MICROCONTROLADORES Escola Politécnica de Pernambuco - UPE 11 MICROCONTROLADORES Escola Politécnica de Pernambuco - UPE Elaborado por: Betânia Ribeiro de Almeida Valdeckson Burgo NOVEMBRO/ 2007

CONTROLE DE MOTOR DE PASSO COM O 8051 22 PROJETO MOTOR DE PASSO CONTROLE DE MOTOR DE PASSO COM O 8051

- Rotação à direita ou à esquerda com 0,5s entre steps PROJETO MOTOR DE PASSO APLICAÇÃO PRÁTICA - Rotação à direita ou à esquerda com 0,5s entre steps - 10 rotações à direita ou à esquerda com 0,5s entre steps

PROJETO MOTOR DE PASSO Motores de passos são dispositivos mecânicos eletro-magnéticos que podem ser controlados digitalmente através de um hardware específico ou através de softwares.        Motores de passos são encontrados em aparelhos onde a precisão é um fator muito importante. São usados em larga escala em impressoras, plotters, scanners, drivers de disquetes, discos rígidos e muitos outros aparelhos.        Existem vários modelos de motores de passos disponíveis no mercado que podem ser utilizados para diversos propósitos. Podem ser utilizados para mover robôs, câmeras de vídeo, brinquedos ou mesmo uma cortina .

PROJETO MOTOR DE PASSO Tipos Básicos Relutância Variável: Tem um rotor com várias polaridades feito com ferro doce e um estator laminado. Eles geralmente operam com ângulos de passo de 5 a 15 graus, a taxas de passo relativamente altas e, por não possuir imã, quando energizado apresenta torque estático nulo. Na Figura 6, quando fase A é energizada, quatro dentes de rotor se alinham com os quatro dentes do estator da fase A através de atração magnética. O próximo passo é dado quando a fase A é desligada e fase B é energizada fazendo o rotor girar 15 graus à direita. Continuando a seqüência, a fase C é energizada e depois a fase A novamente.

PROJETO MOTOR DE PASSO 2. Imã permanente: motores de imã permanente diferem dos de relutância variável pois têm rotores de material alnico ou ferrite sem dentes e magnetizado perpendicularmente ao eixo, devido a isto, o torque estático não é nulo. Energizando as quatro fases em seqüência, o rotor gira, pois é atraído aos pólos magnéticos. O motor mostrado na Figura 7 dará um passo de 90 graus quando os enrolamentos ABCD forem energizados em seqüência. Geralmente tem ângulos de passo de 45 ou 90 graus a taxas de passo relativamente baixas, mas eles exibem torque alto.

PROJETO MOTOR DE PASSO 3. Híbrido: Combinando as características dos de Relutância Variável e dos de Imã Permanente, o Motor Híbrido tem algumas das características desejáveis de cada um. Têm alto torque, não apresenta torque estático nulo e podem operar em velocidades de passo altas. Normalmente, eles têm ângulos de passo de 0.9 a 5 graus. Geralmente são providos de pólos que são formados por dois enrolamentos (como mostrado na Figura 8), de forma que uma fonte única pode ser usada. Se as fases são energizadas uma de cada vez, na ordem indicada, o rotor giraria em incrementos de 1.8 graus. Este motor também pode ser controlado de forma a usar duas fases de cada vez, para obter maior torque, ou alternadamente, ora uma ora duas fazes de cada vez, a fim de produzir meio-passos ou incrementos de 0.9 grau

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PROJETO MOTOR DE PASSO Três etapas de um motor de passo                                           Desligado: Não há alimentação suprindo o motor. Nesse caso não existe consumo de energia, e todas as bobinas estão desligadas. Na maioria dos circuitos este estado ocorre quando a fonte de alimentação é desligada. Parado: Pelo menos uma das bobinas fica energizada e o motor permanece estático num determinado sentido. Nesse caso há consumo de energia, mas em compensação o motor mantem-se alinhado numa posição fixa. Rodando: As bobinas são energizadas em intervalos de tempos determinados, impulsionando o motor a girar numa direção.  

