Controlul unui motor pas cu pas cu ajutorul unei tastaturi capacitive

Introducere

Motorul Pas Cu Pas Are O Utilizare Largă, Datorită Tendinței De Funcționare Numerică A Elementelor Din Structura Sistemelor De Comandă Și Reglare A Acționărilor Electrice. Folosirea Pe Scară Largă A Motoarelor Pas Cu Pas Se Explică Și Prin Apariția Structurilor Ierarhizate, Mari Și Complexe Ce Înlocuiesc Sistemele Clasice Și Care Permit Optimizări Globale Prin Folosirea Calculatorului. Motoarele Pas Cu Pas Se Folosesc Acolo Unde Este Necesară O Precizie Ridicată.

Motorul Pas Cu Pas Realizează Conversia Directă A Semnalului De Intrare, Dat Sub Formă Numerică, Într-o Mișcare Unghiulară Discontinuă Sau Incrementală. Datorită Acestor Proprietăți, Motoarele Pas Cu Pas Pemit Realizarea Unor Sisteme De Reglare De Tip Discret, Care Prezintă Avantajul De A Nu Avea Nevoie De Bucle De Reacție Pentru Corectarea Mișcării.

Compatibilitatea Motorului Pas Cu Pas Cu Tehnică Numerică De Calcul A Condus La Obținerea Unor Performanțe Superioare În Procesul De Poziționare, Fapt Ce A Determinat Extinderea Domeniilor De Aplicabilitate A Acestora.

În Primul Capitol Este Prezentat, Mai În Detaliu, Motorul Pas Cu Pas Cu Avantejele Si Dezavantajelefolosirii Lui. Din Punct De Vedere Al Construcției Circuitului Magnetic Există Trei Tipuri De Motoare Pas Cu Pas: Cu Magnet Permanent, Cu Reluctanță Variabilă Si Hibride. Motorul Pas Cu Pas Cu Magnet Permanent Are Rotorul Construit Din Magneți Permanenți, Iar Statorul Din Două Sau Mai Multe Bobine. Motorul Pas Cu Pas Cu Reluctanță Variabilă Are Atât Statorul Cât Și Rotorul Prevăzuți Cu Dinți Uniform Distribuiți. Motorul Pas Cu Pas Hibrid Împrumută Din Caracteristicile Primelor Două Tipuri Astfel Încât Are Rotorul Format Dintr-un Magnet Permanent, La Ale Cărui Extremități Sunt Fixate Două Coroane Dințate Din Material Feromagnetic.

Motoarele Cu Magnet Permanent Și Cele Hibride Se Mai Împart În Două Subcategorii: Unipolare Și Bipolare. La Configurația Unipolară Fiecare Înfășurare Are Un Contact Central Care Este Scos În Afara Motorului, Pe Lângă Cele De La Capetele Înfășurării, Curentul Circulând Doar Prin Jumătate De Înfășurare. La Configurația Bipolară Fiecare Capăt Al Unei Înfășurări Este Scos În Afara Motorului, Curentul Circulând În Ambele Direcții Prin Înfășurare.

În Capitolul Al Doilea Este Prezentat Principiul De Funcționare Al Unei Tastaturi Capacitive Mtouchtm. Senzorul Capacitiv Al Tastaturii Va Produce O Capacitate Variabilă La Atingerea Lui. Când Această Capacitate Se Modifică, Se Va Modifica Și Frecvența Oscilatorului De Relaxare Din Componența Tastaturii. Pentru Ca Această Schimbare De Frecvență Să Poată Fi Interpretată, Este Folosit Un Sistem De Măsurare A Frecvenței. Frecvența Astfel Măsurată Este Interpretată Cu Ajutorul Unui Algoritm Software Pentru A Determina Când Și Dacă A Fost Atins Senzorul.

În Capitolul Al Treilea Este Prezentat Microcontrolerul Pic 16f1936, Folosit La Implementarea Tastaturii Capacitive Și La Comandarea Motorului. Acest Tip De Microcontroler Are O Ashitectură Risc Pe 8 Biți, Care Îi Permite Să Aibă Un Set Redus De Instrucțiuni. În Cadrul Acestui Capitol Sunt Prezentate Părțile Din Microcontroler Care Au Fost Folosite La Implementarea Practică A Proiectului.

În Capitolul Al Patrulea Este Prezentată Realizarea Practică A Proiectului. Apăsarea Unui Buton Al Tastaturii Capacitive Este Interpretată Cu Ajutorul Unui Microcontroler Pic 16f1936, Programat Corespunzător. Acest Microcontroler Transmite Date Serial Unui Microcontroler Pic 16f628a, Care Va Comanda Pornirea, Oprirea Sau Rotirea Cu Viteze Variabile A Motorului Pas Cu Pas.

1. Motorul Pas Cu Pas

1.1. Generalităţi

Motorul Pas Cu Pas (Mpp) Este Un Convertor Electromecanic Care Realizează Transformarea Unui Tren De Impulsuri Digitale Într-o Mişcare Proporţională A Axului Său. Mişcarea Rotorului Constă Din Deplasări Unghiulare Discrete, Succesive, De Mărimi Egale Şi Care Reprezintă Paşii Motorului.

Motorul Pas Cu Pas Mai Prezintă Proprietatea De A Putea Intra În Sincronism Faţă De Impulsurile De Comandă Chiar Din Stare De Repaus, Funcţionând Fără Alunecare Iar Frânarea Se Efectuează, De Asemenea, Fără Ieşirea Din Sincronism. Datorită Acestui Fapt Se Asigură Porniri, Opriri Si Schimbări Ale Direcţiei Bruşte, Fără Pierderi De Paşi Pe Tot Domeniul De Lucru.

Viteza Unui Motor Pas Cu Pas Poate Fi Reglată În Limite Largi Prin Modificarea Frecvenţei Impulsurilor De Intrare. Astfel, Dacă Pasul Unghiular Al Motorului Este 1,8° Numărul De Impulsuri Necesare Efectuării Unei Rotaţii Complete Este 200, Iar Pentru Un Semnal De Intrare Cu Frecvenţa De 400 Impulsuri Pe Secundă Turaţia Motorului Este De 120 Rotaţii Pe Minut.

Motorul Pas Cu Pas Poate Lucra Pentru Frecvenţe Între 1.000 Si 20.000 Paşi / Secundă, Având Paşi Unghiulari Cuprinşi Între 180° Si 0,3°.