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MICROCONTROLADORES

NOVEMBRO/ 2007

Escola Politécnica de Pernambuco - UPEElaborado por:

Betânia Ribeiro de Almeida

Valdeckson Burgo

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PROJETO MOTOR DE PASSO

CONTROLE DE MOTOR DE PASSO

COM O 8051

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PROJETO MOTOR DE PASSO

APLICAÇÃO PRÁTICA

- Rotação à direita ou à esquerda com

0,5s entre steps

- 10 rotações à direita ou à esquerda com

0,5s entre steps

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PROJETO MOTOR DE PASSO

Motores de passos são dispositivos mecânicos eletro-magnéticos que podem ser controlados digitalmente através de um hardware específico ou através de softwares.        Motores de passos são encontrados em aparelhos onde a precisão é um fator muito importante. São usados em larga escala em impressoras, plotters, scanners, drivers de disquetes, discos rígidos e muitos outros aparelhos.       Existem vários modelos de motores de passos disponíveis no mercado que podem ser utilizados para diversos propósitos. Podem ser utilizados para mover robôs, câmeras de vídeo, brinquedos ou mesmo uma cortina .

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PROJETO MOTOR DE PASSO

Tipos Básicos

1. Relutância Variável: Tem um rotor com várias polaridades feito com ferro doce e um estator laminado. Eles geralmente operam com ângulos de passo de 5 a 15 graus, a taxas de passo relativamente altas e, por não possuir imã, quando energizado apresenta torque estático nulo. Na Figura 6, quando fase A é energizada, quatro dentes de rotor se alinham com os quatro dentes do estator da fase A através de atração magnética. O próximo passo é dado quando a fase A é desligada e fase B é energizada fazendo o rotor girar 15 graus à direita. Continuando a seqüência, a fase C é energizada e depois a fase A novamente.

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2. Imã permanente: motores de imã permanente diferem dos de relutância variável pois têm rotores de material alnico ou ferrite sem dentes e magnetizado perpendicularmente ao eixo, devido a isto, o torque estático não é nulo. Energizando as quatro fases em seqüência, o rotor gira, pois é atraído aos pólos magnéticos. O motor mostrado na Figura 7 dará um passo de 90 graus quando os enrolamentos ABCD forem energizados em seqüência. Geralmente tem ângulos de passo de 45 ou 90 graus a taxas de passo relativamente baixas, mas eles exibem torque alto.

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3. Híbrido: Combinando as características dos de Relutância Variável e dos de Imã Permanente, o Motor Híbrido tem algumas das características desejáveis de cada um. Têm alto torque, não apresenta torque estático nulo e podem operar em velocidades de passo altas. Normalmente, eles têm ângulos de passo de 0.9 a 5 graus. Geralmente são providos de pólos que são formados por dois enrolamentos (como mostrado na Figura 8), de forma que uma fonte única pode ser usada. Se as fases são energizadas uma de cada vez, na ordem indicada, o rotor giraria em incrementos de 1.8 graus. Este motor também pode ser controlado de forma a usar duas fases de cada vez, para obter maior torque, ou alternadamente, ora uma ora duas fazes de cada vez, a fim de produzir meio-passos ou incrementos de 0.9 grau

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Três etapas de um motor de passo

                                   

      

Desligado:Não há alimentação suprindo o motor. Nesse caso não existe consumo de

energia, e todas as bobinas estão desligadas.Na maioria dos circuitos este estado ocorre quando a fonte de alimentação é

desligada.

                                   

      

Parado:Pelo menos uma das bobinas fica energizada e o motor permanece estático

num determinado sentido. Nesse caso há consumo de energia, mas em compensação o motor mantem-se alinhado numa posição fixa.

                                   

      

Rodando:As bobinas são energizadas em intervalos de tempos determinados,

impulsionando o motor a girar numa direção.

 

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Modos de operação de um motor de passo

                                  

       

Passo completo 1 (Full-step)-Somente uma bobina é energizada a cada passo;

-Menor torque;-Pouco consumo de energia;

-Maior velocidade.

                                  

       

Passo completo 2 (Full-step) -Duas bobinas são energizadas a cada passo;

-Maior torque;-Consome mais energia que o Passo completo 1;

-Maior velocidade.

                                  

       

Meio passo (Half-step)-A combinação do passo completo1 e do passo completo 2  gera um efeito de

meio passo;-Consome mais energia que os passo anteriores;-É muito mais preciso que os passos anteriores;

-O torque é próximo ao do Passo completo 2;-A velocidade é menor que as dos passos anteriores.

