Parts Solution Control

บทความ
บทความทั่วไป
ระบบควบคุมอัตโนมัติ (Automation) ทางด้านอุตสาหกรรม
What is PLC?
5 ขั้นตอนเพื่อเริ่มระบบออโตเมชั่นและหุ่นยนต์ในการผลิต
แนวโน้มการใช้ซอฟท์แวร์และระบบออโตเมชั่น
อุปกรณ์สร้างแรงสั่นสะเทือน (Vibrator)
แอคชูเอเตอร์ขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้า
วงจรแม่เหล็กไฟฟ้ากระแสสลับ
วงจรไฟฟ้าเบื้องต้น
การใช้งานโปรแกรม Adobe Illustrator เบื้องต้น
การเลือกใช้วาล์วไฟฟ้า SOLENOID VALVE
หลักการทำงานของ Solenoid Valve
เขียนโปรแกรมแลปวิว LabVIEW Programming มารู้จักกันก่อนสิ!! จะรีบไปไหน อะไรคือ แลปวิว LABVIEW
LabVIEW คืออะไร?
Machine Vision คืออะไร
การใช้งานแมชชีนวิชั่น สำหรับการตรวจสอบแบบอัตโนมัติ
คัปปลิ้ง COUPLING
iai robot cylinder
Servo Motor คืออะไร?
สเตปปิ้งมอเตอร์ (Stepping Motor)
อุปกรณ์ของระบบนิวแมติกส์ เบื้องต้น
ระบบนิวเมติกส์ในงานอุตสาหกรรม

สเตปปิ้งมอเตอร์ (Stepping Motor)

อ่าน 78 | ตอบ 0
       
 
 
 
 
 
 สเตปปิ้งมอเตอร์ (Stepping Motor)
2757 view
 Post Date:  9/9/13 - 12:55:pm
สเตปปิ้งมอเตอร์ (Stepping Motor)
 

สเตปปิ้งมอเตอร์ (Stepping Motor)


             สเตปปิ้งมอเตอร์เป็นอุปกรณ์เอาต์พุตอย่างหนึ่ง ซึ่งสามารถนำไอซีไมโครคอนโทรลเลอร์ มาทำการควบคุมได้สะดวก และเป็นมอเตอร์ที่เหมาะสมสำหรับใช้ในงานควบคุมการหมุน ที่ต้องการตำแหน่ง และทิศทางที่แน่นอน การทำงานของ สเตปปิ้งมอเตอร์จะขับเคลื่อนทีละขั้นๆ ละ ( Step) 0.9, 1.8, 5, 7.5, 15 หรือ 50 องศา ซึ่งขึ้นอยู่กับคุณสมบัติแต่ละชนิดของสเตปปิ้งมอเตอร์ตัวนั้นๆ สเต็ปปิ้งมอเตอร์จะแตกต่างจากมอเตอร์กระแสตรงทั่วไป ( DC MOTOR ) โดยการทำงานของมอเตอร์กระแสตรงจะหมุนไปแบบต่อเนื่อง ไม่สามารถหมุนเป็นแบบสเต็ปๆ ได้ดังนั้นในการนำไปกำหนดตำแหน่งจึงควบคุมได้ยากกว่า แต่ในส่วนใหญ่เราจะใช้สเตปปิ้งมอเตอร์มาทำการการควบคุมโดยใช้วิธีในระบบดิจิตอล เช่น พรินเตอร์ ( Printer ) พล็อตเตอร์ ( X-Y Plotter ) ดิสก์ไดร์ฟ ( Disk drive ) ฯลฯ 

 ข้อดีของสเตปปิ้งมอเตอร์เมื่อเปรียบกับมอเตอร์กระแสตรง ( DC MOTOR)
          1. การควบคุมไม่ต้องอาศัยตัวตรวจจับการหมุน
          2. ไม่ต้องใช้แปรงถ่าน ดังนั้นจึงทำให้ไม่มีส่วนที่จะต้องสึกหรอ และปัญหาของการสปาร์ค ( ที่เกิดจากหน้าสัมผัสของแปรงถ่านแหวนตัวนำในโรเตอร์ ) ที่ทำให้เกิดสัญญาณรบกวน
          3. การควบคุมโดยทางวงจรดิจิตอลหรือไมโครโพรเซสเซอร์ ทำได้ง่าย และสะดวก

รูปสเตปปิ้งมอเตอร์ และการใช้งาน

 


