Instytut Informatyki Politechnika Poznańska Oprac. na podst. : Potocki L., Elektronika dla Wszystkich, 2002 Program wg: Simon Monk, https://learn.adafruit.com/downloads/pdf/adafruitarduino-lesson-16-stepper-motors.pdf
Podstawy silniki reluktancyjne VR (ang. Variable Reluctance) silniki krokowe o zmiennej reluktancji (silniki reluktancyjne) Reluktancja - opór magnetyczny Po włączeniu prądu dążenie do zamknięcia obwodu magnetycznego do zmniejszenia oporu magnetycznego (reluktancji) 5-2015 2
Podstawy silniki reluktancyjne Schematyczna budowa silnika reluktancyjnego z trzema uzwojeniami 5-2015 3
Podstawy silniki reluktancyjne Schematyczna budowa silnika reluktancyjnego z trzema uzwojeniami Prąd płynie przez uzwojenie zaznaczone na czerwono Wirnik (rotor) ma tu cztery zęby, a stator sześć biegunów Obrót o kąt 30 stopni 5-2015 4
Podstawy silniki reluktancyjne Sterowanie silnika reluktancyjnego trzyuzwojeniowego - potrzebna jest sekwencja impulsów W danej chwili zasilane jest w nim tylko jedno uzwojenie 5-2015 5
Podstawy silniki z magnesem stałym (trwałym) PM (ang. Permanent Magnet) silniki z magnesem stałym (trwałym) Magnes ma dwa bieguny, oznaczane N (north północny) i S (south południowy) Bieguny różnoimienne (N S) przyciągają się, a jednoimienne (N N, S S) odpychają 5-2015 6
Podstawy silniki z magnesem stałym (trwałym) PM (ang. Permanent Magnet) silniki z magnesem stałym (trwałym) Magnes ma dwa bieguny, oznaczane N (north północny) i S (south południowy) Bieguny różnoimienne (N S) przyciągają się, a jednoimienne (N N, S S) odpychają Obrót o 90 stopni 5-2015 7
Podstawy silniki z magnesem stałym (trwałym) PM (ang. Permanent Magnet) silniki z magnesem stałym (trwałym) Obrót o kąt 30 stopni Najczęściej spotyka się silniki PM (z magnesem stałym) o kącie skoku 7,5º...15º, co daje 48...24 skoki na jeden obrót wirnika 5-2015 8
Podstawy silniki hybrydowe HB (ang. Hybrid) silniki HB zawierają magnes trwały ale bieguny są w nich umieszczone osiowo (w przeciwieństwie do silników PM) 5-2015 9
Podstawy silniki hybrydowe HB (ang. Hybrid) silniki HB zawierają magnes trwały ale bieguny są w nich umieszczone osiowo (w przeciwieństwie do silników PM) Stojan ma zwykle dwa uzwojenia i osiem biegunów 5-2015 10
Podstawy silniki hybrydowe HB (ang. Hybrid) silniki HB zawierają magnes trwały ale bieguny są w nich umieszczone osiowo (w przeciwieństwie do silników PM) Sterowanie stojana W silniku VR nie ma przyciągania i odpychania biegunów ruch wynika z dążenia do zamknięcia obwodu magnetycznego Silnik hybrydowy przypomina silnik VR o bardzo dużej liczbie biegunów i zębów wirnika 5-2015 11
Podstawy silniki hybrydowe HB (ang. Hybrid) silniki HB zawierają magnes trwały ale bieguny są w nich umieszczone osiowo (w przeciwieństwie do silników PM) Działanie 5-2015 12
Podstawy silniki hybrydowe HB (ang. Hybrid) silniki HB zawierają magnes trwały ale bieguny są w nich umieszczone osiowo (w przeciwieństwie do silników PM) Wirnik 5-2015 13
Podstawy silniki hybrydowe HB (ang. Hybrid) silniki HB zawierają magnes trwały ale bieguny są w nich umieszczone osiowo (w przeciwieństwie do silników PM) Typowo kąty silnika hybrydowego mieszczą się w zakresie 3,6º...0,9º, co daje 100 400 kroków na jeden obrót wirnika 5-2015 14
Silniki VR sterowanie Kolejno należy kolejno zasilać poszczególne uzwojenia Zmiana kierunku wirowania następuje po zmianie kolejności zasilania uzwojeń. Sekwencja A, B, C, A, B, C, A,... spowoduje obracanie się wirnika w jednym kierunku Sekwencja A, C, B, A, C, B,... spowoduje obroty w kierunku przeciwnym 5-2015 15
