Động cơ bước chủ yếu làcác máy điện, hiện đang được sử dụng rộng thoải mái trong các nghành công nghiệp bao gồm dùng điều khiển và tinh chỉnh vị trí. Vậy, tinh chỉnh động cơ bước có khó không, làm nuốm nào mới đúng chuẩn? bên dưới đây, mời chúng ta cùng mày mò về khái niệm, nguyên tắc hoạt động, những đặc tính cũng giống như cách tinh chỉnh và điều khiển động cơ cách sao cho tác dụng nhất.

Bạn đang xem: Điều khiển vi bước step motor


1. Tò mò khái niệm motor bước

Trước khi mày mò về cách tinh chỉnh và điều khiển động cơ bước, chúng ta cần nắm vững khái niệm động cơ bước là gì? Đâylà 1 loại động cơ bao gồm khả năng thay đổi các tín hiệu tinh chỉnh ở bên dưới dạng các xung năng lượng điện rời rạc đổi mới thiên sau đó nhau đổi thay các hoạt động ở góc tảo hoặc các chuyển động của roto. Loại bộ động cơ này có công dụng cố định roto của dòng sản phẩm vào đúng các vị trí buộc phải thiết.

*

Động cơ cách giúp cố định và thắt chặt roto của sản phẩm vào đúng những vị trí nên thiết

Các thông số cơ bản để chọn lựa được một mạch tinh chỉnh động cơ cách 4 dây thích hợp gồm có:

Loại motor bao gồm: loại trục, nhiều loại lỗ,..Momen xoắn dùng làm giữ max.Dòng năng lượng điện định nấc có các thông số: 0.75A/ pha, 1.4A/ pha, 2.8A/ pha
Số lượng pha: 2p, 5p
Kích thước của khung motor bước: 2 (24mm), 4 (42mm), 6 (60mm) với 9 (85mm).Chiều dài của motor bước: 3 (33mm), 5 (46.5 - 47mm), 6 (59.5mm) và 9 (98mm).

2. Các đặc tính cơ phiên bản cần nhớ của bộ động cơ bước

a) Đặc tính đụng của động cơ bước

Đặc tính vận tốc – mô men: Đặc tính này được xác định bởi động cơ cùng với bộ điều khiển, và nó cũng bị tác động rất nhiều vị loại thiết bị điều khiển mà chúng ta sử dụng.

Đặc tính thiết lập theo cửa hàng tính với tần số bắt đầu: Điều này cho thấy tần số khởi động có thể chấp nhận được của hộp động cơ sẽ bớt khi download quán tính của nó tăng lên. Các giá trị này còn được đổi khác theo vận tốc xung, nhưng bộ động cơ bước vẫn bắt buộc tuân theo vận tốc xung nếu như nó vượt quá một điểm tốt nhất định, vì do đó sẽ dẫn tới việc đi không nên bước.

Đặc tính có độ rung: Khi tinh chỉnh và điều khiển vi bước step motor, bộ động cơ bước quay dẫu vậy trên thực tế là thực hiện rất nhiều bước tất cả phản hồi, từng bước còn được biểu lộ bởi những giai đoạn nuốm thể, đưa ra tiết.

b) Đặc tính tĩnh của động cơ bước

Đặc tính mômen với góc: Khi điều khiển step motor, mối quan hệ giữa nấc độ dịch chuyển góc của rôto và mômen sẽ tạo nên ra lực tính năng lên trục hễ cơ, trong những lúc đó, động cơ còn được kích thích vày một mẫu điện định mức.

Độ đúng mực của góc: Trong điều kiện động cơ chạy ko tải, nó sẽ có độ đúng mực của góc trong vào khoảng 0,05˚. Độ chính xác góc của hộp động cơ bước thông thường được thể hiện bằng độ chính xác của địa chỉ dừng.

Độ đúng chuẩn của địa điểm dừng: điều đó thể hiện nay sự khác hoàn toàn giữa vị trí dừng hộp động cơ theo ước muốn và địa chỉ dừng theo thực tế.

Trong điều kiện thực tiễn của mạch điều khiển động cơ cách 6 dây, động cơ bước luôn tồn tại ma sát. Nếu tải trọng của ma tiếp giáp không thay đổi thì góc di chuyển sẽ ko đổi đối với cả mọi vận động một chiều. Mặc dù nhiên, vào khi vận động hai chiều, sai số góc có thể tăng lên vội đôi.

