Elektrimasin, mis muundab elektrienergiat mehaaniliseks energiaks nimetatakse elektrimootoriks. Esimene ja peamine elektrimootor on lihtne elektrostaatiline seade, mille Šoti munk Andrew Gordon lõi 1740. aastatel. Kuid 1821. aastal näitas Michael Faraday elektrienergia muundamist mehaaniliseks energiaks.
Elektrimootorid liigitatakse peamiselt kahte kategooriasse: vahelduvvoolumootorid ja Alalisvoolumootorid . Jällegi on iga kategooria jagatud mitmeks tüübiks. Paljud koormad, nagu segisti, veski, ventilaatorid jne, on kõige sagedamini kasutatavad kodumasinad, millest võime leida erinevat tüüpi mootoreid ja mida saab mootorite kiiruse reguleerimise abil töötada erineva kiirusega. Selles artiklis käsitleme ühte peamist tüüpi alalisvoolumootorite tüüpi, nimelt Sammmootor ja selle juhtimine kasutades mikrokontrollerit.
Samm-mootor
Sünkroonne ja harjadeta alalisvoolumootor mis muundab elektrilised impulsid mehaanilisteks liikumisteks ja seega pöörleb sammude kaupa teatud nurga all iga astme vahel, et täielik pöörlemine lõpule viia, nimetatakse samm-mootoriks. Astmemootori pöörlemissammude vahelist nurka nimetatakse mootori sammunurgaks.
Samm-mootor
Stepper-mootorid liigitatakse nende mähise järgi kahte tüüpi: Unipolar Stepper Motor ja Bipolar Stepper Motor. Ühepolaarset samm-mootorit kasutatakse paljudes rakendustes sageli tänu oma töömugavusele võrreldes bipolaarse samm-mootoriga. Kuid on erinevaid astmemootoreid, näiteks püsimagnetiga samm-mootor, muutuva reluktantsiga samm-mootor ja hübriid-samm-mootor.
Samm-mootori juhtimine
Samm-mootorit saab juhtida erinevate tehnikatega, kuid siin käsitleme samm-mootori juhtimist, kasutades Atmega mikrokontroller . 89C51 on seadme mikrokontroller 8051 mikrokontrollerite perekond .
Stepper-mootori juhtimise plokkskeem
8051 mikrokontrollerit kasutava samm-mootori juhtimise plokkskeem on näidatud joonisel koos toiteallikas , mikrokontroller, samm-mootor ja juhtlüliti plokid.
2 meetodit samm-mootori juhtimisahela kujundamiseks
Sammmootori kontroller on konstrueeritud kasutades 8051 mikrokontrollerit ja lülitusahelat samm-mootori kiiruse reguleerimiseks. Juhtlüliti vooluahela saab kujundada kasutades transistori lülitid või kasutades transistoride asemel samm-mootori kontrollerit IC, näiteks ULN2003.
1. Juhtige vooluringi samm-mootori kontrolleri IC abil
Ühepoolset samm-mootorit saab pöörata staatori mähiste järjestikuse pinge abil. Nende pingesignaalide järjestus, mis rakendatakse üle mootori mähiste või juhtmete, on mootori juhtimiseks piisav ja seega pole staatori mähistes oleva voolu suuna juhtimiseks vaja ühtegi juhtsüsteemi.
Samm-mootori juhtimine IC abil
Kahefaasiline samm-mootor koosneb neljast otsaga, mis on ühendatud mähistega, ja kahest ühisest juhtmest, mis on ühendatud kahe otsajuhtmega, moodustades kaks faasi. Kahe faasi ühised punktid ja lõpp-punktid on ühendatud vastavalt maapinnaga või Vcc ja mikrokontrolleri tihvtidega. Mootori pööramiseks tuleb pingutada kahe faasi lõpp-punktid. Peamiselt rakendatakse pinget faasi1 esimesele lõpp-punktile ja täiendavat pinget faasi2 esimesele lõpp-punktile jne.
Sammmootorit saab kasutada erinevates režiimides, nagu näiteks Wave Drive'i režiim, Full Drive'i režiim ja Half Drive'i režiim.
