المحركات الخطويه Stepper Motor
كانت لي تجربه ، فأردت أن أشاركك إياها , بداية الموضوع هو إعجابي وتساؤلاتي في عمل الطابعه كيف تحرك الرأس والورق وبدقه متناهيه لكتابة الحرف في المكان المحدد , نتحدث عن مليمترات , لحسن الحظ , لدي طابعه قديمه كانون BJC 250 , أصبحت الآن قطعا قطعا وإربا إربا , وهكذا كان لقائي مع أول محركين خطويين , وجها لوجه , ما أعرفه عن المحركات أن لهم سلكان كما هو مفترض .... إيجابي وسلبي , بينما أصحابي واحد له أربعه والآخر خمسه ... فشعرت بتحدي وإستفزاز من قبلهم , فبدأت أبحاثي , وإنتهيت بعالم جديد , رائع , عالم الروبوت , وطائرات إستطلاع , ومحركات أبراج الدبابات "التوجيه الناري " ومواضيع بلا نهايه , وجوهرها المشترك المحركات الخطويه ..... وهناك أنواع كثيره منها تختلف بالقدره والحجم , أما طريقة العمل فمتقاربه جدا ..... الميزه الرئيسيه للمحركات الخطويه , أنك تستطيع أن تتحكم بها لدرجات معينه , تعلم أن الدوره الواحده تساوي 360 درجه , فهناك محركات تتحكم بها كل 7.5 درجه و 3.5 وهناك محركات درجه واحده .....وهذا ما يسما بالخطوه , مثلا محرك 7.5 درجه للخطوه أنت بحاجه لـ 48 خطوه لتكمل الدوره الواحده ....... جيد ..... أصبحنا معا في المفهوم فإلى صلب الموضوع .
خذ قطعه من الحديد وغلفها بملف ومرر بها تيارا كهربائيا , فستتحول إلى مغناطيس , حيث التيار الموجب قطبه الجنوبي , والسالب الشمالي , كما في الصوره أعلاه , ثلاثة ملاحضات
-1هناك حقل مغناطيسي طالما هناك تيار, بدون تيار لا وجود له .
-2بتغيير قطبية التيار , تتغير قطبية المغناطيس " إذا غيرنا إتجاه التيار"
-3في مغناطيسان الأقطاب المتشابهه تتنافر, والمختلفه تتجاذب.
هنا وضعنا أربعة ملفات ثابته , أتينا بمغناطيس دائم "قطعة مغناطيس عادي " يمكنها أن تدور حول نقطة الوسط "المركز" , كما في الصوره الجانبيه , مررنا التيار في الملف2 , لاحظ إتجاه المغناطيس الدائم "أفقي وقطبه الشمالي إلى اليمين" . ماذا تعتقد أنه سيحدث لو قطعنا التيار عن ملف 2 ووصلناه وبنفس الإتجاه في الملف3 ؟ . طبعا المغناطيس الدائم سيتحرك ويتخذ شكل عامودي القطب الشمالي منه إلى تحت , نعم تحرك 90 درجه , إذا الخطوه هنا 90 درجه وبأربع خطوات يمكننا أن نتحرك دوره كامله . ببساطه: نحن أمام محرك خطوي 90 درجه/خطوه .
محركنا أعلاه يدور بإتجاه عقارب الساعه , لو أردنا العكس , علينا فقط تغيير إتجاه التيار في الملفات , وهذا سر ذهاب رأس الطابعه يسار - يمين أو الورق للأمام والخلف .....
في المحرك أعلاه . أدخلنا التيار للملفات بالتتالي : ملف 1 ثم 2 فـ3 و4 "أول دوره" ثم 1 ثم 2 فـ3 و4 " ثاني دوره " وهكذا ..... إذا نحن أمام موضوع السرعه .... كم دوره بالثانيه أو كم دوره في الدقيقه . مختصر د/ث أو د/د.
إذا موضوع السرعه , مرتبط بشكل مباشر , بسرعة تطبيق الخطوات , وبعددها , محركنا له 4 خطوات/دوره , بينما هناك محركات 48 خطوه/دوره , نفسها تبع 7.5 درجه/خطوة , حيث 360÷ 7.5 = 48 خطوه/دوره
لو أردنا أن نرمز للملف حيث هناك تيار بـ 1 , وحيث لا بـ 0 , ثم وضع جدول للخطوات , سنحصل على الآتي
هذه الطريقه لتشغيل المحركات الخطويه تدعى , بالخطوه البسيطه , وهناك طريقه أخرى تدعى بالخطوه المزدوجه , لنشرحها : بدل إيصال التيار لملف واحد , يتم إيصاله لملفان متجاوران في نفس الوقت , فقوة المغناطيس الجاذب ستكون الضعف , وكذلك قوة المحرك على تحريك الأجسام . لنرى
الطريقه الثالثه والأخيره تدعى " نصف خطوه " وهي تجمع ما بين الطريقه الأولى والثانيه , فإذا كان المحرك مصمم لأربع خطوات/دوره . يمكننا إستعماله وكأنه محرك 8 خطوات/دوره . لنرى.