3. Nguyên tắc điều khiển và tinh chỉnh động cơ bước vận động như cố kỉnh nào

Có thể áp dụng quy tắc bàn tay đề xuất để điều khiển và tinh chỉnh động cơ bước như sau: núm bàn tay phải, rồi đặt bàn tay làm thế nào để cho bốn ngón tay phía theo chiều của cái điện chạy qua những vòng dây. Lúc đó, ngón tay cái choãi ra sẽ chỉ chiều của con đường sức từ phía bên trong lòng ống dây.

Nguyên lý hoạt động cơ phiên bản của motor bước: khi bạn cấp điện vào trong cuộn dây của stato, cuộn dây này đã đóng vai trò chính là một nam châm điện. Nó sẽ gây ra lực tác động, trường đoản cú đó có tác dụng quay roto.

Khi tinh chỉnh động cơ cách 5 dây, thừa trình đổi khác thứ tự cung cấp điện cho các cuộn dây của stato sẽ để cho trình tự quay của roto bị cố gắng đổi. Việc thay đổi thứ từ bỏ của quá trình chuyển mạch sẽ căn cứ vào mạch năng lượng điện tử.

*

Có thể vận dụng quy tắc bàn tay nên để điều khiển động cơ bước

4. Sơ đồ và cách tinh chỉnh và điều khiển động cơ bước

Khi kể tới cách điều khiển động cơ bước, các các bạn sẽ thường nói tới cách mạch tinh chỉnh và điều khiển động cơ cách 6 dây, 4 dây hoặc 5 dây,… tuy nhiên, nghỉ ngơi đây bọn họ sẽ đi tìm hiểu chi tiết hơn về gốc rễ của quá trình điều khiển bộ động cơ bước ra sao, làm như thế nào, sử dụng phương thức điều khiển gì công dụng nhất?

Cần biết rằng, từng một loại hộp động cơ bước thông thường sẽ có được các đặc con đường khác nhau, bởi vì vậy cách tinh chỉnh của từng loại cũng sẽ khác nhau. Tùy nằm trong vào sức kéo (mô men lực) và tốc độ quay yêu mong của motor cách mà chúng ta có thể thiết lập chương trình điều khiển và tinh chỉnh động cơ bước sau đây:

Trường hợp đối với những hộp động cơ bước chỉ việc chạy ở vận tốc thấp thì chúng ta sử dụng cách thức điều khiển bằng phương pháp cấp năng lượng điện áp trực tiếp. Chủ yếu nội trở vào cuộn dây của động cơ sẽ sản hiện ra một cái điện mà ở đó giới hạn dòng điện này sẽ phụ thuộc vào điện áp được cấp trực tiếp vào động cơ bước.Trường hợp step motor với mạch điều khiển và tinh chỉnh chạy ở tốc độ cao: nếu như các bạn muốn tiếp tục sử dụng phương thức cung cấp cho điện áp trực tiếp vào hộp động cơ bước thì khả năng kéo (mô men lực) sẽ ảnh hưởng giảm bớt nghiêm trọng. Bởi vì đặc tuyến cảm của cuộn dây sẽ tạo ra một lực để giam giữ khả năng, công dụng của cái điện.Một thực tế cho thấy thêm là vào cách tinh chỉnh và điều khiển động cơ bước bằng phương pháp cấp năng lượng điện trực tiếp sẽ khiến cho động cơ và mạch tinh chỉnh động cơ bước rất nóng.Trường hợp bọn họ cần nâng cao và nâng cao hiệu suất làm việc của mạch điều khiển và tinh chỉnh motor bước ở vận tốc thấp, đồng thời đề xuất tăng vận tốc cao lên thì cần sử dụng phương pháp điều khiển bằng cách băm xung. Khi điều khiển động cơ bước phụ thuộc vào băm xung nhằm gia hạn được tần số không đổi. Tùy theo nguyên tắc gia hạn dòng điện chạy qua các cuộn dây của rượu cồn cơ cũng trở nên không đổi mặc dù ở hầu như cấp độ. Cách điều khiển này nói một cách khác là phương thức điều khiển theo dòng điện.Thực tế còn mang lại thấy, cách tinh chỉnh và điều khiển động cơ bước bằng cách băm xung để giúp đỡ cho hộp động cơ bước hoạt động mạnh mẽ hơn, êm hơn và nhất là ít lạnh hơn.