PROJETO MOTOR DE PASSO Modos de operação de um motor de passo                                           Passo completo 1 (Full-step) -Somente uma bobina é energizada a cada passo; -Menor torque; -Pouco consumo de energia; -Maior velocidade. Passo completo 2 (Full-step)  -Duas bobinas são energizadas a cada passo; -Maior torque; -Consome mais energia que o Passo completo 1; -Maior velocidade. Meio passo (Half-step) -A combinação do passo completo1 e do passo completo 2  gera um efeito de meio passo; -Consome mais energia que os passo anteriores; -É muito mais preciso que os passos anteriores; -O torque é próximo ao do Passo completo 2; -A velocidade é menor que as dos passos anteriores.

Passo Completo 1 (Full-step) PROJETO MOTOR DE PASSO Passo Completo 1 (Full-step) Nº do passo B3 B2 B1 B0 Decimal 1--> 1 8 2--> 4 3--> 2 4-->

- Passo Completo 2 (Full-step) PROJETO MOTOR DE PASSO Nº do passo B3 B2 B1 B0 Decimal 1--> 1 12 2--> 6 3--> 3 4--> 9 - Passo Completo 2 (Full-step)

Meio passo (Half-step) PROJETO MOTOR DE PASSO Nº do passo B3 B2 B1 B0 Decimal 1 8 2 12 3 4 6 5 7 9 Meio passo (Half-step)

PROJETO MOTOR DE PASSO Passo completo 1 (esquerda) A direção (esquerda / direita) de um motor de passo Para mudar a direção de rotação do motor, basta inverter a seqüência dos passos conforme os exemplos abaixo: Passo completo 1 (direita) Nº do passo B3 B2 B1 B0 Decimal Direita 1--> 1 8 2--> 4 3--> 2 4--> Passo completo 1 (esquerda) Nº do passo B3 B2 B1 B0 Decimal Esquerda 1--> 1                                           2--> 2 3--> 4 4--> 8

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PROJETO MOTOR DE PASSO HORAR10: LCALL ATRASO RL A MOV P0,A INC R4 CJNE R4,#0AH,HORAR10 MOV R4,#00H SJMP ESPERA ATRASO: MOV R1,#0AH VEZ: CLR TR0 CLR TF0 MOV TH0,#HIGH(TEMPO) MOV TL0,#LOW(TEMPO) SETB TR0 JNB TF0,$ DJNZ R1,VEZ CLR TR0 RET ANTH1: LCALL ATRASO RR A HORAR1: LCALL ATRASO ;****** TRATAMENTO DAS INTERRUPÇÕES***************** EXTERNA_0: NOP ; Código de tratamento de EXTERNA_0 RETI TIMER_0: NOP ; Código de tratamento de TIMER_0 EXTERNA_1: NOP ; Código de tratamento de EXTERNA_1 TIMER_1: NOP ; Código de tratamento de TIMER_1 SERIAL_COM: NOP ; Código de tratamento de serial ;************************************************************************ END ; Fim de Arquivo p/ compilação ORG 00H; Diretiva de origem no endereco 0 LJMP INICIO; Salto para o inicio do programa ; ***INT EXTERNA_0*** ORG 03h; Externa 0 LJMP EXTERNA_0; Salta para Rotina EXTERNA_0 ; ***INT TIMER_0*** ORG 0Bh; TIMER 0 LJMP TIMER_0; Salta para Rotina TIMER_0 ; ***INT EXTERNA_1*** ORG 13h; EXTERNA 1 LJMP EXTERNA_1; Salta para Rotina EXTERNA_1 ; ***INT TIMER_1*** ORG 1Bh; TIMER 1 LJMP TIMER_1; Salta para Rotina TIMER_1 ; ***INT SERIAL*** ORG 23h; SERIAL LJMP SERIAL_COM; Salta para Rotina SERIAL_COM TEMPO EQU 15535 INICIO: MOV IE, #10000010B MOV IP, #00000010B MOV TMOD,#00000001B ORG 30H MOV R1,#00H MOV R4,#00H MOV P1,#0FFH MOV A,#033H MOV P0,A ESPERA: JNB P1.0,ANTH1 JNB P1.1,HORAR1 JNB P1.2,ANTH10 JNB P1.3,HORAR10 SJMP ESPERA ANTH10: LCALL ATRASO RR A INC R4 CJNE R4,#0AH,ANTH10