درایور استپر موتور یا درایو راه انداز موتور پله ای چیست ؟

درایور استپ موتور دیتای برد کنترلر را می گیرد و آن را تبدیل به پالس برای حرکت استپ موتور می کند و پالس ها را به استپ موتور انتقال می دهد. درایور استپ موتور در حقیقت راه انداز و یا فرمانده استپ موتور است که به موتور فرمان حرکت دقیق می دهد.

چرا ما برای کنترل استپ موتور به ماژول درایور نیاز داریم ؟

بیشتر موتورهای پله ای فقط با کمک ماژول درایور کار می کنند. به این دلیل است که ماژول کنترلر (میکروکنترلر / مدار دیجیتال) قادر به تأمین جریان کافی از پین های I / O خود برای عملکرد موتور نخواهد بود. بنابراین ما از یک ماژول خارجی به عنوان درایور موتور پله ای استفاده خواهیم کرد. انواع مختلفی از ماژول درایور وجود دارد. حالا شما اطلاعات کافی برای کنترل هر موتور پله ای که برای آن نیاز دارید دارید.

پاسخ به یک پرسش: برای استپ موتور درایور آماده بخریم یا خودمان آن را بسازیم ؟

 استپ موتورها قیمت مناسبی دارند. یعنی اگر بخواهید یک پروژه کنترل موقعیت را با یک موتور DC انکودر دار یا یک موتور AC اینورتر دار یا یک سرو AC انجام دهید همه این ها در مقایسه با پروژه ای که با استپ موتور و درایور انجام میشود قطعا هزینه استپ موتور و درایور هزینه مناسب تری خواهد بود و در تیراژ برای دستگاه هایی که قرار است در تعداد زیاد تولید شود قطعا هزینه تمام شده موتور خیلی مناسب تر خواهد بود. بعضی افراد در پروژه هایی که تعداد مصرف موتور زیاد است درایور را خودشان میسازند و این امکان وجود دارد البته ما این پیشنهاد را نمیدهیم که برای پروژه هایی با تعداد پایین خودتان درایور استپ موتور بسازید، چون سعی و خطا برای ساخت درایور استپ موتور و هزینه های طراحی و سعی و خطا انقدر زیاد است که برای تعداد کم به صرفه نیست و اگر پروژه ای دارید که حداقل 100 استپ موتور در آن استفاده میشود میتوان به این گزینه فکر کرد در غیر این صورت پیشنهاد داده میشود که از درایورهای استاندارد موجود در بازار استفاده شود.

میکرواستپ در درایور استپ موتور به چه معناست ؟

گام پیش فرض استپ موتورها به طور عمومی یا 1.8 درجه است (دو فازها)، یا 1.2 درجه (سه فازها) و یا 0.75 درجه (پنج فازها) و این به این معنی است که با ولتاژدهی فاز بعدی نسبت به فاز قبلی، این گام توسط استپ موتور طی خواهد شد.

میکرواستپ در درایور استپ موتور چگونه عمل می کند ؟

درایورهای میکرواستپ بجای آنکه ولتاژ را به صورت صفر و یک به فازهای متوالی موتور تحویل دهند، آن را تقسیم نموده و به عنوان مثال در میکرواستپ با تقسیمات  16، در مرحله اول 1/16 ولتاژ را به فاز اول و 15/16 آن را به فاز دوم تحویل می دهند. در مرحله دوم 2/16 را به فاز اول و 14/16 را به فاز دوم. و به این ترتیب رزولوشن حرکت موتور را ریزتر و دقیق تر می کنند.

چه تأثیری دارد ؟

این امر باعث می شود دقت حرکت استپ موتور بالا رفته و در عین حال لرزش استپ موتور به مقدار زیادی کنترل شود.

چه معایبی دارد ؟

در میکرو استپ های بالا، باعث کاهش گشتاور موتور شده و احتمال گم کردن پالس نیز زیاد می شود.

کنترل کننده موتور :

یک کنترل کننده موتور یک دستگاه الکترونیکی است (معمولا به شکل یه مدار بدون پوشش و محفظه است) که به عنوان یک دستگاه واسطه بین میکروکنترلر، یک منبع تغذیه یا باتری و موتورها عمل می کند.

اگرچه میکروکنترلر سرعت و جهت موتور را مشخص میکند، اما به دلیل محدودیت زیاد در تغذیه خروجی (جریان و ولتاژ) نمی تواند آن ها را مستقیما هدایت کند. از طرف دیگر درایور موتور میتواند جریان را در ولتاژ مورد نظر فراهم کند اما نمیتواند تصمیم بگیرد که موتور تا چه میزان سریع بچرخد.

بنابراین، میکروکنترلر و کنترل کننده موتور باید باهم کار کنند تا موتور به طور مناسبی حرکت کند. معمولا میکروکنترلر میتواند از طریق یک روش ارتباطی ساده مانند (UART serial) یا PWM به کنترل کننده موتور دستوالعملی برای چگونگی تغذیه موتور بدهد. هم چنین برخی از کنترل کننده های موتور را می توان به صورت دستی و با استفاده از ولتاژ آنالوگ کنترل کرد (معمولا با یک پتانسیومتر ایجاد می شود).

اندازه و وزن فیزیکی کنترل کننده موتور می تواند بسیار متفاوت باشد، از یک دستگاه کوچکتر از نوک انگشتتان برای کنترل یک ربات کوچک تا یک کنترل کننده سنگین وزن چند کلیوگرمی. اندازه و وزن کنترل کننده ربات معمولا کمینه تاثیر را روی ربات دارد، تا زمانی که شما با ربات‌های خیلی کوچک و یا هواپیماهای بدون سرنشین کار می‌کنید که در این حالت کوچکترین وزن‌ها هم تاثیرگذار خواهد بود. اندازه کنترل کننده موتور معمولا به حداکثر جریانی که میتواند فراهم کند وابسته است. جریان بیشتر به معنی استفاده از سیم هایی با قطر بزرگتر است.

