Hiện nay, hộp động cơ bước được sử dụng nhiều trong việc tinh chỉnh robot bắt, bám các kim chỉ nam trong những khí tài quan gần cạnh hay tinh chỉnh lập trình trong các thiết bị tối ưu cắt gọt,… Vậy, tinh chỉnh động cơ bước tất cả khó không? sao cho hiệu quả?
1. Có mang motor bước
Trước khi mày mò cách điều khiển động cơ bước hiệu quả, bạn phải nắm được động cơ bước là gì? Đây là một trong những động cơ đồng điệu dùng tất cả khả năng biến đổi các tín hiệu tinh chỉnh động cơ dưới dạng các xung năng lượng điện rời rạc tiếp đến nhau để đổi mới các hoạt động của góc xoay hoặc các vận động của roto và mang lại khả năng cố định và thắt chặt roto vào một trong những vị trí đề nghị thiết.
Bạn đang xem: Dđiều khiển động cơ bước
Động cơ bước là 1 loại động cơ đồng bộ
Động cơ bước là một loại bộ động cơ điện có nguyên lý vận động và ứng dụng khác hoàn toàn với đại đa phần các loại động cơ điện còn lại. Chúng thực chất chính là một bộ động cơ đồng bộ, được sử dụng để chuyển đổi các tín hiệu điều khiển động cơ dưới dạng những xung điện.
2. Nguyên tắc tinh chỉnh động cơ bước
Khác với các động cơ đồng bộ thông thường, trong việc điều khiển vi cách step motor Rotor, hộp động cơ bước được khởi rượu cồn bằng phương pháp đo tần số bởi nó không tồn tại cuộn dây nhằm khởi động. Rotor của bộ động cơ bước sẽ sở hữu được loại Rotor tích cực và lành mạnh hoặc là Rotor thụ động.
Động cơ bước sẽ làm việc phụ thuộc bộ đưa mạch năng lượng điện tử nhằm mục tiêu mục đích đưa các tín hiệu vào trong Stator theo một lắp thêm tự với 1 tần số tốt nhất định. Mốc giới hạn chuyển mạch của rượu cồn cơ sẽ tiến hành tính bằng tổng số góc xoay của Rotor. Khi đó, chiều quay cũng như tốc độ xoay của roto sẽ phụ thuộc vào sản phẩm tự cùng tần số chuyển đổi.
Động cơ bước thao tác nhờ vào cỗ 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 rất hoặc 2 cực:
Chuyển mạch năng lượng điện tử trong tinh chỉnh step motor có thể cung cung cấp điện áp điều khiển cho những cuộn dây stator có thể theo từng cuộn đơn chiếc hoặc là theo từng nhóm của các cuộn dây.Trị số của hễ cơ cũng tương tự chiều của lực điện từ chính là tổng F phụ thuộc vào vị trí của những lực năng lượng điện từ tất cả trong nó. Do đó, địa điểm Rotor của bộ động cơ bước hôm nay sẽ phụ thuộc 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 biểu lộ nguyên lý buổi giao lưu của động cơ cách m trộn với Rotor có 2 cực 2p = 2 với khi bọn chúng không được kích thích. Nếu những cuộn dây phía bên trong của hộp động cơ bước được cung ứng điện riêng lẻbởi xung 1 cực thì Rotor của hộp động cơ bước bây giờ sẽ gồm m vị trí bất biến trùng cùng với trục của những cuộn dây y như ở hình a.
Để mạch tinh chỉnh và điều khiển động cơ bước 6 dây tăng cường lực điện từ tổng của Stato, từ đó sẽ tăng trường đoản cú thông với mô men đồng bộ, bọn họ phải cấp cho điện đồng thời mang đến 2, 3, cũng đều có khi là nhiều cuộn dây. Cơ hội đó phần Rotor của hộp động cơ bước sẽ có được vị trí ổn định và trùng cùng với vectơ của lực năng lượng điện từ tổng F. Đồng thời, lực điện từ tổng F của nó cũng có giá trị to hơn lực điện từ vạc ra từ những cuộn dây Stator.
