Motores de Passo: descrição, operação e acionamento. 1 Motores de Passo: descrição, operação e acionamento. Luis Fillipe C. A. Pereira (loez@telecom.uff.br) Felipe G. Brites (brites@telecom.uff.br) Vinicius P. de A. Santos (puga@telecom.uff.br) Alexandre S. de la Vega (delavega@telecom.uff.br) PET-Tele / UFF Após a caracterização do motor utilizado, foi projetado, implementado e testado, o circuito eletrônico de acionamento. Tal circuito tem como função controlar a energização das bobinas do motor. Dessa forma, ele deve operar como uma chave. Uma vez que os circuitos digitais de controle possuem baixa potência de saída, ele também deve ser capaz de fornecer a potência necessária para acionar as bobinas do motor. Para tal, normalmente é utilizado um arranjo de estágios de transistores, operando nos modos de corte (chave aberta) e saturação (chave fechada). Para gerar os pulsos de controle a serem aplicados na eletrônica de acionamento, foi projetado, implementado e testado, um circuito digital sequencial, utilizando um dispositivo lógico programável (EPLD). Através de entradas específicas, são definidos o sentido de rotação e o número de passos. Um sinal de inicialização habilita o funcionamento do circuito. Com base em um sinal de sincronismo (clock), os pulsos de controle são gerados para cada bobina do motor, para a rotação desejada. Após o número de passos programado, o circuito de controle trava automaticamente. INTRODUÇÃO O trabalho apresentado resume um dos projetos do grupo PET do curso de Engenharia de Telecomunicações da UFF, o grupo PET-Tele. O projeto em questão foi desenvolvido com o intuito de adquirirmos as competências necessárias ao uso de motores de passo e para construirmos uma infra-estrutura que seja utilizada em projetos futuros. Foram estudados os princípios básicos de funcionamento dos motores de passo e foram desenvolvidos circuitos analógicos e digitais para o controle de um motor de passo. OBJETIVOS RESULTADOS O grupo pretende, em um futuro próximo, fazer uso do Projeto Motor de Passo em diversas aplicações, em especial: i) o posicionamento de células solares (projeto no qual uma plataforma com células solares busca o melhor aproveitamento da incidência solar automaticamente) e ii) o controle da posição de uma câmera de vídeo à distância. Assim sendo, os objetivos principais do presente projeto foram: Estudar os princípios de funcionamento dos motores de passo. Projetar, implementar e testar um circuito analógico de acionamento. Projetar, implementar e testar um circuito digital de controle. Experimentalmente, foram identificadas as funções dos terminais do motor de passo utilizado, bem como a sequência de acionamento dos mesmos, para ambos os sentidos de rotação. Em seguida, para uma dada tensão, foram identificadas suas correntes de acionamento. Com base nas características elétricas de acionamento, foram escolhidos os transistores e calculados os valores dos resistores a serem utilizados. Para testar a operação do motor, um circuito digital de controle foi implementado em um EPLD. Cada parte foi protipada e testada isoladamente e, em seguida, foi feito um teste de unificação de todo o arranjo. Os resultados foram consistentes com o esperado. Placas de circuito impresso encontram-se em fase de elaboração. METODOLOGIA Dado que o objetivo básico do projeto era o controle de um motor de passo, o primeiro item a ser cumprido foi caracterizar a sua operação. Um estudo sobre o assunto mostrou que, em essência, os motores de passo são dispositivos eletro-mecânicos, que convertem pulsos elétricos em movimentos mecânicos, os quais se caracterizam por variações angulares discretas. O rotor (ou eixo móvel) de um motor de passo é rotacionado em pequenos incrementos angulares (positivos ou negativos), denominados "passos", quando pulsos elétricos são aplicados nos seus terminais de controle, em uma determinada seqüência. O incremento angular e o número de terminais dependem da construção do motor. A velocidade com que o rotor gira é controlada pela frequência dos pulsos recebidos. O valor total do ângulo rotacionado é diretamente relacionado com o número de pulsos aplicados. Comumente, quando não energizado, o rotor é mantido fixo por ação de um imã. Uma vez que não possuíamos o manual do motor utilizado no projeto, foi necessário levantar as suas características experimentalmente. CONCLUSÕES Foi iniciada a construção de uma infra-estrutura para a utilização de motores de passo nos projetos do grupo. O projeto realizado foi multidisciplinar, envolvendo conhecimentos básicos de algumas áreas diferentes, utilizadas em Telecomunicações, tais como: Elétrica, Eletrônica e Mecânica. Um dado motor de passo foi caracterizado e foram desenvolvidos circuitos analógicos e digitais para o seu controle. Testes comprovaram a correta operação do motor. Foram trabalhados diversos aspectos de estudo, projeto e testes, em áreas não específicas dentro da área de formação dos integrantes do grupo, colaborando, assim, para uma maior abrangência na sua formação.