بقي لنا سؤال , كيف تكون تركيبة المحرك الخطوي . عديد الخطوات/دوره؟ . الجسم المتحرك بداخله , ليس كمحركنا لوحة مغناطيس دائم . بل عباره عباره عن إسطوانه , فيها العديد من الأقطاب , وفي الجسم الثابت هناك أكثر من أربع ملفات . لنرى أصغرهم.
جيد , لازلت أتسائل : هل محرك 48 خطوه /دوره . له 96 سلك نوصلها على مفاتيح للتحكم به ؟ لا صديقي; كفايه الأربع أسلاك أو 5 أو السته حسب نوع المحرك . وهو مصمم داخليا كي يحرك الدرجات اللازمه مع كل خطوه . خذ الجدول التالي ل 48خـ/د.
الآن سنتكلم عن قصة عدد الأسلاك , وأنواع المحركات , هناك نوعان من المحركات , " تنائي القطبيه " " Bipolar " و " آحادي القطبيه " Unipolar " .
ثنائي القطبيه : علينا تغيير إتجاه التيار , في الملفات , مع كل خطوه . إذا كان للمحرك أربعة أسلاك فقط , فهو بالتأكيد ثنائي القطبيه , وتركيبته الداخليه سهله جدا , وكأنك تتعامل مع ملفان فقط .
لقيادة هذا المحرك , نستعمل دائرة جسر " H " تدعى كذلك لشبهها بهذا الحرف الإنكليزي
هناك أربعة مفاتيح " لقد تعلمنا الترانيستور كمفتاح " . أليس كذلك؟. إذا لنرى كيف تعمل هذه الدائره ...عندما يكون مفتاح 1 و 4 مغلق (يسمح بمرور التيار) ........ سيجري التيار على الشكل التالي
وفي حال 3 و 2 مغلق....
هذه طريقة قيادة المحركات " ثنائية القطبيه " لا يفزعك تعقيدها فهناك شرائح تقوم بهذا العمل مثلا " L293D " لنرى رسما توضيحيا :
المحركات " آحادية القطبيه " . Unipolar
ذات 5 أسلاك أو 6 , تركيبتها الداخليه تبدوا كأنها أكثر تعقيدا , فهمها سهل , وطريقة قيادتها أبسط بكثير من الثنائيه . ميزتها الخاصه , التيار يجري في الملفات بإتجاه واحد , السلك الخامس, أو في حالة 6 أسلاك, الـ 5 والـ 6 ,عباره عن سلك مشترك لكل الملفات .... عادة يوصل على القطب الموجب لمصدر التغذيه
رؤيه سريعه لكيفية القياده بواسطة الترانسيستورات Q1,Q2,Q3,Q4. وجدول الحقيقه . مع تحرك بإتجاه وعكس عقارب الساعه.
تسير بالمحرك بإتجاه عقارب الساعه ,طبق الخطوات بالترتيب من الـ 1 للـ 4 , بعكس عقارب الساعه من 4 لـ 1 وبالترتيب . جيد .... هذه الفكره الأساسيه للعمل ..... لكن هناك شريحه جاهزه تقوم بعمل الترانسيستورات وتوفر علينا الكثير من مقاومات ودايود ووقت وهي ألـ ULN2803 أو ألـ ULN2003 مد/مخـ 8 و مد/مخـ 7
رائع أصبحت عندنا , فكره ممتازه عن المحركات الخطويه : هل نريد الوقوف هنا ؟ بالطبع لا .... نريد تطبيقات وأفكار لا تكون حكرا على أحد , بدون حقوق ملكيه فكريه , وذات نكهه عربيه خاصه , ومن هاوي لهواة .... إذا لنجرب .... ونضع من خلال التجارب رؤوس أقلام نستفيد منها ..... " تعلم معي صيد السمك" ....
نعود لمطبعتي التي أصبحت إربا إربا , وجدت بداخلها محركان واحد يحرك الرأس "حيت مخزن الحبر" وله أربعة أسلاك . إذا بدون شك هذا ثنائي القطبيه .
سأدعه جانبا . والثاني له خمسة أسلاك " آحادي القطبيه " .... أريد تجربة هذا الأخير .
نبدأ برؤوس الأقلام
1 - معرفه كامله لمواصفات ونوع المحرك, الذي نريد العمل به.