3. Sơ đồ với cách điều khiển và tinh chỉnh động cơ bước
Động cơ cách khi được tinh chỉnh và điều khiển dưới dạng những xung năng lượng điện rời rạc tiếp nối nhau thì sẽ khởi tạo thành các hoạt động góc quay cũng như các vận động của Rotor. Động cơ cách sẽ không thể quay theo cơ chế thường thì mà đã quay theo mỗi bước nên cũng có cơ chế chính xác không hề nhỏ xét về mặt điều khiển và tinh chỉnh học. Chúng làm việc nhờ vào các bộ gửi mạch năng lượng điện tử đưa những tín hiệu tinh chỉnh và điều khiển động cơ bước 5 dây vào Stato theo trang bị tự và đều tần số tuyệt nhất định.
Vì mỗi một loại bộ động cơ bước sẽ sở hữu những đặc tuyến khác nhau, bắt buộc cách điều khiển cũng sẽ khác nhau. Tùy ở trong vào lực kéo (mô men) và tốc độ quay mà động cơ yêu cầu, bạn cũng có thể dùng các cách tinh chỉnh dưới đây:
Với những hộp động cơ bước chỉ cần chạy ở tốc độ thấp: tín đồ ta đã sử dụng phương thức điều khiển để cung ứng điện áp trực tiếp. Cơ hội này, thiết yếu nội trở cuộn dây của động cơ sẽ chuyển động để tạo nên một mẫu điện, vì chưng đó, giới hạn dòng điện này sẽ phụ thuộc vào vào năng lượng điện áp cung ứng trực tiếp đến nó.Với những bộ động cơ bước yêu mong chạy ở tốc độ cao: bạn ta ko thể thường xuyên sử dụng cách thức cấp năng lượng điện áp trực tiếp nữa vì lực kéo hôm nay sẽ bị bớt nghiêm trọng. Do lẽ, đặc đường cảm của cuộn dây trong động cơ sẽ kìm hãm khả năng buổi giao lưu của dòng điện.Với những động cơ bước cần cải thiện và nâng cấp hiệu suất của motor bước và bộ tinh chỉnh và điều khiển ở tốc độ thấp và phải tăng tốc độ cao thì bọn họ nên sử dụng phương pháp điều khiển bằng băm xung. Cách tinh chỉnh động cơ cách này sẽ giúp đỡ bạn duy trì tần số ko đổi, tùy theo nguyên tắc gia hạn dòng điện thì các cuộn dây của động cơ cũng trở thành không đổi so với mọi cấp độ. Cách tinh chỉnh này có cách gọi khác là điều khiển tùy thuộc vào dòng điện.4. Cách thức điều khiển hộp động cơ bước
4.1. Điều khiển động cơ bước dạng sóng (Wave Drive)
Đây là phương thức cơ bạn dạng nhất để điều khiển và tinh chỉnh 1 hộp động cơ bước, dù cho nó ko được sử dụng nhiều tuy vậy vẫn đáng sẽ giúp đỡ cho chúng ta hiểu về cách điều khiển động cơ bước. Trong phương pháp này, ví như mỗi trộn hoặc stato sinh sống cạnh nhau sẽ được động cơ kích hoạt lần lượt bằng cách sử dụng 1 mạch đặc biệt quan trọng giúp từ bỏ hóa và khử trường đoản cú hóa stato, vấn đề đó sẽ dẫn đến hoạt động nhanh nệm của rôto một bước.
Xem thêm: "Đột Kích" 3 Chợ Đầu Mối Hải Sản Ở Hà Nội Toàn Đồ Tươi & Giá Rẻ
4.2. Điều khiển động cơ chạy đủ bước (Full Step Drive)
Trong mạch điều khiển động cơ cách 4 dây, thay vị kích hoạt toàn bộ các stator một lần, 2 stator sẽ tiến hành kích hoạt chỉ giải pháp nhau 1 khoảng thời hạn ngắn. Điều này có nghĩa là nếu stator vật dụng 1 bật ON thì stator thứ 2 sẽ ON ngay tiếp đến một khoảng thời gian ngắn, trong những khi đó thì stator trước tiên vẫn ON. Phương thức này dẫn đến mô men xoắn đạt tới mức cao và mang đến phép bọn họ điều khiển động cơ tải cao.
