스테퍼 모터는 브러시리스 DC 모터로 작은 각도로 회전 할 수 있으며 이러한 각도를 스텝이라고합니다. 일반적으로 스테퍼 모터는 200 스텝을 사용하여 360도 회전을 완료합니다. 즉, 스텝 당 1.8도 회전합니다. 로봇, 안테나, 하드 드라이브 등과 같이 정밀한 회전 운동이 필요한 많은 장치에 사용되는 스테퍼 모터. 적절한 지침을 제공하여 스테퍼 모터를 특정 각도로 회전시킬 수 있습니다.
스테퍼 모터 는 기본적으로 유니 폴라와 바이폴라의 두 가지 유형입니다. 유니 폴라 스테퍼 모터는 일반적으로 5 개 또는 6 개의 와이어를 가지고 있는데, 4 개의 와이어는 4 개의 고정자 코일의 한쪽 끝이고 4 개의 코일 중 다른 쪽 끝은 함께 묶여 5 번째 와이어를 나타냅니다. 이것을 공통 와이어 (공통점)라고합니다. 일반적으로 아래 그림과 같이 두 개의 코일의 한쪽 끝을 연결하여 형성된 두 개의 공통 와이어가 있습니다. 유니 폴라 스테퍼 모터는 사용하기 쉽기 때문에 매우 일반적이며 인기가 있습니다.
에서는 바이폴라 스테퍼 모터 코일의 두 세트에서 나오는 단지 네 개의 와이어가, 수단은 공통 배선 없다.
스테퍼 모터는 고정자와 회 전자로 구성됩니다. 고정자는 회 전자 주위에 고정되어있는 4 개의 전자석 코일을 나타내고 회전자는 회전하는 영구 자석을 나타냅니다. 전류를 가하여 코일에 전원을 공급할 때마다 전자기장이 생성되어 회 전자 (영구 자석)가 회전합니다. 로테이터를 회전 시키려면 코일에 특정 순서로 전원을 공급해야합니다. 이 "순서"를 기반으로 Unipolar 스테퍼 모터 의 작동 방법을 웨이브 드라이브 모드, 풀 스텝 드라이브 모드 및 하프 스텝 드라이브 모드의 세 가지 모드로 나눌 수 있습니다.
웨이브 드라이브 모드:이 모드에서는 한 번에 하나의 코일에 전원이 공급되고 4 개의 모든 코일에 차례로 전원이 공급됩니다. 풀 스텝 드라이브 모드에 비해 토크가 적지 만 소비 전력이 적습니다. 다음은 마이크로 컨트롤러를 사용하여이 모드를 생성하기위한 표입니다. 즉, 순차적 인 방식으로 코일에 로직 1을 제공해야합니다.
단계 |
ㅏ |
비 |
씨 |
디 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
2 |
0 |
1 |
0 |
0 |
삼 |
0 |
0 |
1 |
0 |
4 |
0 |
0 |
0 |
1 |
풀 드라이브 모드: 이 모드 에서는 두 개의 코일이 동시에 통전되어 높은 토크를 생성합니다. 전력 소비가 더 높습니다. 로직 1을 동시에 두 개의 코일에 부여한 다음 다음 두 개의 코일에 부여해야합니다.
단계 |
ㅏ |
비 |
씨 |
디 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
2 |
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1 |
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0 |
삼 |
0 |
0 |
1 |
1 |
4 |
1 |
0 |
0 |
1 |
하프 드라이브 모드: 이 모드에서는 1 개와 2 개의 코일이 교대로 활성화됩니다. 즉, 먼저 하나의 코일에 전원이 공급 된 다음 2 개의 코일에 전원이 공급 된 다음 다시 1 개의 코일에 전원이 공급 된 다음 다시 2 개의 코일에 전원이 공급됩니다. 이것은 전체 및 웨이브 드라이브 모드의 조합이며 모터의 각도 회전을 높이는 데 사용됩니다.
단계 |
ㅏ |
비 |
씨 |
디 |
1 |
1 |
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0 |
0 |
2 |
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5 |
0 |
0 |
1 |
0 |
6 |
0 |
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1 |
1 |
7 |
0 |
0 |
0 |
1 |
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1 |
0 |
0 |
1 |
스테퍼 모터와 8051 마이크로 컨트롤러의 인터페이스
8051과의 인터페이스는 매우 쉽습니다. 우리가 스테퍼 모터를 실행하려는 모드에 따라 위의 표에 따라 스테퍼 모터의 4 개 와이어에 0과 1을 부여하면됩니다. 나머지 두 개의 와이어는 적절한 12v 전원에 연결되어야합니다 (스테퍼 모터에 따라 다름). 여기에서는 단극 스테퍼 모터를 사용했습니다. ULN2003A를 통해 코일의 4 개 끝을 8051 포트 2의 처음 4 개 핀에 연결했습니다.
8051은 코일을 구동하기에 충분한 전류를 제공하지 않으므로 ULN2003A 인 전류 구동기 IC를 사용해야 합니다. ULN2003A는 7 개의 NPN Darlington 트랜지스터 쌍의 배열입니다. Darlington 쌍은 두 개의 바이폴라 트랜지스터를 연결하여 고전류 증폭을 달성함으로써 구성됩니다. ULN2003A에서 7 개의 핀은 입력 핀이고 7 개의 핀은 출력 핀이며 2 개의 핀은 Vcc (전원 공급 장치) 및 접지 용입니다. 여기에서는 4 개의 입력 및 4 개의 출력 핀을 사용합니다. 전류 증폭을 위해 ULN2003A 대신 L293D IC를 사용할 수도 있습니다.
4 개의 코일 와이어와 2 개의 공통 와이어를 매우주의 깊게 찾아야합니다. 그렇지 않으면 모터가 회전하지 않습니다. 멀티 미터를 사용하여 저항을 측정하여 확인할 수 있으며, 멀티 미터는 두 위상의 전선 사이에 어떤 판독 값도 표시하지 않습니다. 동일한 위상에있는 공통 와이어와 다른 두 개의 와이어는 동일한 저항을 보여야하며 동일한 위상에있는 두 코일의 두 끝점은 공통점과 한 끝점 사이의 저항에 비해 두 배의 저항을 나타냅니다.
문제 해결
모터가 회전하지 않거나 진동하지 않지만 회전하지 않는 경우 다음 체크리스트를 확인해야합니다.
- 먼저 회로 연결 및 코드를 확인하십시오.
- 회로와 코드가 정상이면 스테퍼 모터가 적절한 공급 전압 (일반적으로 12v)을 얻었는지 확인하십시오. 그렇지 않으면 진동 만하지만 회전하지는 않습니다.
- 공급이 정상이면 ULN2003A에 연결된 4 개의 코일 끝점을 확인하십시오. 먼저 두 개의 공통 끝점을 찾아 12v에 연결 한 다음 나머지 4 개의 와이어를 ULN2003A에 연결하고 모터가 시작될 때까지 가능한 모든 조합을 시도합니다. 올바른 순서로 연결하지 않으면 모터가 회전하지 않고 진동합니다.
웨이브 스텝 모드와 풀 웨이브 스텝 모드의 코드는 다음과 같습니다. 반파 모드의 PORT P2 값을 쉽게 계산할 수 있습니다.