สเต็ปปิ้งมอเตอร์ที่จะนำมาใช้ในการทดลองนี้ จะใช้สเต็ปปิ้งแบบยูนิโพล่าร์ ( Uni.-polar stepper motor) ซึ่งโครงสร้างของสเต็ปปิ้งมอเตอร์แบบนี้จะมีส่วนประกอบที่สำคัญ 2 ส่วนด้วยกันคือ
          1 ส่วนที่ทำการหมุน (Rotor) จะเป็นแม่เหล็กถาวรหรืออื่นๆ
          2 ส่วนที่อยู่กับที่ (Stator) เป็นขดลวดที่พันไว้จำนวนหลายๆขด

รูปสเตปปิ้งมอเตอร์ 4 เฟส แบบยูนิโพล่าร์ (Uni-polar stepper motor)

 

 วิธีการขับสเตปปิ้งมอเตอร์ให้หมุนโดยการกระตุ้นเฟส

          ในการควบคุมสเต็ปปิ้งมอเตอร์เพื่อที่จะให้ทำการหมุน มีวิธีการควบคุมกระแสไฟที่จ่ายให้กับขดลวดสเตเตอร์ (Stator) ในแต่ละเฟสของสเตปปิ้งมอเตอร์ อย่างเป็นลำดับที่แน่นอน โดยถ้าหากเราต้องการให้กระแสไหลในเฟสใดๆ ก็จะทำให้สถานะของเฟสนั้นๆเป็นสถานะลอจิก '1' และในการกระตุ้นเฟสของของสเตปปิ้งมีอยู่ด้วยกัน 2 แบบคือ
          1 การกระตุ้นเฟส แบบฟูลสเตปมอเตอร์ (Full Step Motor) ยังสามารถแบ่งการกระตุ้นเฟสออกได้เป็นอีก 2 วิธีด้วยกันคือ
                    1.1 การกระตุ้นเฟสแบบฟูลสเตป 1 เฟส (Single-Phase Driver) หรือแบบเวฟ แสดงดังตารางรูป 6.15.ก จะเป็นการป้อนกระแสไฟให้กับขดลวด ของสเตปปิ้งมอเตอร์ทีละขด โดยจะป้อนกระแสเรียงตามลำดับกันไป ดังนั้นกระแส ที่ไหลในขดลวด จะทำการไหลในทิศทางเดียวกันทุกขด ลักษณะเช่นนี้จึงทำให้แรงขับของสเต็ปปิ้งมอเตอร์มีน้อย
                    1.2 การกระตุ้นเฟสแบบฟูลสเตป 2 เฟส (Two-Phase Driver) แสดงดังตารางรูป 6.15 ข เป็นการป้อนกระแสให้กับขดลวด 2 ขด ของสเตปปิ้งมอเตอร์พร้อมๆกันไป และจะกระตุ้นเรียงถัดกับไปเช่นเดียวกับแบบหนึ่งเฟส ดังนั้นการกระตุ้นแบบนี้จึงต้องใช้กำลังไฟมากขึ้น และจะทำให้มีแรงบิดของมอเตอร์มากกว่าการกระตุ้นแบบ 1 เฟส
          2 การกระตุ้นเฟส แบบฮาลฟ์สเตป (Half Step Motor) หรือ one-two phase Driver คือการกระตุ้นเฟสแบบ ฟลู สเตป 1 เฟส และ 2 เฟส เรียงลำดับกันไป แสดงดังตารางรูป 6.15.ค แรงบิดที่ได้จากการกระตุ้นเฟสแบบนี้จะมีเพิ่มมากขึ้น เพราะช่วงของสเต็ปมีระยะสั้นลง ในการกระตุ้นแบบนี้ เราจะต้องมีการกระตุ้นที่เฟสถึง 2 ครั้ง จึงจะได้ระยะของ สเต็ปเท่ากับการกระตุ้นเพียงครั้งเดียว ของแบบฟูลสเต็ป 2 แบบแรก ความละเอียดของการหมุนตำแหน่งองศาต่อสเต็ป ก็เป็นสองเท่าของแบบแรก ความถูกต้องของตำแหน่งที่กำหนดจึงมีมากขึ้น