*

Sơ đồ với cách tinh chỉnh và điều khiển động cơ bước

5. Điều khiển động cơ bước dùng Code Arduino cùng A4988

Để điều khiển động cơ bước Arduino, các bạn cần chuẩn chỉnh bị:

Động cơ Arduino UNOĐộng cơ NEMA17 Stepper Motor
A4988 Driver Module
Tụ năng lượng điện 47µf (giúp bảo vệ board điều khiển, kiêng khỏi các xung điện áp)Biến trở
Động cơ bước NEMA17 bao gồm 6 dây
Động cơ chuyển động ở 12V (Góc lao vào khoảng 1.8 độ và 10 - 40 °C.

Sơ vật chân của hộp động cơ bước NEMA 17:

Module điều khiển và tinh chỉnh động cơ bước A4988A4988 chính là driver điều khiển động cơ bước có kích cỡ cực kỳ bé dại gọn, cung cấp được nhiều chính sách làm việc, đôi khi nó còn kiểm soát và điều chỉnh được mẫu điện ra đến động cơ, sệt biệt tự động hóa ngắt điện khi bộ động cơ quá nóng.Công suất năng lượng điện của ngõ ra: 8 – 35V, 2ACó 5 cơ chế bao gồm: 1/2, 1/4, 1/8, 1/16 bước
Điều chỉnh mẫu điện đi ra bởi chiết áp
Tự hễ ngắt điện khi hộp động cơ bị thừa nhiệt

Cách tinh chỉnh động cơ bước:

Có 5 chế độ cho các bạn lựa chọn, nếu khách hàng không hy vọng mạch tinh chỉnh động cơ bước chạy khá đầy đủ 200 bước/ vòng. Xuất sắc nhất, bọn họ nên chạy cho rất đầy đủ mà ko cần suy nghĩ 3 chân này, kế tiếp sẽ kiểm soát và điều chỉnh bước của bao gồm động cơ trong khối hệ thống code.

MS1

MS2

MS3

Microstep Resolution

Low

Low

Low

Full Step

High

Low

Low

½ Step (Half Step)

Low

High

Low

¼ Step (Quarter Step)

High

High

Low

1/8 Step (Eighth Step)

High

High

High

1/16 Step (Sixteenth Step)

Lựa chọn chế độ full, chính sách 1/ 2 tốt 1/ 4 thì đang được thông qua 3 pin đó là MS1, MS2, MS3. Lưu ý là nếu chúng ta thả nổi 3 sạc này tức là bạn chọn chạy theo cơ chế full step.Bật - tắt hộp động cơ thì bạn chỉ cần thông qua sạc ENABLE, nếu chọn mức LOW là nhảy module, còn mức HIGH tức là tắt module.Điều khiển chiều tảo của bộ động cơ bước trải qua pin DIR.Điều khiển bước của hễ cơ bằng pin STEP, mỗi xung lại tương ứng với cùng 1 bước hoặc 1 vi bước.Chú ý, nhì chân Sleep cùng với Reset luôn phải nối với nhau.Cụ thể hơn, cách tinh chỉnh step motor chính là kết nối giữa bộ động cơ Nema 17 với A4988, khi đó chúng ta sẽ triển khai kết nối theo cặp pha của bộ động cơ bước cho 2 cặp 1A - 1B cùng cặp 2A - 2B.Giữa Arduino cùng A4988 thì các bạn cần liên kết chúng lại theo như đúng sơ đồ chân.

Xem thêm: Nam em và bạn trai - nam anh công khai bạn trai mới

*

Kết nối theo cặp pha của hộp động cơ bước đến 2 cặp 1A - 1B với cặp 2A - 2B

Code:Các chúng ta hãy tiến hành nạp code này vào Arduino IDE để thử nghiệm (nhưng hãy nhớ thiết đặt cho thư viện động cơ bước nhé)Tiếp theo, trong tầm loop, bọn họ hãy thực hiện đọc chân của biến chuyển trở để biến đổi sao mang đến mức căn vặn của đổi thay trở rơi vào trong vòng từ 0 - 500 là được. đối chiếu giá trị của chúng khi chỉnh đổi mới trở, trường vừa lòng nếu nó lớn hơn giá trị trước kia (vặn theo hướng kim đồng hồ) thì động cơ sẽ nhanh chóng dịch chuyển 10 bước, tảo theo chiều kim đồng hồ. Nếu cực hiếm nhận được bé dại hơn quý giá trước đó (vặn con quay ngược kim đồng hồ) thì động cơ sẽ lập tức dịch rời 10 bước theo phía ngược chiều kim đồng hồ.

