.    Con un numero inferiore di giri, la coppia diminuisce alle basse velocità, ma viene mantenuta fino alle velocità più elevate.