รูป2.ข และ 2.ค ตารางแสดงการกระตุ้นเฟสแบบต่างๆของสเตปปิ้งมอเตอร์


          วงจรที่ใช้ในการขับสเต็ปปิ้งมอเตอร์โดยใช้ไอซีสำเร็จรูป และวงจรจากทรานซิสเตอร์ แสดงได้ในรูป 6.16 โดย ไอซีสำเร็จรูปเบอร์ ULN2003 จะมีคุณสมบัติเป็นไอซีไดรเวอร์กระแสสูงแบบคอลเล็คเตอร์เปิด สามารถเลือกแรงดันได้กว้าง 5-30 โวลท์ จ่ายกระแสได้สูงถึง 500 mA ต่อขา และมีไดโอดที่ป้องกันกระแสย้อนกลับอยู่ภายในไอซี ส่วนแอลอีดีที่ต่อในวงจรเราจะต่อไว้เพื่อแสดงการกระตุ้นแต่ละเฟส ของแต่ละแบบ

 


รูปแสดงการต่อวงจรขับสเต็ปปิ้งมอเตอร์โดยใช้ไอซีสำเร็จรูป และวงจรทรานซิสเตอร์

 

 วิธีการตรวจสอบหาเฟสของขดลวดสเต็ปปิ้งมอเตอร์


ในขั้นตอนที่ 1 ให้สังเกตว่าสเต็ปปิ้งมอเตอร์ที่นำมาทดลองที่เป็นแบบยูนิโพล่าร์ ( Uni-polar stepper motor) จะมีจำนวนสาย 5เส้นหรือ 6 เส้น (ถอดจากดิสก์ไดร์ฟเก่าขนาด 5 นิ้วนำมาใช้งานได้)
ในขั้นตอนที่ 2 ใช้มิเตอร์วัดค่าความต้านทานของเส้นลวดในแต่ละขดดังรูป 6.17 ขั้นตอนการวัด ให้หาสายที่ต่อเป็นจุดร่วมเสียก่อน(common) โดยให้ใช้ มัลติมิเตอร์ตั้งค่าไว้สำหรับการวัดค่าความต้านทาน แต่ละเส้น สังเกตที่ค่าความต้านทาน ถ้าหากเราไม่ได้วัดระหว่าง จุดต่อร่วม(common) กับสายแต่ละเส้น ค่าความต้านทานจะมีค่าเป็น 2 เท่าของการวัดระหว่างจุดต่อร่วมกับสายที่ใช้งาน ตัวอย่างเช่น ถ้าให้จุด B เป็นจุดร่วม หากวัดระหว่างที่จุด A กับจุด B จะมีค่าเท่ากับ 60 Ohm แต่ถ้าวัดระหว่างที่จุด A และจุด C ซึ่งไม่ใช่จุดร่วมก็จะได้ค่าเท่ากับ 120 Ohm หากเป็นแบบที่มีสาย 6 เส้นก็จะมีจุดร่วมสองจุด เพราะมีขดลวดคนละชุดกัน และสายที่เป็นจุดร่วมส่วนใหญ่จะมีสีเหมือนกัน ทำนองเดียวกันหากเป็นแบบที่มีสาย 5 เส้นก็จะมีจุดร่วมเพียงจุดเดียวเท่านั้น

 


รูปการใช้มิเตอร์วัดค่าความต้านทาน


ในขั้นตอนที่ 3 หากเป็นแบบที่มีสาย 6 เส้นก็ให้ทำการต่อจุดร่วมเข้าด้วยกันจะได้เป็น 5 เส้น แล้วต่อวงจรตาม รูปหลังจากนั้นให้ทดลองกดสวิตซ์ ที่ต่อเข้ากับแต่ละจุดโดยเริ่มที่ จุด A จุด B จุด C และจุด D แล้วให้สังเกตการหมุนของสเต็ปปิ้งมอเตอร์ว่าหมุนได้ต่อเนื่องหรือไม่ หากมีการกระโดดข้ามสเต็ปก็ให้ทดลองโดยเรียงลำดับการกดสวิตซ์ใหม่ จนหาลำดับของสายได้ถูกต้องคือมอเตอร์เดินตามที่ละสเต็ป อย่างเป็นลำดับ

รูปแสดงการต่อวงจรเพื่อทดสอบโดยการสวิตซ์เพื่อหาลำดับ

ความคิดเห็นของผู้เข้าชม
ชื่อผู้แสดงความคิดเห็น :
สถานะ : รหัสผ่าน :
ลิงค์ที่เกี่ยวข้อง :
รหัสความปลอดภัย :
 
สถิติ
เปิดเมื่อ24/08/2020
อัพเดท15/09/2020
ผู้เข้าชม1003515
แสดงหน้า2005957
สินค้าแนะนำ