ĆW 2. Zestaw edukacyjny Basic Stamp 2 -

- Sterowanie silnikiem krokowym

1. Wprowadzenie

Silniki krokowe wymagają specyficznego sterowania sygnałami prądowymi w celu uzyskania odpowiedniej komutacji pola elektrycznego utrzymującego rotor w określonym położeniu. Silnik krokowy wykonuje obrót o konkretny przyrost kątowy pod wpływem impulsów elektrycznych podawanych w odpowiedniej kolejności. Obroty silnika są związane bezpośrednio z podawanymi impulsami, prędkość obrotowa zależy od częstotliwości impulsów, a kierunek od kolejności sekwencji impulsów podawanych na fazy silnika.

2. Sterowanie silnikiem krokowym

W ćwiczeniu wykorzystany będzie silnik unipolarny dwufazowy. Posiada on pięć wyprowadzeń. Cztery z nich to są końce uzwojeń, natomiast piąte jest zaciskiem wspólnym drugich końców wszystkich uzwojeń.

Prądy w uzwojeniach silnika są kluczowane przez tranzystory zawarte w układzie scalonym ULN2003 (budowę wewnętrzną można znaleźć w dokumentacji). Schemat układu przedstawia poniższy rysunek.

Podanie stanu logicznego `1' na wejście Px (x=0..3) powoduje załączenie odpowiedniego tranzystora wyjściowego i przepływ prądu w danym uzwojeniu silnika Lx.

1. Rodzaje kroku i algorytmy komutacji.

Najpowszechniejsze rodzaje sterowania to:

-falowe,

-pełnokrokowe,

-półkrokowe ,

-mikrokrokowe.

W sterowaniu falowym inaczej zwanym jednofazowym w danym momencie zasilana jest jedna faza.

		Sekwencje kroków
				1	2	3	4	5
	Uzwojenie	L0	1	0	0	0	1
		L1	0	1	0	0	0
		L2	0	0	1	0	0
		L3	0	0	0	1	0

W sterowaniu dwufazowym inaczej pełnokrokowym w każdej chwili czasu zasilane są dwie fazy

		Sekwencje kroków
				1	2	3	4	5
	Uzwojenie	L0	1	1	0	0	1
		L1	0	1	1	0	0
		L2	0	0	1	1	0
		L3	1	0	0	1	1

Wynikiem tego rodzaju sterowania są takie same ruchy jak przy sterowaniu jednofazowym z tym, że pozycja wirnika jest przesunięta o pół kroku.

Sterowanie półkrokowe jest kombinacją sterowania dwufazowego i jednofazowego. Co drugi krok jest zasilana tylko jedna faza, a w pozostałych krokach dwie fazy.

		Sekwencje kroków
				1	2	3	4	5	6	7	8	9
	Uzwojenie	L0	1	1	0	0	0	0	0	1	1
		L1	0	1	1	1	0	0	0	0	0
		L2	0	0	0	1	1	1	0	0	0
		L3	0	0	0	0	0	1	1	1	0

3. Przebieg ćwiczenia

1. Program sterowania silnikiem krokowym

Należy napisać i uruchomić program sterowania silnikiem krokowym. Początkowo należy podłączyć do wyjść portu diody LED, na których należy zaobserwować działanie algorytmu sterowania falowego (stosując znaczne opóźnienia w programie).

Następnie rozszerzyć program o komunikację poprzez łącze szeregowe. Silnik ma wykonywać zadaną z terminala liczbę kroków.

Podłączyć moduł silnika krokowego do płytki Basic Stamp i sprawdzić poprawność działania.

4. Literatura

1. http://www.wobit.com.pl/download/pdf/silniki/podstawowe%20informacje.pdf

GND

D3

R3

R2

D2

R1

D1

R0

D0

P3

P2

P1

P0

Vss

Silnik krokowy

ULN2003

P3

P2

P1

P0

V_IN (+12V)

V_SS

Mikrokontroler

L0

L1

L2

L3

---