O motor de passo é um motor DC sem escovas, que pode ser girado em pequenos ângulos, esses ângulos são chamados de etapas. Geralmente, o motor de passo usa 200 etapas para completar a rotação de 360 graus, o que significa que gira 1,8 graus por etapa. Motor de passo usado em muitos dispositivos que precisam de movimento rotacional preciso, como robôs, antenas, discos rígidos, etc. Podemos girar o motor de passo em qualquer ângulo específico, dando-lhe as instruções adequadas.
Os motores de passo são basicamente dois tipos: Unipolar e Bipolar. O motor de passo unipolar geralmente tem cinco ou seis fios, nos quais quatro fios são uma das pontas das quatro bobinas do estator e a outra ponta das quatro bobinas é amarrada, o que representa o quinto fio, isso é chamado de fio comum (ponto comum). Geralmente, há dois fios comuns, formados pela conexão de uma extremidade das duas ou duas bobinas, conforme mostrado na figura abaixo. O motor de passo unipolar é muito comum e popular devido à sua facilidade de uso.
No motor de passo bipolar, há apenas quatro fios saindo de dois conjuntos de bobinas, o que significa que não há fio comum.
O motor de passo é composto de um estator e um rotador. O estator representa as quatro bobinas do eletroímã que permanecem estacionárias em torno do rotador, e o rotador representa o ímã permanente que gira. Sempre que as bobinas são energizadas pela aplicação da corrente, o campo eletromagnético é criado, resultando na rotação do rotador (ímã permanente). As bobinas devem ser energizadas em uma sequência particular para fazer o rotador girar. Com base nesta “sequência”, podemos dividir o método de trabalho do motor de passo unipolar em três modos: modo de movimentação de onda, modo de movimentação de passo completo e modo de movimentação de meio passo.
Modo de acionamento de onda: Neste modo, uma bobina é energizada por vez, todas as quatro bobinas são energizadas uma após a outra. Ele produz menos torque em comparação com o modo de movimentação de passo completo, mas o consumo de energia é menor. A seguir está a tabela para produzir este modo usando microcontrolador, o que significa que precisamos dar Lógica 1 às bobinas de maneira sequencial.
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Passos |
UMA |
B |
C |
D |
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1 |
1 |
0 |
0 |
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2 |
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1 |
0 |
0 |
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3 |
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0 |
1 |
0 |
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4 |
0 |
0 |
0 |
1 |
Modo Full Drive: Neste, duas bobinas são energizadas ao mesmo tempo, produzindo alto torque. O consumo de energia é maior. Precisamos dar Logic 1 para duas bobinas ao mesmo tempo, depois para as próximas duas bobinas e assim por diante.
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Passos |
UMA |
B |
C |
D |
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1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
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2 |
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1 |
1 |
0 |
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3 |
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0 |
1 |
1 |
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4 |
1 |
0 |
0 |
1 |
Modo Half Drive: Neste modo, uma e duas bobinas são energizadas alternativamente, significa que primeiro uma bobina é energizada, depois duas bobinas são energizadas e, novamente, uma bobina é energizada, novamente duas, e assim por diante. Esta é a combinação dos modos full e wave drive e é usada para aumentar a rotação angular do motor.
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Passos |
UMA |
B |
C |
D |
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1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
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2 |
1 |
1 |
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3 |
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0 |
0 |
1 |
Interface do motor de passo com o microcontrolador 8051
A interface com o 8051 é muito fácil, só precisamos dar 0 e 1 aos quatro fios do motor de passo de acordo com as tabelas acima, dependendo do modo em que queremos operar o motor de passo. E os restantes dois fios devem ser conectados a uma fonte de 12 V adequada (dependendo do motor de passo). Aqui, usamos o motor de passo unipolar. Conectamos quatro extremidades das bobinas aos primeiros quatro pinos da porta 2 de 8051 por meio do ULN2003A.
8051 não fornece corrente suficiente para acionar as bobinas, então precisamos usar um driver de corrente IC que seja ULN2003A. ULN2003A é a matriz de sete pares de transistores NPN Darlington. O par Darlington é construído conectando dois transistores bipolares para obter amplificação de alta corrente. Em ULN2003A, 7 pinos são pinos de entrada e 7 pinos são pinos de saída, dois pinos são para Vcc (fonte de alimentação) e Terra. Aqui, estamos usando quatro pinos de entrada e quatro pinos de saída. Também podemos usar L293D IC no lugar de ULN2003A para amplificação de corrente.
Você precisa descobrir quatro fios da bobina e dois fios comuns com muito cuidado, caso contrário, o motor não girará. Você pode descobrir medindo a resistência usando um multímetro; o multímetro não mostrará nenhuma leitura entre os fios das duas fases. O fio comum e os outros dois fios na mesma fase devem mostrar a mesma resistência, e os dois pontos finais das duas bobinas na mesma fase mostrarão a resistência dupla em comparação com a resistência entre o ponto comum e um ponto final.
Solução de problemas
Se o seu motor não estiver girando OU vibrando, mas não girando, você deve verificar a seguinte lista de verificação:
- Primeiro verifique as conexões e o código do circuito.
- Se o circuito e o código estiverem corretos, verifique se o motor de passo obtém a tensão de alimentação adequada (geralmente 12 V), caso contrário, ele apenas vibra, mas não gira.
- Se a alimentação estiver boa, verifique os quatro pontos finais da bobina que estão conectados ao ULN2003A. Primeiro encontre os dois pontos de extremidade comuns e conecte-os a 12v, depois conecte os quatro fios restantes a ULN2003A e tente todas as combinações possíveis até que o motor dê partida. Se você não os conectasse na ordem correta, o motor apenas vibraria em vez de girar.
Aqui está o código para o modo de passo de onda e modo de passo de onda completa, você pode calcular facilmente o valor de PORTA P2 para o modo de meia onda.