انواع کنترل کننده های موتور :

از آنجا که انواع مختلفی از محرک ها یا عملگرها وجود دارد، انواع گوناگونی از کنترل کننده های موتور نیز وجود دارد:

کنترل کننده موتور های براش (DC با جاروبک) : این کنترل‌ کننده‌ها مختص موتورهای DC ، موتورهای DC گیربکس ‌دار و بیشتر موتورها یا عملگرهای خطی است.

کنترل کننده موتور های براش‌ لس (DC بدون جاروبک) : موتور های بدون جاروبک DC از این کنترل کننده‌ها استفاده می کنند.

کنترل کننده موتورهای : Servo که مورد استفاده سروو موتورها است.

کنترل کننده موتور های پله ای : موتور های تک قطبی یا دوقطبی پله ای بسته به نوع آن ها از این استفاده می کنند.

انتخاب یک کنترل کننده موتور :

کنترل کننده موتور میتواند بلافاصله پس از انتخاب موتور یا محرک انتخاب شود. همچنین، جریان یک موتور به میزان گشتاوری که میتواند فراهم کند مرتبط است: یک موتور DC کوچک، مقدار جریان زیادی مصرف نمی کند، اما گشتاور زیادی هم فراهم نمی کند، در حالیکه یک موتور بزرگ میتواند گشتاور زیادی را ایجاد کند اما برای این کار به جریان زیادی نیاز دارد.

کنترل کننده موتور DC :

اولین توجه ولتاژ نامی موتور است. کنترل کننده های موتور DC علاقه مند اند که یک محدوده از ولتاژ را ارائه دهند. برای مثال، اگر موتور شما در ولتاژ نامی 3 ولت عمل می کند، شما نباید کنترل کننده موتوری را انتخاب کنید که تنها در محدوده 6 تا 9 ولت موتور را کنترل می کند. این به شما کمک می کند تا برخی از کنترل کننده های موتور را از لیست جدا کنید و انتخاب راحت تری داشته باشید.

زمانی که شما تعدادی از کنترل کننده های موتور را که در محدوده مناسب ولتاژ موتور را کنترل می کنند یافتید، توجه بعدی جریان مداومی است که کنترل کننده نیاز دارد تامین کند. شما باید کنترل کننده موتوری را پیدا کنید که جریان را برابر یا بالاتر از مصرف جریان مداوم موتور تحت بار ارائه دهد. اگر شما یک کنترل کننده موتور 5 آمپری را برای یک موتور 3 آمپری انتخاب کنید، موتور ها فقط به اندازه ای جریان میگیرند که به آن نیاز دارند. از طرف دیگر، یک موتور 5 آمپری به احتمال زیاد یک کنترل کننده موتور 3 آمپری را میسوزاند. بسیاری از کارخانه های موتور سازی موتور های DC جریان Stall موتور را مشخص می کنند که به شما دید روشنی نمیدهد که چه نوع کنترل کننده موتوری نیاز دارید. اگر شما نمیتوانید جریان مداوم موتور را پیدا کنید، یک قاعده ساده این است که جریان مداوم را حدود 20 تا 25 درصد جریان Stall تخمین بزنید. همه کنترل کننده های موتور DC یک نرخ جریان بیشینه ارائه می کنند- اطمینان حاصل کنید که این نرخ حدودا دو برابر جریان کارکرد مداوم موتور است. توجه کنید زمانی که موتور نیاز به تولید گشتاور بیشتری دارد (به عنوان مثال برای بالا رفتن از شیب) به جریان بیشتری نیاز دارد. انتخاب یک کنترل کننده موتور با جریانی بیش از حد و حفاظت حرارتی انتخاب بسیار خوبی است.

کنترل کننده موتور های Servo :

از آنجایی که موتورهای سروو از ولتاژ مخصوصی استفاده می کنند (برای حداکثر کارایی) اکثر آنها در 4.8 تا 6 ولت عمل می کنند و مصرف جریان آن ها نیز مشابه است، از این رو گام های انتخابی تا حدودی ساده شده است. با این حال ممکن است شما موتور سروو ای را بیابید که در 12 ولت کار می کند، بنابراین، اگر شما موتور servo که استاندارد نیست را در نظر دارید، بسیار مهم است که تحقیقات بیشتری در زمینه کنترل کننده های موتور سروو انجام دهید.

همچنین اکثر موتور های سروو از ورودی های استاندارد R/C servo استفاده می کنند (سه سیم که متصل به زمین، ولتاژ و سیگنال هستند)

روش کنترل را انتخاب کنید. بعضی از کنترل کننده های موتور سروو به شما این امکان را می دهند که موقعیت servo را به صورت دستی و با استفاده از دکمه ها/ کلید ها/ دکمه شماره ها کنترل کنید، در حالی که دیگر کنترل کننده ها با استفاده از (UART serial) ارتباط برقرار کرده و دستور می دهند یا کارهای دیگر را انجام می دهند.

تعداد سروو موتورهایی که قرار است کنترل شوند را مشخص کنید. کنترل کننده های servo میتوانند تعداد زیادی از سروو موتورها را کنترل کنند (معمولا 8،16،32،64 و بیشتر). شما مطمئنا میتوانید کنترل کننده سرووای را انتخاب کنید که قادر به کنترل سرووهایی بیشتر از آنچه شما نیاز دارید باشد.

مشابه کنترل کننده های موتور DC ، روش کنترل بسیار مهم است.

ورود به دسته بندی محصول درایو استپ موتور , Stepper Motor Driver