0701
Krokový motor - 1
23.10.2011

Tisk
V současné době jsou velice výhodně k dostání krokové motorky z různých příslušenství k výpočetní technice. Jak jsem mluvil se svými známými, nejsou tyto motorky běžně používané. Je to tím, že je nestačí připojit k napětí, ale je nutné „něco" ubastlit. Ale výhody těchto motorů převáží tuto drobnou komplikaci. Vysvětlení principu krokových motorů je na internetu spousta. Snad nejnázornější vysvětlení různých druhů je i s animací na stránkách robotika.cz.
Můj motor je výrobek švýcarské firmy SONCEBOZ, typ 6540. Tato firma už ho ve svém katalogu nemá, ale našel jsem na internetu katalogový list mechanicky stejných motorků od firmy SONCEBOZ. Ale elektrické parametry budou asi trochu jiné. Na těle motorku je napsáno 0,32A/Ph 24Ω. Výkon bude podle konstrukce 5W, stejný jako je uvedený v katalogu. Co tedy s ním?
Nejdřív trochu teorie. Motor se ovládá přes výkonový H můstek. V mém případě je to integrovaný obvod L298. Ten zajistí spínání jednotlivých cívek motoru. Jeho výstup je v každém případě nutné chránit proti komutačním špičkám záchytnými diodami, jak je ostatně uvedené v jeho katalogovém listu. Nyní podrobněji k jednotlivým vývodům tohoto obvodu.


Napájení obvodu je dvojí. Vývodem 9 se napájí logika obvodu (max. 7V) a pin 4 slouží pro napájení krokového motoru (max. 50V). Vývodem č. 8 je logika připojená na zem. Můstek krokových motorů má pro každou cívku samostatné připojení na nulový potenciál. Je to pin 1 a 15, vývody jsou označené jako SENSE. Uzemnění cívek je přes odpory RSA a RSB. Úbytkem na těchto odporech se může kontrolovat velikost procházejícího proudu vinutím. Nastavovací vývody EnA a EnB se používají při polovičním kroku motoru. Naposled jsem si nechal piny In1 a In2 pro jednu cívku a In3, In4 pro druhou. Průběhem na těchto vývodech se určuje směr otáčení a změnou frekvence rychlost otáčení motoru.
Aby se motor roztočil, musíme ho můstkem vhodně přepínat. Pro chod vpřed plným krokem je to posloupnost čtyřech kombinací.

In1 0 1 1 0
In2 1 0 0 1
In3 0 0 1 1
In4 1 1 0 0
EnA 1 1 1 1
EnB 1 1 1 1

Tato sekvence motor otočí o 360°. Ale pozor! jedná se o stupně elektrické. Pokud má například motor jeden krok 1.2°, je to ve skutečnosti 4,8° mechanických. Na vývodech EnA a EnB je stále napětí 5V (logická „1"). Na snímku z logického analyzátoru jsou vidět průběhy. Na posledních dvou řádcích jsou impulzy pro čítač otáček. Jedná se stále o elektrické úhly!

Vlastnosti krokového motoru ale lépe využijeme při polovičním kroku. To je posloupnost osmi kombinací. Mezi uvedené čtyři kombinace je vždy vsunuta jedna u které se nastavením pinů EnA nebo EnB do nuly vyřadí z funkce jedno vinutí tím, že se příslušný můstek uzavře. Tabulka pak vypadá následovně, X znamená, že vstup může mít libovolnou úroveň.

In1 0 X 1 1 1 X 0 0
In2 1 X 0 0 0 X 1 1
In3 0 0 0 X 1 1 1 X
In4 1 1 1 X 0 0 0 X
EnA 1 0 1 1 1 0 1 1
EnB 1 1 1 0 1 1 1 0

Na snímku obrazovky logického analyzátoru je vidět kombinace v řídících (In) a nastavovacích (En) impulzů.
V řádku 6 jsou opět impulzy po elektrických 90°. U řízení polovičním krokem není ale problém získat impulzy po 45°. Protože toto řízení otáček už může být použito v praxi, následuje výpis řídícího programu v Basicu pro procesory PICAXE.

In1 In2 In3 In4 EnA EnB imp 360°
0 1 0 1 1 0 1 0
V tabulce jsou významy jednotlivých bitů v nastavení bytu výstupů. V deklaraci je proměnná b0. Ta je nastavená na hodnotu 1. To znamená, že se stavy mění po jedné milisekundě. Její změnou se mění rychlost otáčení.


Připadá mi, že tato délka impulzu je pro použitý motorek optimální. Na malém videu můžete vidět rychlost otáčení a velice přesné zastavení motorku. I po jeho zastavení jsou cívky pod napětím a tak se motor na požadovaném místě spolehlivě zastaví.
Tady bych se chtěl omluvit za kvalitu použitých klipů. Dělám je na tuto kapesní kameru kterou používám jako zápisník. Myslím, že pro ilustraci tyto klipy stačí. Protože mám problém s videem v kombinaci Joomla a Win7, dal jsem klipy na You Tube. Jejich použití na stránkách je bez problémů. Video z fotoaparátu (formát MOV) je ještě horší kvality. Musím je totiž převést do formátu AVI a ten si potom převede You Tube do svého formátu.>