آیا گوش دادن به صدای اعصاب خرد کن استپر موتورها وقتی که چاپ 3 بعدی انجام می‌دهند لذت بخش نیست؟ خب، نه واقعا! اما چرا ما از آنها استفاده می‌کنیم؟ منظورم این است که یک موتور برس DC هم می‌چرخد و هم بسیار کم صداتر است. بنابراین در این ویدیو ما به دنبال یافتن پاسخ این سوال هستیم به شما نشان خواهم داد که یک استپر موتور مدرن چگونه کار می‌کند و کنترل آن با و بدون میکروکنترلر چقدر راحت است. بیایید شروع کنیم!

ابتدا اجازه دهید داخل استپر موتور را که از یک چاپگر سه بعدی قدیمی جدا شده است، بررسی کنیم. با باز کردن چهار پیچ پشتی و وارد کردن کمی نیرو من قسمت پشتی را جدا می‌کنم که ساختار نسبتاً شناخته شده یک موتور پله ای سنکرون هیبریدی نمایان می‌شود. مدل‌های آهنربای دائمی و مقاومت مغناطیسی متغیر وجود دارد. اما از آنجایی که مدل های هیبریدی مزایای بیشتری دارند و امروزه رایج تر هستند، اجازه دهید روی آن ها تمرکز کنیم روتور قابل جابجایی آن از چهار آهنربای دائمی با قطبیت متناوب تشکیل شده است با یک قطب شمال و جنوب با هم از یک Pole Shoe که دقیقاً 50 دندانه در هر چرخ دنده دارد. اما دندانه‌های چرخ‌دنده‌های یک Pole Shoe کاملاً در یک راستا قرار ندارند میان آنها کمی انحراف وجود دارد. یعنی اگر از روبرو نگاه کنیم، می‌توانیم دندانه‌های مغناطیسی شمال - جنوب، شمال - جنوب را ببینیم. این داده های استپر موتور نیز چنین دندانه هایی دارد اما آنها هنوز مغناطیسی نشده‌اند.

برای انجام این کار، موتور از هشت سیم پیچ جدا شده از هم تشکیل شده است اما از آنجایی که ما فقط چهار سیم داریم که با آنها کار کنیم، آنها اساساً فقط دو سیم پیچ هستند که پخش شده اند با داشتن یک مولتی متر، در سیم پیچ قبلی، من سیم قرمز را با آبی و سیم مشکی را سیم سبز در نظر می‌گیرم. و با تغییر در منبع تغذیه، تشخیص اینکه کدام جفت سیم پیچ در کجای داخل مدل قرار دارد بسیار آسان است. و در حالی که سیم پیچ های مخالف همان قطبیت مغناطیسی را ایجاد می کنند دوتای دیگر قطبیت مغناطیسی معکوس را ایجاد می کنند اکنون با در نظر گرفتن این اطلاعات، بیایید آزمایش کنیم و بفهمیم که این موتور چگونه کار می کند ابتدا مشکی را به VCC و سبز را به زمین وصل می کنم که قطب جنوب را در صفر درجه ایجاد می کند این باعث جذب دندان های قطب شمال می شود که اکنون با قطب جنوب هم تراز شده اند در مرحله بعد سیم آبی به VCC و سیم قرمز به زمین وصل می‌شود. اکنون یک قطب شمال در 45 درجه داریم که دندانه های قطبی شده جنوبی آن را دنبال می‌کنند. سپس سبز را به VCC و سیاه را به زمین وصل می کنیم این بار قطب جنوب در 90 درجه تشکیل می شود. دوباره دندان های پلاریزه معکوس دنبال می کنند و می توانیم به مرحله آخر برویم با اتصال قرمز به VCC و آبی به زمین برای ایجاد یک قطب شمال در 135 درجه که دندانه ها بار دیگر پیروی می کنند با این چهار مرحله یک دندانه دقیقا به محل دندانه بعدی حرکت می کند و اگر 50 دندانه را در چهار مرحله ضرب کنیم در هر چرخش مجموعاً 200 گام بدست می آید. که در واقع منطقی است زیرا روی برچسب محصول گفته شده است که زاویه گام 1/8 درجه می‌باشد که برابر است با 360 درجه در هر چرخش تقسیم بر 200 گام اما از آنجا که روشن کردن هر سیم پیچ به صورت مکانیکی غیرعملی است،

