Olá, caro leitores ! Tudo bem com vocês ? Que tal uma aulinha de como controlar um motor de passos sem saber programação ?
No post de hoje, você verá como fazer isso de forma simples e descomplicada. Assim, você terá outras uma alternativa para controlar esse queridinho da robótica !
Mas, antes de tudo, você deve estar se perguntando onde e em que esses motores são usados. A princípio, os motores de passo são uma ferramenta essencial para diversos dispositivos. Então, eles estão presentes em impressoras, CNC’s, impressoras 3D e muito mais ! Incrível, não ?
Acesse esta postagem anterior e veja como funciona internamente e as formas dos sinais envolvidos no controle de motores de passo.Assim, prepare-se para nossa aula de hoje !
Pronto ? Ja leu a postagem ? Então, vamos nessa..
Lista de materiais:
- Motor de passos + driver ULN2003
- CI temporizador 555
- Contador de década CD4017
- Porta AND 74HC08
- Diodos 1N4148
- Resistores
- 1 capacitor ceramico 10nF
- 1 capacitor eletrolitico 1uF
- Botão de toque
Entendendo rapidamente o conceito de um motor de passos…
O motor de passo é, basicamente, um pequeno motor de corrente continua que não possui escovas e que gira em etapas. Logo, isso facilita muito as coisas porque é posicionado com precisão sem necessidade de nenhum sensor de feedback. Então, este motor consiste em um rotor feito de imã permanente que é cercado pelos enrolamentos do estator. Assim, os enrolamentos são ativados em uma ordem específica. Desse modo, o estator é magnetizado e serão criados polos eletromagnéticos que farão o rotor se movimentar. Portanto, esse é o princípio básico de funcionamento dos motores de passo.
Modos de operação
Existem diversas maneiras para fazermos o acionamento do motor de passo. O primeiro é chamado “Wave Drive ou Single-Coil Excitation”. Neste modo, ativamos apenas uma bobina por vez o que significa que para este exemplo de motor com 4 bobinas, o rotor fará o ciclo completo em 4 passos. Veja a ilustração a seguir:
O outro modo de operação permite aumentar a resolução: o modo “Half Step Drive”. Este modo é na verdade uma combinação dos dois modos anteriores. Logo, duas bobinas permanecem ativadas ao mesmo tempo, de modo que a bobina anterior é desativada e a bobina seguinte é acionada. Mas, para entender melhor, observe o perfil dos sinais enviados na ilustração a seguir:
O nosso projeto usará a segunda forma especificada. Então, prontos para por a mão na massa ? Sendo assim, vejamos o circuito que é usado nesse projeto:
O esquema consiste de um 555 funcionando no modo astável, enviando o sinal para um contador de década jonhson 4017. Em seguida, o arranjo de diodos e resistores do lado direito da imagem é responsável por gerar os sinais da figura 3. As saídas A, B, C e D estão conectadas no driver ULN2003 do motor de passo da seguinte forma: a saída A na bobina 1, a saída B na bobina 2, a saída C na bobina 3 e, por ultimo, a saída D na bobina 4.
Como isso acontece ?
Como sabemos, 0 integrado 4017 permite que apenas uma de suas saídas sejam acionadas a cada vez, mas é necessário termos sempre duas saídas ligadas simultaneamente para conseguirmos reproduzir o sinal da figura 3. Então, observe que quando a saída Q0 (Pino 3 de cd4017)estiver acionada (em nível alto), perceba que as saídas A e B estão acionadas ao mesmo tempo. Em seguida, quando a porta Q1 do CD4017 aciona (a porta Q0 e desativada no mesmo momento), veja que as agora saídas B e C estão acionadas. É desta forma que conseguimos nosso objetivo ! Legal, não acha ? Veja um pequeno vídeo mostrando o circuito em funcionamento:
Sentido horário
Ok, funciona e muito bem por sinal ! Mas, como fazer ele girar para o outro lado ? A resposta é muito simples: Não precisa fazer nenhuma modificação no circuito, apenas inverta as conexões A, B, C e D no driver ULN2003: conecte a saída A na bobina 4, a saída B na bobina 3, saída C na bobina 2 e a saída D na bobina 1. Veja em vídeo como fica:
Sentido anti-horario
Veja neste vídeo que agora os cabos jumper que vão do driver para o conjunto de diodos estão conectados invertidos em relação ao vídeo anterior. Mas, como faremos para controlar o motor de passos toda vez que quisermos inverter o sentido de rotação ? Não se preocupe, você não terá que ficar trocando cabos para isto. Logo, temos uma solução simples e útil para facilitar o serviço ! Usamos uma porta lógica AND para fazer a inversão do sinal. 
O autor desta postagem quis ir além e encontrar uma aplicação ótima para este circuito e então criou um circuito seguidor solar. Caso não conheça, se trata de um circuito responsável por mover uma placa solar e deixá-la sempre na direção do sol. É um ótimo projeto para feiras de ciência, não acha ?
Duvida que funcione (rsrs) ? Veja o vídeo:
Então, o que achou da postagem ? Deixe nos comentários !