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ISTITUTO TECNICO INDUSTRIALE STATALE“P. HENSEMBERGER”

Monza (MI)Indirizzo Elettrotecnica e Automazione

Esame di Maturità a.s. 2005 / 06

AUTOMAZIONE E COMANDO DI UNMOTORE PASSO-PASSO

CON NUTCHIP

Tesina svolta da

Andrea Farina

Docente responsabile Prof. Rizzaro Giuseppe

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Il motore passo-passo è un trasduttore elettromeccanico che converte impulsi elettrici di comando in rotazioni angolari. In altre parole ad ogni impulso di comando, l'albero ruota di un certo angolo, chiamato passo.



I motori passo passo funzionano facendo ruotare un magnete, attirandolo da un passo all'altro con delle

elettrocalamite opportunamente disposte…

PRINCIPIO DI

FUNZIONAMENTO



1° Passo

2° Passo

3° Passo

4° Passo

Per semplicità facciamo riferimento a un motore caratterizzato da 4 passi/giro, cioè costituito da 4 elettromagneti, disposti a croce con al centro una calamita libera di ruotare



C’è un’altra sequenza idonea a fare ruotare un motore passo-passo: la cosiddetta half-step, ovvero mezzo passo.



VANTAGGI &

SVANTAGGI

Vantaggi

Azionamenti di precisione controllati da computer in catena aperta

Elevata robustezza meccanica ed elettrica

Possibilità di far compiere all’albero piccole rotazioni angolari

Bassa velocità di rotazione

Svantaggi

Richiedono sempre circuiti elettronici per il pilotaggio

Funzionamento a scatti con forti vibrazioni

Rendimento energetico basso

Costo elevato

Velocità ridottaNon è necessario alcuna manutenzione

Sono precisi



Parametri Principali

Elettrici Meccanici

Tensione massima di alimentazione

Massima corrente di fase

Resistenza e reattanza di fase

Angolo di passo

Coppia statica

Precisione di passo

Coppia residua

Coppia sincronizzante

Coppia sincrona



Numerofasi

Tensione massima

Resistenza di fase

Alcuni dei principali parametri che caratterizzano il motore passo-passo vengono riportati sulla targa identificatrice.



CLASSIFICAZIONEMotori passo-passo

TECNOLOGIA USATA PER LA

REALIZZAZIONE

CIRCOLAZIONE DELLA CORRENTE

NEGLI AVVOLGIMENTI

Magnete permanente (pm)Riluttanza variabile (rv)Ibridi (hy)

UnipolariBipolari

RotoreStatore



ELETTRONICAdi

PILOTAGGIO

TWO PHASE-ON

HALF STEP

WAVE MODE

TWO PHASE-ON

HALF STEP

WAVE MODE

MOTORI UNIPOLARI

MOTORIBIPOLARI



MOTORI UNIPOLARI

TWO PHASE-ON HALF STEPWAVE MODE

I00I4

II003

0II02

0OII1

Ph4Ph2Ph3Ph1Passo

I0004

0I003

00I02

000I1

Ph4Ph2Ph3Ph1Passo

I00I8

I0007

II006

0I005

0II04

00I03

00II2

000I1

Ph4Ph2Ph3Ph1Passo



MOTORI BIPOLARI

TWO PHASE-ON HALF STEPWAVE MODE

-II4

-I-I3

I-I2

II1

Ph2Ph1Passo

-I04

0-I3

I02

0I1

Ph2Ph1Passo

-II8

-I07

-I-I6

0-I5

I-I4

I03

II2

0I1

Ph2Ph1Passo



LOGICA DI

PILOTAGGIO

Circuito integrato Processore

Circuiti digitali Schede

UNITA’ DI

CONTROLLO

UNITA’ DI

POTENZA

INGRESSI

USCITE

Controller

ALIMENTATORE CC



PILOTAGGIO CON NUTCHIP

NUTCHIP

Programmazione del chip

Uscita e ingresso dell'oscillatore di clock

Negativo di alimentazione

Alimentazione 5V

Uscite

Reset

}=



Per pilotare un motore passo-passo con NUTCHIP occorre uno stadio di potenza (driver) per ciascun filo, in modo da erogare la corrente richiesta dagli avvolgimenti

Se l’uscita dal NUTCHIP vale 0, il driver collega il filo del motore al polo positivo

Se l’uscita dal NUTCHIP vale 1, il driver collega il filo del motore al polo negativo



1° Passo 3° Passo

Il rotore è libero di ruotare



S C H E M A E L E T T R I C O

Oscillatore NUTCHIP Driver

Condensatore Motore passo- passo



TAVOLA DEGLI STADI – PILOTAGGIO A 4 PASSI

La tavola degli stati che aziona un motore passo-passo è sorprendentemente semplice:basta generare quattro stati, uno per ogni passo della sequenza illustrata.



IL PROBLEMADELLA

MASSIMA VELOCITA’

Ciascun avvolgimento di un motore passo-passo è equivalente dal punto di vista elettrico ad un induttore in serie ad un resistore.Durante la rotazione la corrente deve passare continuamente da un valore zero al valore nominalePurtroppo la velocità di commutazione è limitata dalla costante di tempo del circuito R-L.

Ideale

Ra

Ra + Rext



I CAMBI DIVELOCITA’



La sua invenzione risale al 1919, quando l’ingegnere scozzese C.L.Walkerottenne il brevetto per l’invenzione del motore passo-passo.

1919AMBITO

LETTERARIOAMBITO STORICO

Nascita dei Fasci Italiani di Combattimento

Viene pubblicata “Alligria di naufragi” di Giuseppe Ungaretti



“Allegria di naufragi”[L’allegria]

E subito riprendeil viaggiocomedopo un naufragioun superstitelupo di mare

Versa il 14 febbraio 1917



Fine



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