Ang stepper motor ay walang brushless DC motor, na maaaring paikutin sa maliliit na anggulo, ang mga anggulong ito ay tinatawag na mga hakbang. Karaniwan ang stepper motor ay gumagamit ng 200 mga hakbang upang makumpleto ang 360 degree na pag-ikot, nangangahulugang paikutin nito ang 1.8 degree bawat hakbang. Ginamit ang stepper motor sa maraming mga aparato na nangangailangan ng tumpak na paggalaw ng pag-ikot tulad ng mga robot, antennas, hard drive atbp. Maaari nating paikutin ang stepper motor sa anumang partikular na anggulo sa pamamagitan ng pagbibigay nito ng wastong mga tagubilin.
Ang mga stepper motor ay karaniwang dalawang uri: Unipolar at Bipolar. Ang unipolar stepper motor sa pangkalahatan ay mayroong lima o anim na kawad, kung saan ang apat na wires ay isang dulo ng apat na stator coil, at ang iba pang dulo ng lahat ng apat na coil ay nakatali magkasama na kumakatawan sa ikalimang kawad, ito ay tinatawag na karaniwang wire (common point). Pangkalahatan mayroong dalawang karaniwang kawad, na nabuo sa pamamagitan ng pagkonekta sa isang dulo ng dalawang-dalawang likid tulad ng ipinakita sa ibabang pigura. Ang unipolar stepper motor ay napaka-pangkaraniwan at popular dahil sa kadalian ng paggamit nito.
Sa Bipolar stepper motor mayroon lamang apat na mga wire na lumalabas mula sa dalawang hanay ng mga coil, nangangahulugang walang karaniwang kawad.
Ang stepper motor ay binubuo ng isang stator at isang rotator. Kinakatawan ng Stator ang apat na electromagnet coil na mananatiling nakatigil sa paligid ng rotator, at ang rotator ay kumakatawan sa permanenteng magnet na umiikot. Tuwing ang mga coil ay pinalakas ng pag-apply ng kasalukuyang, ang electromagnetic field ay nilikha, na nagreresulta sa pag-ikot ng rotator (permanenteng magnet). Ang mga coil ay dapat palakasin sa isang partikular na pagkakasunud-sunod upang paikutin ang umiikot. Sa batayan ng "pagkakasunud-sunod" na ito maaari nating hatiin ang pamamaraan ng pagtatrabaho ng Unipolar stepper motor sa tatlong mga mode: Wave drive mode, full step drive mode at half step drive mode.
Wave drive mode: Sa mode na ito ang isang coil ay pinalakas sa bawat oras, lahat ng apat na coil ay sunud-sunod na pinalakas. Gumagawa ito ng mas kaunting metalikang kuwintas sa paghahambing sa mode ng Full step drive ngunit mas mababa ang pagkonsumo ng kuryente. Ang sumusunod ay ang talahanayan para sa paggawa ng mode na ito gamit ang microcontroller, nangangahulugan na kailangan naming bigyan ang Logic 1 sa mga coil sa sunud-sunod na pamamaraan.
|
Mga hakbang |
A |
B |
C |
D |
|
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
|
2 |
0 |
1 |
0 |
0 |
|
3 |
0 |
0 |
1 |
0 |
|
4 |
0 |
0 |
0 |
1 |
Mode ng Buong Drive: Sa ito, ang dalawang likaw ay pinalakas sa parehong oras na gumagawa ng mataas na metalikang kuwintas. Mas mataas ang pagkonsumo ng kuryente. Kailangan naming bigyan ang Logic 1 sa dalawang coil nang sabay, pagkatapos sa susunod na dalawang coil at iba pa.
|
Mga hakbang |
A |
B |
C |
D |
|
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
|
2 |
0 |
1 |
1 |
0 |
|
3 |
0 |
0 |
1 |
1 |
|
4 |
1 |
0 |
0 |
1 |
Half Drive mode: Sa mode na ito ang isa at dalawang coil ay pinalalakas na kahalili, nangangahulugang una ang isang coil ay pinalakas pagkatapos ng dalawang coil ay pinalakas pagkatapos ay muli ang isang coil ay pinalakas pagkatapos ay muling dalawa, at iba pa. Ito ay kumbinasyon ng buong at alon drive mode, at ginagamit upang madagdagan ang angular na pag-ikot ng motor.