Kết luận

Thông qua nội dung bài viết trên đây, chúng tôi đã giới thiệu đến các bạn nguyên lý tương tự như cách tinh chỉnh và điều khiển động cơ cách dùng Arduino cùng A4988 driver. Chúng ta cần chọn mua sản phẩm tại địa chỉ uy tín cũng như chú ý đọc thật kỹ càng các thông số của chúng trước lúc sử dụng nhé.

Step Motor là gì?

Step Motor (Stepper Motor, Stepping Motor) đều là đa số từ khóa chỉ về bộ động cơ bước. Step Motor là loại hộp động cơ chấp hành đặc biệt, thường được sử dụng cho các hệ truyền đụng rời rạc. Step Motor thực ra là một động cơ đồng nhất dùng để chuyển đổi các tín hiệu tinh chỉnh và điều khiển dưới dạng các xung điện rời rạc tiếp nối nhau thành các chuyển động góc cù hoặc các vận động của Rotor và có khả năng cố định Rotor vào hầu hết vị trí yêu cầu thiết.

Step Motor thao tác làm việc được là nhờ gồm bộ gửi mạch năng lượng điện tử đưa các tín hiệu điều khiển và tinh chỉnh vào stato theo một trang bị tự cùng một tần số độc nhất vô nhị định. Toàn bô góc tảo của roto khớp ứng với tần số chuyển mạch, cũng giống như chiều con quay và vận tốc quay của roto, phụ thuộc vào lắp thêm tự chuyển đổi và tần số chuyển đổi. Lúc 1 xung điện áp để vào cuộn dây stato (phần ứng) của bộ động cơ bước thì roto (phần cảm) của bộ động cơ sẽ cù đi một góc độc nhất định, góc ấy là 1 bước tảo của rượu cồn cơ. Khi những xung điện áp đặt vào những cuộn dây phần ứng chuyển đổi liên tục thì roto đã quay liên tiếp (Nhưng thực chất vận động đó vẫn là theo các bước rời rạc).

Ưu điểm của Stepper Motor

Không thanh hao than

Không xẩy ra hiện tượng tấn công lửa thanh hao than có tác dụng tổn hao năng lượng, tại một vài môi trường quan trọng (hầm lò…) rất có thể gây nguy hiểm.

Tạo được mômen giữ

Một vấn đề khó trong điều khiển và tinh chỉnh là điều khiển và tinh chỉnh động cơ ở tốc độ thấp mà vẫn giữ được mômen sở hữu lớn. Động cơ cách là thiết bị làm việc xuất sắc trong vùng vận tốc nhỏ. Nó hoàn toàn có thể giữ được mômen thậm chí còn cả địa chỉ nhừ vào tính năng hãm lại của sóng ngắn từ trường rotor.

Điều khiển vị trí theo vòng hở

Một lợi thế rất lớn của hộp động cơ bước là ta có thể điều chỉnh địa chỉ quay của roto theo nguyện vọng mà không cần đến ý kiến vị trí như các động cơ khác, chưa phải dùng cho encoder hay máy phát tốc (khác với servo).

Độc lập với tải

Với các loại hộp động cơ khác, công năng của cài đặt rất tác động tới chất lượng điều khiển. Với hộp động cơ bước, vận tốc quay của rotor không phụ thuộc vào vào thiết lập (khi vẫn bên trong vùng momen có thể kéo được). Lúc momen sở hữu quá lớn gây nên hiện tượng trượt, vì vậy không thể kiểm soát được góc quay.