لا معرفه, ولا من يحزنون , أول مره نلتقي وجها لوجه . نظرت إلى خلفه وقلت دعنا نتعارف ...... "ها ها هاه وهــاه من الآن وحتى الصباح"....... طلع صاحبنا ياباني من إنتاج شركة " MITSUMI" ويدعى " M42SP-7P " سألت Google عن ورقة المواصفات . ماذا أفعل وزارات الثقافه ...... ومبارك وعبدالله وبقية الحاشيه الـ 21..... لا يمكن أن نسألهم عن شيئ . كالمثل اللبناني " الله يبعدهم عنا وما عليهم منا
هناك نوعان منه , 24 فولت و 12 فولت , صاحبي 12 فولت . يمكن أن يعمل بتيار ثابت ما بين 10,8 و 13,2 فولت . عدد ملفاته 4 وكل واحد يستهلك 259 ميلي أمبير . مقاومة كل ملف 50 أوم . 7.5 درجه/خطوه. آحادي القطبيه . يشغل ملفان 1 وملفان 0 . بعدها معلومات عن قوة المحرك. الآن هذا الأمر لا يهمني .ربما لاحقا ... ثم أقصى عدد من الخطوات في الثانيه. نعم هنا معلومه مهمه . لنحللها قليلا:
درسنا سويا على ما أعتقد في " الإرسال اللاسلكي" أن الملفات عندما يمر بها التيار , تولد حقلا مغناطيسيا , وعندما نقطعه عنها لا يختفي " بكن فيكون " بل يتضائل تدريجيا . هنا نحن نتعامل مع ملفات . لذلك المنتج يقول أقصى سرعه 600 خطوه بالثانيه . وهذا عندما يكون المحرك يدور في الهواء "لا يسحب ولا يدفع أجسام " .
معناها 600 ÷ 48 = 12,5 دوره/بالثانيه . ومعناها كذالك أن أقصى توقيت لتطبيق الخطوه = 600 ÷ 1000 = 0,6 ميلي ثانيه .... معناها .... أني إذا أردت إستعمال" المتحكم الصغير" والذي يطبق مليون أمر في الثانيه . لقيادة هذا المحرك وبدون وضع توقيت معين ستكون هناك فظيحه . فما بالك .... لو أخبرتك أنني أريد تجربته بواسطة الكومبيوتر .... الفظيحه ستكون أكبر .... إذا إنتبهنا للخطر , وسنأخذ الأمر بعين الإعتبار
نظرت إلى أسلاك صاحبنا مجددا فهي " أسود , أبيض , أحمر , أصفر و بني " ولا في أي مكان. هناك توضيحات أكثر . دخلت موقع mitsumi وجدت مواصفات عامه . لا تحل مشكلتي .... إذ لا تصدق أنظر
طيب ! من المؤكد أن محركي هو كما في الرسم التوضيحي في الوسط ... سأستعمل معلومة أن مقاومة كل ملف عباره عن 50 أوم . وسأحاول إكتشاف المشترك ..... حيث يجب أن تكون مقاومته مع أي سلك خمسين أوم . رائع ...
وجدت حلا وبالطريقه التاليه : بواسطة الملتيميتر تبين لي أن الأسود هو المشترك . فبينه وبين باقي الأسلاك 50 أوم. تركته على جنب , عندي محول أو مصدر تغذيه ثابت 12 فولت . وصلت سلك المحرك الأصفر على الموجب , وما تبقى من أسلاك , واحد تلو الآخر على السالب .
عندما وضعت الأبيض , تقدم المحرك 7.5 درجه لليمين . رائع عندي الملف الأول والطرف 1 أصفر , 2 أبيض . بالتأكيد أن الملف الثاني هو الأحمر والبني
الحل أن أضيف شريحة عاكس على دائرتي , أو أكون زكيا . وحيث أريد 1 أضع صفر . والعكس صحيح . وهذا ما سأفعل .
يجب وضع دايود زنر 15 فولت بين الطرف 10 والموجب لحماية 2803
ريد قيادة المحرك بواسطة ( ULN2803) ic نبحث بمواصفاته إذا كان بإمكانه توفير الـ 259 ميلي أمبير المطلوبه لكل ملف . نعم يوفر حتى 500 ملي . في كل مخرج . وإنتبهت كذلك أن كل مدخل يليه عاكس , معناها إذا في واحد منطقي في المدخل . سيكون هناك صفر أو لا جهد في المخرج والعكس صحيح .
أريد إستعمال المحرك بواسطة الكومبيوتر كما وعدت . اخترت مخرج التوازي . لنرى تركيبته
ما يهمني منه هو منفذ المعلومه , مكون من 8 بيت , وموجود في الأطراف 2 وحتى التسعه , والسلبي أو الأرضي , من الـ 18 وحتى 25 . ما تبقى لا يهمني أمرهم لتجربتي .
الفكره , أن أتحكم بألـ 2803 من خلال منفذ المعلومه وهذا الأخير بالمحرك ...
هذه دائرتي أكتملت . وأترك لك نصيحتان . لاتدخل أسلاكفي منفذ المطبعه . إذا كان متوفر لك شراء الوصله. والثانيه أن تشتري قاعدة شريحه لعشرين طرف تلحمها وعندها تركب 2803 .
وبواسطة الفيجوال بيسك او بال c او ال c++
يتم عمل برنامج يقوم بارسال النبضات للتحكم في المحرك
منقول
08-03-08, 03:50 PM
المحركات الخطويه (Stepper Motor)
جديد مواضيع قسم منتدى البرامج والمشاريع الالكترونية
العرض العادي