|
Mga hakbang |
A |
B |
C |
D |
|
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
|
2 |
1 |
1 |
0 |
0 |
|
3 |
0 |
1 |
0 |
0 |
|
4 |
0 |
1 |
1 |
0 |
|
5 |
0 |
0 |
1 |
0 |
|
6 |
0 |
0 |
1 |
1 |
|
7 |
0 |
0 |
0 |
1 |
|
8 |
1 |
0 |
0 |
1 |
Pag-interfacing ng Stepper Motor na may 8051 Microcontroller
Ang pag-interface sa 8051 ay napakadali kailangan lamang nating ibigay ang 0 at 1 sa apat na mga wire ng stepper motor alinsunod sa mga talahanayan sa itaas depende sa kung aling mode ang nais naming patakbuhin ang stepper motor. At magpahinga ng dalawang mga wire ay dapat na konektado sa isang tamang 12v supply (depende sa stepper motor). Dito ginamit namin ang unipolar stepper motor. Nakakonekta namin ang apat na dulo ng mga coil sa unang apat na pin ng port 2 ng 8051 sa pamamagitan ng ULN2003A.
Ang 8051 ay hindi nagbibigay ng sapat na kasalukuyang upang himukin ang mga coil kaya kailangan naming gumamit ng isang kasalukuyang driver ng IC na ULN2003A. Ang ULN2003A ay ang hanay ng pitong mga pares ng transistor ng NPN Darlington. Ang pares ng Darlington ay itinayo sa pamamagitan ng pagkonekta ng dalawang bipolar transistors upang makamit ang mataas na kasalukuyang amplification. Sa ULN2003A, 7 mga pin ang mga input pin at 7 na pin ang mga output pin, dalawang pin para sa Vcc (power supply) at Ground. Narito ginagamit namin ang apat na input at apat na output pin. Maaari din naming gamitin ang L293D IC kapalit ng ULN2003A para sa kasalukuyang amplification.
Kailangan mong malaman ang apat na mga wire ng coil at dalawang karaniwang mga wire nang maingat kung hindi man ang motor ay hindi paikutin. Maaari mong malaman ito sa pamamagitan ng pagsukat ng paglaban gamit ang multimeter, ang multimeter ay hindi magpapakita ng anumang mga pagbasa sa pagitan ng mga wire ng dalawang mga phase. Ang karaniwang kawad at ang dalawa pang kawad sa parehong yugto ay dapat magpakita ng parehong paglaban, at ang dalawang dulo ng dalawang coil sa parehong yugto ay ipapakita ang dalawang beses na paglaban kumpara sa paglaban sa pagitan ng karaniwang point at isang end point.
Pag-troubleshoot
Kung ang iyong motor ay hindi umiikot O nanginginig ngunit hindi umiikot, dapat mong suriin ang sumusunod na checklist:
- Suriin muna ang mga koneksyon sa circuit at code.
- Kung ang circuit at code ay ok, pagkatapos suriin na ang stepper motor ay nakakakuha ng wastong supply boltahe (sa pangkalahatan 12v), kung hindi man ay nanginginig lamang ito ngunit hindi paikutin.
- Kung ang pagmamanupaktura ay mabuti, pagkatapos suriin ang apat na puntos ng pagtatapos ng coil na kung saan ay konektado sa ULN2003A. Hanapin muna ang dalawang karaniwang mga puntos ng pagtatapos at ikonekta ang mga ito sa 12v, pagkatapos ay ikonekta ang natitirang apat na mga wire sa ULN2003A at subukan ang bawat posibleng pagsasama hanggang sa magsimula ang motor. Kung hindi mo ikonekta ang mga ito sa tamang pagkakasunud-sunod ang motor ay nag-vibrate lamang sa halip na umiikot.
Narito ang code para sa Wave step mode at buong wave step mode, madali mong makakalkula ang halaga para sa PORT P2 para sa kalahating alon mode.