Trinmotor er børsteløs DC-motor, som kan drejes i små vinkler, disse vinkler kaldes trin. Generelt bruger trinmotor 200 trin til at fuldføre 360 graders rotation, hvilket betyder, at den roterer 1,8 grader pr. Trin. Trinmotor, der bruges i mange enheder, der har brug for præcis rotationsbevægelse som robotter, antenner, harddiske osv. Vi kan rotere trinmotor til en hvilken som helst bestemt vinkel ved at give den de rette instruktioner.
Trinmotorer er dybest set to typer: Unipolar og Bipolar. Enpolet trinmotor har generelt fem eller seks ledninger, hvor fire ledninger er den ene ende af fire statorspoler, og den anden ende af alle fire spoler er bundet sammen, hvilket repræsenterer femte ledning, dette kaldes fælles ledning (fælles punkt). Generelt er der to fælles ledninger, dannet ved at forbinde den ene ende af de to-to spoler som vist i nedenstående figur. Unipolar stepper motor er meget almindelig og populær på grund af dens brugervenlighed.
I bipolar stepmotor er der kun fire ledninger, der kommer ud fra to sæt spoler, hvilket betyder, at der ikke er nogen fælles ledning.
Trinmotor består af en stator og en rotator. Stator repræsenterer de fire elektromagnetspoler, der forbliver stationære omkring rotatoren, og rotatoren repræsenterer permanent magnet, som roterer. Hver gang spolerne får strøm ved at påføre strømmen, dannes det elektromagnetiske felt, hvilket resulterer i rotationen af rotatoren (permanentmagnet). Spoler skal aktiveres i en bestemt rækkefølge for at få rotatoren til at rotere. På basis af denne "sekvens" kan vi opdele arbejdsmetoden for den unipolære trinmotor i tre tilstande: Wave- drevtilstand, fuldtrins-drevtilstand og halvtrins-drevtilstand.
Wave-drevtilstand: I denne tilstand er den ene spole strømforsynet ad gangen, alle fire spoler aktiveres efter hinanden. Det producerer mindre drejningsmoment sammenlignet med fuldtrins-drevtilstand, men strømforbruget er mindre. Følgende er tabellen til fremstilling af denne tilstand ved hjælp af mikrocontroller, hvilket betyder, at vi skal give Logic 1 til spolerne sekventielt.
|
Trin |
EN |
B |
C |
D |
|
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
|
2 |
0 |
1 |
0 |
0 |
|
3 |
0 |
0 |
1 |
0 |
|
4 |
0 |
0 |
0 |
1 |
Fuld drevtilstand: I dette aktiveres to spoler samtidigt, hvilket giver højt drejningsmoment. Strømforbruget er højere. Vi er nødt til at give Logic 1 til to spoler på samme tid, derefter til de næste to spoler og så videre.
|
Trin |
EN |
B |
C |
D |
|
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
|
2 |
0 |
1 |
1 |
0 |
|
3 |
0 |
0 |
1 |
1 |
|
4 |
1 |
0 |
0 |
1 |
Half Drive-tilstand: I denne tilstand aktiveres en og to spoler alternativt, betyder først at en spole er strømforsynet, så to spoler aktiveres, igen en spole er aktiveret, igen to og så videre. Dette er en kombination af fuld- og bølgedrivtilstand og bruges til at øge motorens vinkelrotation.
|
Trin |
EN |
B |
C |
D |
|
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 |
Interfacing trinmotor med 8051 mikrokontroller
Grænseflade med 8051 er meget let, vi skal bare give 0 og 1 til de fire ledninger i trinmotor i henhold til ovenstående tabeller afhængigt af hvilken tilstand vi vil køre trinmotoren. Og hvile to ledninger skal forbindes til en ordentlig 12v forsyning (afhængigt af trinmotor). Her har vi brugt enpolet trinmotor. Vi har forbundet fire ender af spolerne til de første fire ben i port 2 i 8051 gennem ULN2003A.
8051 giver ikke nok strøm til at drive spolerne, så vi skal bruge en nuværende driver-IC, der er ULN2003A. ULN2003A er en række syv NPN Darlington-transistorpar. Darlington-par er konstrueret ved at forbinde to bipolære transistorer for at opnå høj strømforstærkning. I ULN2003A er 7 stifter inputstifter og 7 stifter outputstifter, to stifter er til Vcc (strømforsyning) og jord. Her bruger vi fire input og fire output pins. Vi kan også bruge L293D IC i stedet for ULN2003A til strømforstærkning.
Du skal finde ud af fire spoletråde og to almindelige ledninger meget omhyggeligt, ellers roterer motoren ikke. Du kan finde ud af det ved at måle modstand ved hjælp af multimeter, multimeter viser ingen aflæsninger mellem ledningerne i to faser. Fælles ledning og de andre to ledninger i samme fase skal vise samme modstand, og de to slutpunkter på de to spoler i samme fase vil vise den to gange modstand sammenlignet med modstand mellem fælles punkt og et slutpunkt.
Fejlfinding
Hvis din motor ikke roterer ELLER vibrerer, men ikke roterer, skal du kontrollere følgende tjekliste:
- Kontroller først kredsløbstilslutningerne og koden.
- Hvis kredsløbet og koden er ok, skal du kontrollere, at trinmotoren får den rette forsyningsspænding (generelt 12v), ellers vibrerer den bare, men roterer ikke.
- Hvis forsyningen er i orden, skal du kontrollere de fire spoleendepunkter, der er tilsluttet ULN2003A. Find først de to almindelige slutpunkter, og tilslut dem til 12v, og tilslut derefter de resterende fire ledninger til ULN2003A, og prøv enhver mulig kombination, indtil motoren kommer i gang. Hvis du ikke ville forbinde dem i korrekt rækkefølge, vibrerer motoren bare i stedet for at rotere.
Her er koden for Wave step mode og full wave step mode, du kan nemt beregne værdien for PORT P2 for halvbølge mode.