روش کنترل موتورهای قدمی با پله ای (Step Motor) :
امروزه با توجه به تعداد و انواع مدارات مجتمع کنترل کننده موتورهای قدمی, طراحی مدار کنترل بسیار آسان و سهل شده است.
در بعضی از این آی سی ها طبقه قدرت ( H-Bridge ) نیز وجود دارد علاوه بر اینکه تمامی پارامترهای مربوط به موتور نیز
تا حدودی قابل کنترل هستند.
بدلبل محدودیت در جابجایی تلفات حرارتی توسط بدنه آی سی, اینها معمولا حداکثر تا جریانهایی حدود 5 آمپر ( بشرط اینکه در فیبرچاپی این
توان حرارتی خوب به محیط منتقل شود ) را میتوانند کنترل یا مدیریت کنند.
یکی از انواع شناخته شده و تقریبا قدیمی این نوع با نام L297 و L298 است که اولی قسمت کنترل و دومی فقط طبقه قدرت بصورت
پل کامل است.
آی سی L298 میتواند تا 2 آمپر مستقیم و اگر دوتای آنرا موازی قرار دهیم تا 4 آمپر جریان موتور را تحمل کند.
مدارات هوشمند امروزی علاوه بر کنترل پارامترهای موتور و نوع حرکت آن ( قدم کامل, نیم قدم, میکروقدم) دارای
اینترفیس ( USB, SPI, ... ) برای تبادل اطلاعات با سایر قسمتهای مدار نیز هستند.
بعنوان مثال میتوان از آی سی HIB4081A نام برد.
این مدار مجتمع کار طراحی و کنترل برای یک پل کامل ( Full Bridge ) را بسیار آسان میکند.
این مدار برای یک پل است و برای یک موتور ما به دو عدد از آن نیاز داریم.
نمونه دیگر L6205D از شرکت ST-Microelektronics است که دارای دو پل کامل است و میتواند جریانهایی تا حدود 5.6 آمپر را کنترل کند.
نمونه دیگر TMC246 از شرکت TRIAMIC Microchips است که شامل طبقه قدرت و کنترل است و دارای اینترفیس SPI است که میتواند مستقیم با
میکروکنترلر ارتباط برقرار کند و برای موتورهای با حداکثر ولتاژ 28.5 ولت و جریان حداکثر 1.5 آمپر برای یک بوبین یا فاز میباشد.
از همین سازنده میتوان از TMC249 نام برد که قادر است تا 4 آمپر جربان را تحمل کند.
اگر جریان موتور بیشتر از حدود 5 آمپر باشد ما باید طبقه قدرت را خود طراحی کنیم. برای اینکار باید یک شناخت اصولی
از طرز عمل آن داشته باشیم.
در اینجا ما با چند پارامتر اساسی آن آشنا میشویم.
طبقه قدرت :
این طبقه قدرت دارای چهار ترانزیستور میباشد که در هر زمان فقط دوتای آنها وصل میشوند.(یا کلید 1 و 4 ویا کلید 2 و 3)
این یکی از نکات مهم است! زیرا هیچگاه نباید در یک زمان هر دو کلید یکطرف پل وصل شوند, زیرا در اینحالت یک اتصال مستقیم
از منبع به زمین خواهیم داشت و حداقل یکی یا هر دو کلید در اثر جریان زیاد از بین خواهند رفت.
معمولا در این طبقه از ترانزیستورهای اثر میدانی ( MOS-FET ) استفاده میشود زیرا در ترانزیستورهای پیوندی (BJT) در مسیر کلکتور به امیتر
یک ولتاژ اشباع (حدود 0.5 ولت) وجود دارد که در جریانهای زیاد تولید توان تلفاتی میکند.
این ترانزیستور ها میتوانند همه از نوع منفی و یا دو تای آن از نوع مثبت باشد.
نکته مثبت اینکه برای دو ترانزیستور بالایی از نوع مثبت (PNP or P-MOSFET) استفاده میشود کنترل ساده تر آنان میباشد.
نکته منفی اختلاف مقاومت مسیر کانال آنان ( RdsON ) و زمان قطع و وصل شدن آنان ( Toff , Ton ) است.
نکته مهم دیکر جریان سلفی میباشد که نمیتواند بطور ناگهانی قطع شود.( بر عکس خازن که ولتاژ روی آن نمیتواند بصورت ناگهانی قطع شود)
برای توضیح این مطلب فرض میکنیم که دو کلید M1 و M4 وصل میشوند و جریان از درون سلف یا بوبین میگذرد.( رنگ سبز ) وقتی که جریان به حد مطلوب برسد
هر دو کلید قطع میشوند و در این لحطه جریان سلف نمیتواند بطور ناگهانی صفر شود و باید با همان ثابت زمانی کم شود تا به صفر برسد.( رنگ سفید )
این جریان را Decay مینامند و دو سرعت کم شدن دارد. اولی Fast Decay و دومی Slow Decay نام دارد.
در حالت Fast Decay جریان از طریق دیودهای D2 و D3 و M2 و M3 به صفر میرسد.
در حالت دوم Slow Decay از طریق دیودهای D1,D3 و M1,M3 و یا از طریق D2,D4 و M2,M4 انجام میشود.
**********
صفحه قبلی 
ادامه دارد
|