Phân loại Stepper Motor

#1. Phân các loại theo rotor của động cơ bước

Loại 1: Stepper Motor có rotor được tác động ảnh hưởng bằng dây quấn hoặc nam châm vĩnh cữu.Loại 2: Stepper Motor có rotor ko được ảnh hưởng nhưng có phần từ bỏ cảm ứng, phản chống – còn được gọi là động cơ bước biến hóa từ trở.Loại 3: Stepper Motor có cấu trúc rotor phối hợp cả 2 các loại trên.

Sẽ rất thân thuộc khi các bạn được reviews rằng: Stepper Motor được chia thành 2 loại, sẽ là loại bộ động cơ bước nam châm hút vĩnh cửu và loại hộp động cơ bước trở nên từ trở (hoặc phối kết hợp cả hai gọi là loại động cơ bước lếu láo hợp).

#2. Phân một số loại theo cực của động cơ bước

Loại 1: Stepper Motor 1-1 cực, có thể bao gồm cả bộ động cơ bước loại nam châm hút vĩnh cửu hoặc bộ động cơ bước một số loại hỗn hợp. Nhưng ở các cuộn dây luôn luôn có đầu trung tâm được nối ra từ ở chính giữa mỗi cuộn dây.

*

Loại 2: Stepper Motor lưỡng cực, có thể bao gồm cả hộp động cơ bước loại nam châm vĩnh cửu hoặc bộ động cơ bước loại thay đổi từ trở. Nhưng lại ở các cuộn dây sẽ không tồn tại đầu dây nối ra tự trung tâm.

*

#3. Phân các loại theo số trộn của bộ động cơ bước

Loại 1: Step Motor 2 pha, là loại bộ động cơ bước 4 dây, 6 dây hoặc 8 dây.Loại 2: Step Motor 3 pha, là loại động cơ bước 3 dây hoặc 4 dây.Loại 3: Step Motor 5 pha, là loại hộp động cơ bước bao gồm 5 dây hoặc 10 dây.

Nguyên lý tinh chỉnh động cơ bước (Step Motor)

Stepper Motor không xoay theo vẻ ngoài thông thường, chúng quay theo mỗi bước nên bao gồm độ đúng chuẩn rất cao về mặt tinh chỉnh học. Chúng làm việc nhờ những bộ gửi mạch năng lượng điện tử đưa các tín hiệu điều khiển vào stato theo trang bị tự với một tần số duy nhất định. Tổng thể góc xoay của rôto tương ứng với mốc giới hạn chuyển mạch, cũng tương tự chiều quay và tốc độ quay của rôto phụ thuộc vào vào thiết bị tự thay đổi và tần số đưa đổi.

Điều khiển full-step (wave drive – 1 phase on)

Cách điều khiển này solo giản, nhưng năng suất rất thấp, chỉ đạt 25% đối với Step Motor hình dạng unipolar, và 1/2 đối với hình dáng bipolar. Cho nên vì thế lực xoắn xinh ra vì chưng dạng điều khiển và tinh chỉnh này tương đối yếu.

*
Dạng xung điều khiển và tinh chỉnh full cách (phát xung 1 dây)Điều khiển full-step (two phase drive – 2 phase on)

Trong chế độ này, nhì cuộn dây sẽ được cấp tích điện đồng thời, cho công suất cao hơn nữa dạng sinh sống trên.

*
Dạng xung tinh chỉnh full cách (phát xung 2 dây)Điều khiển half-step (1 or 2 phase on)

Loại điều khiển và tinh chỉnh này kết hợp hai dạng bên trên lại. Hiệu quả là Step Motor có thể di đưa ở các góc có độ sắc nét gấp gấp đôi kiểu sinh hoạt trên.

*
Dạng xung tinh chỉnh và điều khiển nửa cách (phát xung 1 hoặc 2 dây)

Mô phỏng điều khiển và tinh chỉnh động cơ bước bằng arduino bên trên proteus

*
Arduino tinh chỉnh động cơ bước

Trên đây, memo.edu.vn GROUP đã chia sẻ cho các bạn về khái niệm, ưu điểm, phân loại, nguyên lý vận động và mô rộp về bộ động cơ bước (Step Motor, Stepper Motor, Stepping Motor). Công ty chúng tôi hy vọng rằng, với các thông tin kỹ năng và kiến thức được share phía trên sẽ giúp đỡ ích các bạn trong quy trình tìm hiểu, nghiên cứu, học hành và thao tác làm việc với động cơ bước. Xin cảm ơn!