المحرك السائر هو محرك DC بدون فرش ، والذي يمكن تدويره بزوايا صغيرة ، وتسمى هذه الزوايا بالخطوات. بشكل عام ، يستخدم محرك السائر 200 خطوة لإكمال دوران 360 درجة ، مما يعني استدارة 1.8 درجة لكل خطوة. يستخدم محرك متدرج في العديد من الأجهزة التي تحتاج إلى حركة دورانية دقيقة مثل الروبوتات والهوائيات ومحركات الأقراص الصلبة وما إلى ذلك. يمكننا تدوير محرك السائر إلى أي زاوية معينة من خلال إعطائه التعليمات المناسبة.
المحركات السائر نوعان أساسيان: أحادي القطب وثنائي القطب. يحتوي محرك السائر أحادي القطب عمومًا على خمسة أو ستة أسلاك ، حيث تكون أربعة أسلاك أحد طرفي أربعة ملفات الجزء الثابت ، والنهاية الأخرى لجميع الملفات الأربعة مرتبطة ببعضها البعض والتي تمثل السلك الخامس ، وهذا ما يسمى بالسلك المشترك (النقطة المشتركة). بشكل عام ، يوجد سلكان شائعان ، تم تشكيلهما عن طريق توصيل أحد طرفي الملفين كما هو موضح في الشكل أدناه. محرك السائر أحادي القطب شائع جدًا وشائع بسبب سهولة استخدامه.
في محرك السائر ثنائي القطب ، هناك أربعة أسلاك تخرج من مجموعتين من الملفات ، مما يعني عدم وجود سلك مشترك.
يتكون المحرك السائر من الجزء الثابت والدوران. يمثل الجزء الثابت ملفات المغناطيس الكهربي الأربعة التي تظل ثابتة حول الدوار ، ويمثل الدوار المغناطيس الدائم الذي يدور. عندما يتم تنشيط الملفات عن طريق تطبيق التيار ، يتم إنشاء المجال الكهرومغناطيسي ، مما يؤدي إلى دوران الدوار (المغناطيس الدائم). يجب تنشيط الملفات في تسلسل معين لجعل الدوار يدور. على أساس هذا "التسلسل" يمكننا تقسيم طريقة عمل محرك السائر أحادي القطب إلى ثلاثة أوضاع: وضع محرك الموجة ، ووضع القيادة بخطوة كاملة ، ووضع القيادة نصف خطوة.
وضع محرك الموجة: في هذا الوضع يتم تنشيط ملف واحد في كل مرة ، ويتم تنشيط الملفات الأربعة واحدة تلو الأخرى. ينتج عزم دوران أقل مقارنة مع وضع القيادة بخطوة كاملة ولكن استهلاك الطاقة أقل. فيما يلي جدول لإنتاج هذا الوضع باستخدام متحكم دقيق ، يعني أننا بحاجة إلى إعطاء المنطق 1 للملفات بطريقة متسلسلة.
|
خطوات |
أ |
ب |
ج |
د |
|
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
|
2 |
0 |
1 |
0 |
0 |
|
3 |
0 |
0 |
1 |
0 |
|
4 |
0 |
0 |
0 |
1 |
وضع القيادة الكاملة: في هذا ، يتم تنشيط ملفين في نفس الوقت لإنتاج عزم دوران مرتفع. استهلاك الطاقة أعلى. نحتاج إلى إعطاء المنطق 1 إلى ملفين في نفس الوقت ، ثم إلى الملفين التاليين وهكذا.
|
خطوات |
أ |
ب |
ج |
د |
|
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
|
2 |
0 |
1 |
1 |
0 |
|
3 |
0 |
0 |
1 |
1 |
|
4 |
1 |
0 |
0 |
1 |
وضع نصف محرك الأقراص: في هذا الوضع يتم تنشيط ملف واحد وملفان بدلاً من ذلك ، يعني أولاً تنشيط ملف واحد ثم تنشيط ملفين ثم مرة أخرى يتم تنشيط ملف واحد ثم ملفين مرة أخرى وهكذا. هذا هو مزيج من وضع القيادة الكامل والموجي ، ويستخدم لزيادة الدوران الزاوي للمحرك.