4.3. Điều khiển động cơ chạy nửa bước (Half-Stepping Drive)
Phương pháp này cũng như như ổ đĩa Full bước. Ở step motor với mạch điều khiển, 2 stator được để cạnh nhau đang được triển khai kích hoạt trước và stator máy 3 sẽ tiến hành kích hoạt ngay sau đó, cơ mà 2 stator đó lại bị vô hiệu hóa. Chu kỳ luân hồi này đang kích hoạt 2 stator trước và tiếp nối 1 stator lặp lại sẽ giúp đỡ điều khiển hộp động cơ bước. Phương pháp này đang dẫn đến bức tốc độ phân giải của rượu cồn cơ trong khi đó tế bào men xoắn sẽ giảm xuống.
4.4. Điều khiển hộp động cơ chạy bước nhỏ dại (MicroStepping Drive)
Đây là cách thức điều khiển bộ động cơ bước được sử dụng phổ cập nhất bởi vì nó tất cả tính đúng đắn rất cao. Mạch điều khiển cung ứng ngay 1 dòng bước đổi khác cho cuộn dây stato sẽ tồn tại làm việc dạng sóng hình sin. Những cách đi bé dại xíu này hiện giờ dùng để tăng cường độ đúng đắn tuyệt đối của từng bước một một. Cách thức này cũng rất được sử dụng rộng thoải mái do nó hoàn toàn có thể giảm tiếng ồn ào của vận động ở cường độ lớn.
Có nhiều cách thức để điều khiển động cơ bước
5. Điều khiển bộ động cơ bước dùng Code Arduino như vậy nào?
Module Driver A4988 là 1 trong những con IC tất cả trong vật dụng in 3d, 1 điều khá ngạc nhiên là phần nhiều các trang bị in 3 chiều đều áp dụng con IC này nhằm điều khiển, do máy in 3 chiều có thiết lập trọng bé dại và kích cỡ của bé IC đó lại khá tương thích, nó nhỏ hơn 10 lần so với tb6560 hoặc đôi mươi lần so với MA860H. Thậm chí, nó chỉ to nhiều hơn móng tay người một chút.
Quá trình điều khiển động cơ bước Arduino bao gồm tính năng:
Điều khiển rất 1-1 giản.Điều khiển được cả gần như động cơ hoạt động với năng lượng điện áp vừa, thậm chí lên đến 35V và bao gồm dòng lên đến mức 2A.Có 5 chế độ: full bước, 1/ 2 bước, 1/ 4 bước, 1/ 8 bước, 1/ 16 bước.Điều chỉnh mẫu 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 bạn lựa chọn chính sách full hay 50% hoặc 1/4 thì sẽ được trải qua 3 pin là MS1, MS2, MS3. Rất có thể nối trực tiếp 3 sạc này vào công tắc bit 3p để dễ dàng thiết lập cấu hình từ trên phần cứng. để ý thêm, trường hợp thả nổi 3 sạc này thì có nghĩa là mode full step.
Bảng thông số điều khiển động cơ bước Arduino
Nếu mong mỏi bật/ tắt động cơ thì các bạn phải thông qua pin ENABLE, bật mức LOW tức là bật module, nấc HIGH tức là đang tắt module. Điều khiển chiều quay mang lại động cơ có thể thông qua sạc pin DIR.
Thực hiện nay cách tinh chỉnh và điều khiển step motor thông qua pin STEP, chăm chú mỗi xung đang tương ứng với một bước (hoặc 1 vi bước). Hai chân Sleep cùng rất Reset sẽ nối cùng nhau luôn. Sau đây là chi tiết cách tinh chỉnh và điều khiển động cơ bước source code:
#include:
AccelStepper stepper (1,5,4); // pin 5 step, sạc 4 dir void cài 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)// đánh giá thử hộp động cơ bước bao gồm còn đang hoạt 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 tất cả hàm này sinh hoạt hàm loop vày với mỗi thay đổi stepper thì yêu cầu làm như vậy mới chạy được.
Kết luận
Trong quá trình điều khiển hoạt động kỹ thuật, tinh chỉnh và điều khiển động cơ bước là 1 cơ cấu chấp hành đặc biệt quan trọng hữu hiệu mang đến máy móc, bởi vì nó có thể tiến hành trung thành được những lệnh mà chúng ta đưa ra dưới dạng số. Với sự cải cách và phát triển của ngành khoa học chế tạo, hộp động cơ bước hiện nay được vận dụng nhiều trong những ngành auto hóa, nhất là trong các thiết bị tinh chỉnh từ xa cần có độ chính xác cao.