Lainete juhtimise režiim
Ülaltoodud järjestust korrates saab mootorit pöörata laineülekande režiimis kas päripäeva või vastupäeva, lähtudes lõpp-punktide valikust. Allpool olev tabel näitab signaali faaside järjestust laineülekande astmelise režiimi jaoks.
Lainete juhtimise režiim
Täisajami samm-režiim
Erineva faasi kahe lõpp-punkti pingestamine saavutab samaaegselt täisajami-samm-režiimi. Tabel näitab signaali faaside järjestust täisajami režiimis.
Täisajami samm-režiim
Half Drive'i samm-režiim
Lainete ja täisajami-samm-režiimide sammude kombinatsiooniga saavutatakse pool-sõidu-samm-režiim. Seega jagatakse selles režiimis astumisnurk pooleks. Tabel näitab signaali faasijärjestust pooleldi sõidu samm-režiimis.
Half Drive'i samm-režiim
Üldiselt sõltub sammunurk samm-mootori eraldusvõimest. Thepsi suurus ja pöörlemissuund on otseselt proportsionaalsed sisendjärjestuse arvu ja järjekorraga. Võlli pöörlemiskiirus sõltub sisendjärjestuse sagedusest. Pöördemoment ja korraga magnetiseeritud magnetite arv on proportsionaalsed.
Sammmootor nõuab 60mA voolu, kuid Atmega mikrokontrolleri AT89C51 maksimaalne voolutugevus on 50mA. Niisiis, samm-mootori-kontrollerit IC kasutatakse signaalide edastamiseks samm-mootori ja mikrokontrolleri ühendamiseks.
2. Juhtlüliti ahel transistoride abil
Vooluallika vooluahelasse saab anda, vähendades pinget 230 V-lt 7,5 V-le, kasutades astmelist trafot, ja seejärel alaldamine dioodidega sillalaldi abil . See alaldatud väljund juhitakse filtri kondensaatorisse ja juhitakse seejärel läbi pinge regulaatori. 5 V reguleeritud väljund saadakse pinge regulaatorist. Lähtestustihvt9 on ühendatud kondensaatori ja takisti vahele.
Transistori abil samm-mootori juhtimisahel
Üldiselt koosneb samm-mootor neljast rullist, nagu joonisel näidatud. Niisiis, mootori juhtimiseks on vaja nelja mootori-juhi vooluahelat. Selle asemel, et mootori juhtimiseks kasutada samm-mootori kontroller IC-d, on mikrokontrolleri vastavalt 21, 22, 23 ja 24 tihvtil ühendatud juhtringina neli transistorit.
Kui transistorid alustavad juhtivust, tekib pooli ümber magnetväli, mis põhjustab mootori pöörlemist. Samm-mootori kiirus on otseselt proportsionaalne sisendi impulsi sagedusega. Kristall-ostsillaator on ühendatud tihvtidega 18 ja 19, et tagada mikrokontrolleri taktsagedus umbes 11,019MHz.
Mis tahes käsu täitmisaega saab arvutada järgmise valemi abil
Aeg = ((C * 12)) / f
Kus C = tsükli number
Ja F = kristalli sagedus
Üks rakenduspõhine vooluring, mis kasutab päikesepaneeli pööramiseks samm-mootorit, on kirjeldatud allpool.
Samm-mootori juhtimine programmeeritud mikrokontrolleri 8051 abil
Päikesepaneelide päikesepaneelide projekt on mõeldud maksimaalse energiakoguse saamiseks päikesepaneeli automaatse reguleerimise teel. Selles projektis on samm-mootor, mida juhib 8051 perekonna programmeeritud mikrokontroller, päikesepaneeliga, et hoida päikesepaneelide nägu alati päikesega risti.
Samm-mootori juhtimine mikrokontrolleri abil, autor Edgefxkits.com
The programmeeritud mikrokontroller genereerib samm-mootorile päikesepaneeli pööramiseks korrapäraste ajavahemike järel astmelisi impulsse. Juhi IC-d kasutatakse samm-mootori juhtimiseks, kuna kontroller ei suuda tagada mootori võimsuse nõudeid.
Palun jätke oma ettepanekud, tagasiside ja päringud, postitades kommentaarid allpool olevasse kommentaaride jaotisesse. Anname endast parima, et aidata teil seda artiklit tehniliselt ja elektri- ja elektroonikaprojektide arendamine samm-mootori abil.
