I motori passo-passo (o stepper motor) sono in grado di ruotare a passi di un angolo preciso, detto appunto step. Permettono movimenti molto precisi e posizionamenti certi. Per questo motivo vengono utilizzati nei meccanismi di movimento di precisione (hard disk, stampanti, CNC, …)
L’unico svantaggio che hanno è la necessità di un apposito circuito per pilotarli. La realizzazione di questo circuito risulta semplificata se adoperiamo un controllore (come per esempio i PIC).
In questo articolo voglio descrivere il funzionamento e arrivare quindi a capire come possiamo programmare il circuito per il controllo.
Oltre alla precisione di movimento, il motore passo passo permette di fermare il rotore e mantenerlo in posizione. Questo è impossibile nei motori tradizionali in quanto il rotore ruota liberamente quando non è alimentato.
Il costo di questi motori è piuttosto elevato, ma sono di facile reperibilità smontando apparecchiature rotte o in mercatini (chi abita a Milano li trova alla fiera di Sinigallia per pochi euro).
Il funzionamento
Questi motori sono costituiti da un rotore con applicati diversi magneti permanenti e da molte bobine eccitatrici. Per capire bene il meccanismo, ipotizziamo che vi sia un solo magnete e quattro bobine.
Il rotore si posiziona portando il magnete in corrispondenza della bobina che viene eccitata. Se vogliamo far ruotare il rotore, dobbiamo quindi eccitare in sequenza le bobine.
Vediamo ora dei passaggi logici successivi che ci portano al reale funzionamento.
Per garantire il corretto posizionamento, invece di eccitare una sola bobina per posizionare il magnete in corrispondenza, eccitiamo due bobine contigue, così da ottenere il posizionamento del magnete tra le due bobine.
La rotazione in senso orario o antiorario dipende dalla sequenza di eccitazione delle bobine.
Con un magnete e quattro bobine, ogni step corrisponde ad un quarto di giro (90 gradi). In realtà i motori possiendono molti più magneti e conseguentemente più bobine. Le bobine sono comunque collegate in parallelo in modo da avere quattro gruppi.
Il umero di magneti determina il numero di step necessari per completare un giro.
Il numero di step è una delle caratteristiche “di etichetta” del motore. Un motore da 20 step compie 18 gradi per ciascuno (360/20)
Collegamenti
Solitamente dai motori escono due gruppi di tre fili. In ciascun gruppo uno è il comune e gli altri vanno alle bobine.
Se il motore lo abbiamo recuperato e non abbiamo nessuna indicazione, andiamo a tenativi, arrivando a determinare la sequenza corretta in base al movimento del perno.
