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Eletrônica de

Potência

Motores de Passo



Introdução:




De forma resumida um motor de passo é um tipo de motor elétrico, especialmente projetado e que é usado quando algo tem que ser posicionado muito precisamente ou rotacionado em um ângulo exato, requisito muito comum na industria e nos dispositivos científicos em geral, a precisão pode chegar em alguns casos a milésimos de grau.
 
O motor de passo possui um imã muito forte e é controlado por uma série de campos eletromagnéticos que são ativados e desativados eletronicamente, esses campos são produzidos por bobinas instaladas em torno do rotor.
 
O controle computadorizado de motores de passo é uma das formas mais versáteis de sistemas de posicionamento, particulamente quando digitalmente controlado.
 
Cada vez que uma bobina é acionada gera um campo eletromagnético que atrai o "rotor" fazendo com que se movimente, o movimento depende da "distancia" entre cada bobina, essa distancia é dada em graus, por exemplo 1,8° por passo, isso significa, cada vez que uma bobina for energizada o motor ira girar 1,8°, assim acionando seqüencialmente as bobinas poderemos alcançar o movimento desejado ou a posição desejada, para dar uma volta em um motor de 1,8° são necessarios 200 passos, pois 200 x1,8° = 360°, quanto mais rapido for o acionamento mais rapido o motor gira.
 

Tipos Basicos:


Motores de passo unipolares: são caracterizados por possuírem um "fio" (center-tape) entre o enrolamento de suas bobinas. Normalmente utiliza--se este center-tape para alimentar o motor, que é controlado aterrando-se as extremidades dos enrolamentos.

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Motores bipolares: Não possui center-tape como os unipolares mas exigem circuitos mais complexos. A grande vantagem em se usar os bipolares é prover maior torque Fisicamente os motores têm enrolamentos separados, sendo necessário uma polarização reversa durante a operação para o passo acontecer. Em seguida vemos uma ilustração do motor bipolar.

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Funcionamento:


Para o funcionamento de um motor de passo, é necessário que sua alimentação seja feita de forma seqüencial e repetida de acordo com a necessidade, para isso é necessário ligá-lo em um circuito que realize tal seqüência.

Existem três tipos de seqüência:

Passo completo: ocorre energizando uma bobina por vez (1) seqüencialmente, ou duas de cada vez (2) cada passo correspondera a especificação do motor independente do acionamento duplo Exemplo: 1,8° a vantagem do acionamento duplo é o aumento do torque do motor.

Passo Completo Motor Unipolar (1).


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N° do Passo B1 B2 B3 B4
1 1 0 0 0
2 0 1 0 0
3 0 0 1 0
4 0 0 0 1








Passo Completo Motor Unipolar (2).


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N° do Passo B1 B2 B3 B4
1 1 1 0 0
2 0 1 1 0
3 0 0 1 1
4 1 0 0 1






Meio passo: 


Ocorre quando energizamos uma bobina e depois duas, desta maneira o passo terá a metade do passo do motor, ou seja, se o motor é de 1,8° por passo usando o acionamento de meio passo ele terá o passo de 0,9°. ;


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N° do Passo B1 B2 B3 B4
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

Micro passo:


Não muito divulgado entre os desenvolvedores "caseiros" pela sua dificuldade de implementação elevada o micro passo ocorre ao controlar a corrente em cada bobina, podendo assim efetuar passos dezenas ou até centenas de vezes menores que os acionamentos comuns, sendo utilizados quando se necessita de alta precisão, é muito comum na industria e no meio científico.

Sentido:

 O sentido do moviemtno  é dado exclusivamente pela seqüencia de acionamento das bobinas, bastando inverte-la, para inverter o sentido de horario para anti-horario veja os exemplos:

Passo Completo Horário


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N° do Passo B1 B2 B3 B4
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
 

Passo Completo Anti Horário

 

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N° do Passo B1 B2 B3 B4
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



Acionamento:

O acionamento pode ser feito através de um circuito de potencia utilizando transistores como segue abaixo, os componentes (resistores, transistores. diodos) deverão ser escolhidos de acordo com as especificações do motor (corrente, tensão..) e do circuito de logica ( TTL, CMOS...).
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O circuito de acionamento possui quatro saídas correspondentes as bobinas, que serão acionadas de acordo com a seqüência, o circuito poderá ser modificado de acordo com a necessidade, pode ser utilizado com a porta paralela(não muito comum atualmente mas otima para aprendizado), Microcontroladores e CI's de lógica Digital, apenas tomando cuidado para não ultrapassar a corrente projetada do circuito.