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Passo Completo 1 (Full-

step)

Nº do passo

B3 B2 B1 B0 Decimal

1--> 1 0 0 0 8

2--> 0 1 0 0 4

3--> 0 0 1 0 2

4--> 0 0 0 1 1

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- Passo Completo 2 (Full-

step)

Nº do passo

B3 B2 B1 B0 Decimal

1--> 1 1 0 0 12

2--> 0 1 1 0 6

3--> 0 0 1 1 3

4--> 1 0 0 1 9

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Meio passo (Half-

step)

Nº do passo

B3 B2 B1 B0 Decimal

1 1 0 0 0 8

2 1 1 0 0 12

3 0 1 0 0 4

4 0 1 1 0 6

5 0 0 1 0 2

6 0 0 1 1 3

7 0 0 0 1 1

8 1 0 0 1 9

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A direção (esquerda / direita) de um motor de passo

Para mudar a direção de rotação do motor, basta inverter a seqüência dos passos conforme os exemplos

abaixo:

Passo completo 1

(direita) Nº do passo

B3 B2 B1 B0 Decim

al Direita

1--> 1 0 0 0 8

2--> 0 1 0 0 4

3--> 0 0 1 0 2

4--> 0 0 0 1 1

Passo completo 1

(esquerda) Nº do passo

B3 B2 B1 B0 Decimal Esquerda

1--> 0 0 0 1 1

                

                         

2--> 0 0 1 0 2

3--> 0 1 0 0 4

4--> 1 0 0 0 8

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C1

1nF

C2

1nF

1B1

1C16

2B2

2C15

3B3

3C14

4B4

4C13

5B5

5C12

6B6

6C11

7B7

7C10

COM9

U2

ULN2003A

+88.8

+12V

ANTE1

HORA1

GND

XTAL218

XTAL119

ALE30

EA31

PSEN29

RST9

P0.0/AD039

P0.1/AD138

P0.2/AD237

P0.3/AD336

P0.4/AD435

P0.5/AD534

P0.6/AD633

P0.7/AD732

P2.7/A1528

P2.0/A821

P2.1/A922

P2.2/A1023

P2.3/A1124

P2.4/A1225

P2.5/A1326

P2.6/A1427

P1.01

P1.12

P1.23

P1.34

P1.45

P1.56

P1.67

P1.78

P3.0/RXD10

P3.1/TXD11

P3.2/INT012

P3.3/INT113

P3.4/T014

P3.7/RD17

P3.6/WR16

P3.5/T115

U1

80C51

R34k7

R44k7

R54k7

R64k7

A

B

C

D

X1CRYSTAL

R74k7

R84k7

R94k7

R104k7

ANT10

HOR10

GND

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ORG 00H; Diretiva de origem no endereco 0LJMP INICIO; Salto para o inicio do programa; ***INT EXTERNA_0***ORG 03h; Externa 0LJMP EXTERNA_0; Salta para Rotina EXTERNA_0; ***INT TIMER_0***ORG 0Bh; TIMER 0LJMP TIMER_0; Salta para Rotina TIMER_0; ***INT EXTERNA_1***ORG 13h; EXTERNA 1LJMP EXTERNA_1; Salta para Rotina EXTERNA_1; ***INT TIMER_1***ORG 1Bh; TIMER 1LJMP TIMER_1; Salta para Rotina TIMER_1; ***INT SERIAL***ORG 23h; SERIALLJMP SERIAL_COM; Salta para Rotina SERIAL_COMTEMPO EQU 15535

INICIO: MOV IE, #10000010B MOV IP, #00000010B

MOV TMOD,#00000001B ORG 30H

MOV R1,#00H MOV R4,#00H MOV P1,#0FFH MOV A,#033H MOV P0,A

ESPERA: JNB P1.0,ANTH1 JNB P1.1,HORAR1 JNB P1.2,ANTH10 JNB P1.3,HORAR10 SJMP ESPERAANTH10: LCALL ATRASO

RR A MOV P0,A INC R4 CJNE R4,#0AH,ANTH10 MOV R4,#00H SJMP ESPERA

HORAR10: LCALL ATRASO RL A MOV P0,A INC R4 CJNE R4,#0AH,HORAR10 MOV R4,#00H SJMP ESPERA

ATRASO: MOV R1,#0AHVEZ: CLR TR0

CLR TF0 MOV TH0,#HIGH(TEMPO) MOV TL0,#LOW(TEMPO) SETB TR0 JNB TF0,$ DJNZ R1,VEZ CLR TR0 CLR TF0 RET

ANTH1: LCALL ATRASO RR A MOV P0,A

SJMP ESPERAHORAR1: LCALL ATRASO RL A

MOV P0,A SJMP ESPERA

;****** TRATAMENTO DAS INTERRUPÇÕES*****************EXTERNA_0: NOP ; Código de tratamento de EXTERNA_0

RETI TIMER_0: NOP ; Código de tratamento de TIMER_0

RETI EXTERNA_1: NOP ; Código de tratamento de EXTERNA_1

RETI TIMER_1: NOP ; Código de tratamento de TIMER_1

RETI SERIAL_COM: NOP ; Código de tratamento de serial

RETI ;************************************************************************END ; Fim de Arquivo p/ compilação