|
خطوات |
أ |
ب |
ج |
د |
|
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
|
2 |
1 |
1 |
0 |
0 |
|
3 |
0 |
1 |
0 |
0 |
|
4 |
0 |
1 |
1 |
0 |
|
5 |
0 |
0 |
1 |
0 |
|
6 |
0 |
0 |
1 |
1 |
|
7 |
0 |
0 |
0 |
1 |
|
8 |
1 |
0 |
0 |
1 |
واجهة محرك متدرج مع متحكم 8051
يعد التواصل مع 8051 أمرًا سهلاً للغاية ، فنحن نحتاج فقط إلى إعطاء 0 و 1 للأسلاك الأربعة للمحرك السائر وفقًا للجداول أعلاه اعتمادًا على الوضع الذي نريد تشغيل محرك السائر فيه. والباقي يجب توصيل سلكين بإمداد مناسب بجهد 12 فولت (حسب محرك السائر). هنا استخدمنا محرك السائر أحادي القطب. لقد قمنا بتوصيل أربعة أطراف للملفات بالدبابيس الأربعة الأولى من المنفذ 2 من 8051 عبر ULN2003A.
لا يوفر 8051 تيارًا كافيًا لدفع الملفات ، لذلك نحتاج إلى استخدام برنامج تشغيل IC الحالي وهو ULN2003A. ULN2003A هي مجموعة من سبعة أزواج من الترانزستور NPN Darlington. يتم إنشاء زوج دارلينجتون عن طريق توصيل ترانزستورين ثنائي القطب لتحقيق تضخيم تيار عالٍ. في ULN2003A ، 7 دبابيس هي دبابيس الإدخال و 7 دبابيس هي دبابيس الإخراج ، واثنان من المسامير لـ Vcc (مزود الطاقة) والأرضي. نحن هنا نستخدم أربعة مدخلات وأربعة دبابيس إخراج. يمكننا أيضًا استخدام L293D IC بدلاً من ULN2003A للتضخيم الحالي.
تحتاج إلى معرفة أربعة أسلاك ملف وسلكين شائعين بعناية فائقة وإلا فلن يدور المحرك. يمكنك معرفة ذلك عن طريق قياس المقاومة باستخدام مقياس متعدد ، لن يظهر المتر المتعدد أي قراءات بين الأسلاك على مرحلتين. يجب أن يُظهر السلك المشترك والسلكان الآخران في نفس المرحلة نفس المقاومة ، وستظهر نقطتا النهاية للملفين في نفس المرحلة المقاومة مرتين مقارنة بالمقاومة بين نقطة مشتركة ونقطة نهاية واحدة.
استكشاف الأخطاء وإصلاحها
إذا كان محرك سيارتك لا يدور أو يهتز ولكنه لا يدور ، فيجب عليك التحقق من قائمة التحقق التالية:
- تحقق أولاً من توصيلات الدائرة والكود.
- إذا كانت الدائرة والكود على ما يرام ، فتأكد من أن محرك السائر يحصل على جهد إمداد مناسب (بشكل عام 12 فولت) ، وإلا فإنه يهتز فقط ولكن لا يدور.
- إذا كان العرض جيدًا ، فتحقق من نقاط نهاية الملف الأربعة المتصلة بـ ULN2003A. ابحث أولاً عن نقطتي النهاية المشتركتين وقم بتوصيلهما بـ 12 فولت ، ثم قم بتوصيل الأسلاك الأربعة المتبقية بـ ULN2003A وجرب كل مجموعة ممكنة حتى يبدأ المحرك. إذا لم تقم بتوصيلها بالترتيب الصحيح ، فإن المحرك يهتز فقط بدلاً من الدوران.
فيما يلي رمز وضع خطوة الموجة ووضع خطوة الموجة الكاملة ، يمكنك بسهولة حساب قيمة PORT P2 لوضع نصف الموجة.