מנוע צעד הוא מנוע DC ללא מברשות, שניתן לסובב אותו בזוויות קטנות, זוויות אלה נקראות צעדים. בדרך כלל מנוע צעד משתמש ב 200 צעדים להשלמת סיבוב של 360 מעלות, פירושו שהוא מסתובב ב -1.8 מעלות לכל צעד. מנוע צעד המשמש במכשירים רבים הזקוקים לתנועה סיבובית מדויקת כמו רובוטים, אנטנות, כוננים קשיחים וכו '. אנו יכולים לסובב את מנוע הצעד לכל זווית מסוימת על ידי מתן הוראות נכונות.
מנועי צעד הם בעצם שני סוגים: חד קוטבי ו דו קוטבי. מנוע צעד חד קוטבי כולל בדרך כלל חמישה או שישה חוטים, בהם ארבעה חוטים הם קצה אחד של ארבעה סלילי סטטור, וקצה אחר של כל ארבעת הסלילים נקשר יחד המייצג את החוט החמישי, זה נקרא חוט משותף (נקודה משותפת). בדרך כלל ישנם שני חוטים משותפים, שנוצרו על ידי חיבור קצה אחד של סלילי שניים ושניים, כפי שמוצג באיור להלן. מנוע צעד חד קוטבי נפוץ ופופולרי מאוד בגלל קלות השימוש בו.
בשנת צעד Bipolar מנוע יש רק ארבעה חוטים יוצאים מן שתי מערכות סלילים, כלומר אין חוט משותף.
מנוע צעד מורכב מסטטור ומסובב. הסטטור מייצג את ארבעת סלילי האלקטרומגנט שנותרים נייחים סביב הרוטור, והסיבוב מייצג מגנט קבוע המסתובב. בכל פעם שהסלילים מפעילים אנרגיה באמצעות הפעלת הזרם, נוצר השדה האלקטרומגנטי, וכתוצאה מכך מסתובב הרוטטור (מגנט קבוע). יש להפעיל את הסלילים ברצף מסוים כדי לגרום לסיבוב לסובב. על בסיס "רצף" זה אנו יכולים לחלק את שיטת העבודה של מנוע צעד חד קוטבי לשלושה מצבים: מצב כונן גל, מצב כונן צעד צעד ומצב נסיעה חצי צעד.
מצב כונן גל: במצב זה סליל אחד מואץ בכל פעם, כל ארבעת הסלילים מונעים בזה אחר זה. הוא מייצר פחות מומנט בהשוואה למצב כונן שלבים מלא אך צריכת החשמל פחותה. להלן הטבלה להפקת מצב זה באמצעות מיקרו-בקר, פירוש הדבר שעלינו לתת לוגיקה 1 לסלילים באופן רציף.
|
צעדים |
א |
ב |
ג |
ד |
|
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
|
2 |
0 |
1 |
0 |
0 |
|
3 |
0 |
0 |
1 |
0 |
|
4 |
0 |
0 |
0 |
1 |
מצב כונן מלא: בכך שני סלילים מונעים בו זמנית ומייצרים מומנט גבוה. צריכת החשמל גבוהה יותר. עלינו לתת לוגיקה 1 לשני סלילים בו זמנית, ואז לשני הסלילים הבאים וכן הלאה.
|
צעדים |
א |
ב |
ג |
ד |
|
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
|
2 |
0 |
1 |
1 |
0 |
|
3 |
0 |
0 |
1 |
1 |
|
4 |
1 |
0 |
0 |
1 |
מצב חצי כונן: במצב זה סלילים אחד ושני ממריצים לחילופין, פירושו של דבר הוא שסליל אחד מונע ואז שני סלילים מונעים ואז שוב סליל אחד מונע ואז שוב שניים, וכן הלאה. זהו שילוב של מצב כונן מלא וגל, ומשמש להגברת הסיבוב הזוויתי של המנוע.
|
צעדים |
א |
ב |
ג |
ד |
|
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 |
מנוע צעד משולב עם מיקרו-בקר 8051
ממשק עם 8051 קל מאוד עלינו רק לתת את ה- 0 וה -1 לארבעת החוטים של מנוע הצעד בהתאם לטבלאות שלעיל, תלוי באיזה מצב נרצה להפעיל את מנוע הצעד. ולנוח יש לחבר שני חוטים לאספקת 12 וולט ראויה (תלוי במנוע הצעד). כאן השתמשנו במנוע הצעד החד קוטבי. חיברנו ארבעה קצוות של הסלילים לארבעת הפינים הראשונים של יציאה 2 של 8051 דרך ULN2003A.
8051 אינו מספק מספיק זרם להפעלת הסלילים ולכן עלינו להשתמש ב- IC הנוכחי של הנהג ULN2003A. ULN2003A הוא המערך של שבעה זוגות טרנזיסטורים דרלינגטון NPN. זוג דרלינגטון נבנה על ידי חיבור שני טרנזיסטורים דו-קוטביים כדי להשיג הגברה של זרם גבוה. ב- ULN2003A, 7 פינים הם סיכות קלט ו -7 פינים הם סיכות יציאה, שני סיכות מיועדות ל- Vcc (ספק כוח) ולאדמה. כאן אנו משתמשים בארבעה קלט וארבעה סיכות פלט. אנו יכולים גם להשתמש ב- L293D IC במקום ULN2003A לצורך הגברה נוכחית.
עליך לברר ארבעה חוטי סליל ושני חוטים נפוצים בזהירות רבה אחרת המנוע לא יסתובב. אתה יכול לגלות את זה על ידי מדידת התנגדות באמצעות מודד, ומולטימטר לא יראה קריאות בין החוטים בשני שלבים. חוט משותף ושני החוטים האחרים באותו שלב צריכים להראות את אותה התנגדות, ושתי נקודות הקצה של שני הסלילים באותו שלב יציגו את ההתנגדות הכפולה לעומת התנגדות בין נקודה משותפת לנקודת סיום אחת.
פתרון תקלות
אם המנוע שלך אינו מסתובב או רוטט אך אינו מסתובב, עליך לבדוק את רשימת הבדיקה הבאה:
- ראשית בדוק את חיבורי המעגל והקוד.
- אם המעגל והקוד תקינים, בדוק שמנוע הצעד מקבל מתח אספקה תקין (בדרך כלל 12 וולט), אחרת הוא פשוט רוטט אך לא מסתובב.
- אם האספקה בסדר, בדוק את ארבע נקודות הסיום של הסליל המחוברות ל- ULN2003A. ראשית מצא את שתי נקודות הקצה הנפוצות וחבר אותן ל- 12v, ואז חבר את ארבעת החוטים הנותרים ל- ULN2003A ונסה כל שילוב אפשרי עד שהמנוע יתחיל. אם לא תחבר אותם לפי הסדר הנכון, המנוע פשוט רוטט במקום להסתובב.
הנה הקוד למצב של צעד גל ומצב צעד של גל מלא, אתה יכול לחשב בקלות את הערך עבור PORT P2 למצב חצי גל.