ما به یک درایور استپ موتور نیاز داریم برای آن، من یک مسیر باقیمانده اما کاربردی ایجاد کردم که شامل کانال خارجی و چهار ماسفت کانال p برای تشکیل 2 پل H است. یک پل H اساساً می تواند با روشن کردن ماسفت های بالا سمت چپ و پایین سمت راست یا ماسفت های بالا سمت راست و پایین سمت چپ، جریان را در هر دو جهت از سیم پیچ عبور دهد. بعد از اتصال موتور و ایجاد چند خط کد ساده چهار مرحله بارها و بارها تکرار می شود که باعث چرخش روتور می شود عالی است و چون دقیقا می توانم کنترل کنم که روتور چند مرحله باید انجام دهد، این استپر موتور برای کاربردهای مکانی مانند چاپگرهای سه بعدی مناسب است مزیت دیگر این است که زمانی که جریان از طریق سیم پیچ ها به صورت یک طرفه می گذرد روتور نمی چرخد و موقعیت خود را ثابت نگه می دارد (که اصطلاحاً به آن گشتاور نگه دارنده گفته می شود) که گاهی بر روی برچسب محصول به همراه جریان مورد نیاز سیم پیچ آورده می شود اما بیایید مجددا به سیم کشی درایور من برگردیم چیزی که من در اینجا استفاده کرده ام به اصطلاح محرک موجی نامیده می شود. که در آن فقط یک سیم پیچ فعال است همچنین حرکت تمام گام وجود دارد که در آن هر دو سیم پیچ فعال هستند و بنابراین گشتاور بالاتری ایجاد می کنند بعدی حرکت نیم مرحله ای است که تمام حالت های قبلی را ترکیب می کند و بدین ترتیب تعداد را از 200 قدم به 400 قدم در هر چرخش افزایش می دهد. به همین ترتیب به صورت یک چهارم گام، یک هشتم گام، یک شانزدهم گام و غیره ادامه پیدا می کند. که به میکرواستپینگ نیز معروف است اما برای پیاده سازی آن نمی خواهیم از یک ولتاژ ثابت برای سیم پیچ های خود استفاده کنیم مثل کاری که من در اینجا با درایور خود انجام دادم. در عوض، ما به یک جریان ثابت نیاز داریم که می توانیم قدرت آن را برای ایجاد مراحل مختلف تغییر دهیم یک راه حل آسان برای این مشکل این آی سی میکرو استپینگ A4988 است که در واقع یک پل h پیشرفته تر است.

من پین های راه اندازی را مانند آنچه در این شماتیک نشان داده شده است وصل کردم پین های MS را به 5 ولت وصل کرده تا وارد حالت 1/16 گام شویم منبع برق 12 فوتی خود را وصل کردم و در نهایت موتور، که هنوز هیچ کاری انجام نمی دهد چیزی که وجود ندارد مداری است که یک موج مربعی با فرکانس متغیر ایجاد کند. مانند این مدار تایمر 555  با اتصال خروجی ها به پایه استپ، موتور یک پله می چرخد، زمانی که موج خارج از مربع از کم به زیاد تغییر می کند. و اگر به ولتاژ و جریان یک سیم پیچ نگاهی بیندازیم، می بینیم که ولتاژ قطع شده یک جریان ثابت متغیر ایجاد می کند که در نهایت یک شکل سینوسی ایجاد می کند در این مرحله همه چیز خوب کار می کند و مزایای میکرواستپینگ کاملاً آشکار است نه تنها حرکت چرخش بسیار نرم تر است، بلکه صدای موتور نیز به شدت کاهش یافته است در حال حاضر شما چیزهای زیادی در مورد استپر موتورهایاد گرفته اید امیدوارم این ویدئو را دوست داشته باشید