Silniki PM i HB sterowanie 5-2015 16
Silniki PM i HB sterowanie 5-2015 17
Silniki PM i HB sterowanie Sterowanie silników: bipolarnego i unipolarnego - pełnokrokowe (ang. full step), falowe 5-2015 18
Silniki PM i HB sterowanie Działanie silników bipolarnego i unipolarnego 5-2015 19
Silniki PM i HB sterowanie Sterowanie silnika bipolarnego pełnokrokowe 5-2015 20
Silniki PM i HB sterowanie Sterowanie silnika unipolarnego pełnokrokowe 5-2015 21
Silniki PM i HB sterowanie Sterowanie silnika bipolarnego półkrokowe (ang. half step) 5-2015 22
Silniki PM i HB sterowanie Sterowanie pełnokrokowe i półkrokowe 5-2015 23
Silniki PM i HB sterowanie Sterowanie - drgania 5-2015 24
Silniki PM i HB sterowanie Sterowanie mikrokrokowe 5-2015 25
Silniki PM i HB sterowanie Charakterystyka silnika 5-2015 26
Silniki PM i HB sterowanie Sterowanie silnika Dynamika 5-2015 27
Silniki PM i HB sterowanie Sterowanie silnika Dynamika - zwiększenie napięcia zasilania + R 5-2015 28
Silniki PM i HB sterowanie Sterowanie silnika Dynamika - sterowanie z forsowaniem zboczy 5-2015 29
Silniki PM i HB sterowanie Sterowanie silnika Praca siekana (ang. chopper technique) 5-2015 30
Silniki PM i HB sterowanie Problemy sterowania (sterowanie elementami indukcyjnymi) W układach LC dobrać częstotliwość rezonansową (rozwiązanie rzadko stosowane) 5-2015 31
Silniki PM i HB sterowanie Problemy sterowania (sterowanie elementami indukcyjnymi) W układach LC dobrać częstotliwość rezonansową (rozwiązanie rzadko stosowane) 5-2015 32
Silniki PM i HB sterowanie Problemy sterowania (sterowanie elementami indukcyjnymi) 5-2015 33
Silniki PM i HB sterowanie Układy scalone L298D 5-2015 34
Silniki PM i HB sterowanie Układy scalone - PBL3775/1 5-2015 35
Silniki PM i HB sterowanie Układy scalone - IMT901 5-2015 36
Silniki krokowe - przykłady 5-2015 37
Silniki krokowe - przykłady 5-2015 38
Silniki krokowe - przykłady 5-2015 39
Silniki krokowe - przykłady 5-2015 40
Arduino przykład Na podstawie: Simon Monk, https://learn.adafruit.com/downloads/pdf/adafruitarduino-lesson-16-stepper-motors.pdf 5-2015 41
Arduino przykład Silnik 48 kroków, przekładnia 1:16 (768 kroków) L293D IC 5-2015 42
Arduino przykład Schemat dla sterowania bipolarnego 5-2015 43
Arduino program /* Adafruit Arduino - Lesson 16. Stepper */ #include <Stepper.h> int in1pin = 12; int in2pin = 11; int in3pin = 10; int in4pin = 9; Stepper motor(768, in1pin, in2pin, in3pin, in4pin); Pierwszy parametr utworzonej funkcji motor() klasy Stepper oznacza liczbę kroków przypadających na jeden obrót, pozostałe parametry określają wyjścia sterujące silnika bipolarnego (in1pin, in2pin jedno uzwojenie; in3pin, in4pin drugie uzwojenie) Biblioteka Stepper umożliwia też sterowanie dwoma wyjściami (slajd 43) 5-2015 44
Arduino program void setup() { pinmode(in1pin, OUTPUT); pinmode(in2pin, OUTPUT); pinmode(in3pin, OUTPUT); pinmode(in4pin, OUTPUT); } // this line is for Leonardo's, it delays the serial interface // until the terminal window is opened while (!Serial); Serial.begin(9600); motor.setspeed(20); Funkcja setspeed() określa liczbę obrotów na minutę 5-2015 45
Arduino program void loop() { if (Serial.available()) { int steps = Serial.parseInt(); motor.step(steps); } } Funkcja parseint() zwraca pierwszą liczbę integer z bufora transmisji szeregowej; znaki, które nie są liczbami całkowitymi są pomijane Funkcja step(steps) określa liczbę kroków do wykonania z prędkością obrotów na minutę ustawioną przez setspeed() Funkcja step(steps) wstrzymuje kontynuację programu do czasu momentu wykonania zadanej liczby kroków 5-2015 46
47 05-2015