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1 Espaço Programação e Eletrónica – Motores de passo

Espaço Programação e Eletrónica Exploração de programação em Snap4Arduino de arduino envolvendo circuitos com motores de passo Introdução O motor de passo é controlado através de um sinal digital e pode ser uma boa escolha sempre que se pretender movimentos precisos. O ponto forte de um motor de passo não é a sua força (torque) nem a sua capacidade de desenvolver grandes velocidades, mas a possibilidade de controlar movimentos de forma precisa. A tabela seguinte faz uma comparação resumida entre os três tipos de motores mais vulgares na eletrónica:

https://www.telecom.uff.br/pet/petws/downloads/tutoriais/stepmotor/stepmotor2k81119.pdf

Há vários tipos de motores de passo: os bipolares (4 fios), os unipolares (5 fios), os unipolares / bipolares (série) (6 fios) e os unipolares / bipolares (série/paralelo) (7 fios). Neste trabalho usaremos um motor unipolar. Um motor unipolar tem dois enrolamentos por fase. Os extremos das bobinas correspondem aos quatro fios de controlo; com o controlador que usaremos neste trabalho, não teremos de nos preocupar com a ligação do 5º fio. O controlo do motor é feito através de combinações digitais de 4 bits. O motor pode operar em passo completo ou em meio passo (a exploração de cada uma das formas de operação será feita nos exercícios seguintes).

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Quanto à programação, existem já uma série de livrarias e programas em C para trabalhar com o Arduino, muitas delas disponíveis no próprio software do Arduino (no menu File --> Example). Para explorar a programação através de linguagens gráficas, temos de usar o programa Snap4Arduino, uma vez que a comunicação PC – arduino é demasiado lenta em S4A para controlar um motor de passo. Ainda assim, há a registar que a velocidade do motor, mesmo utilizando o software Snap4Arduino, fica bastante comprometida, sendo que o uso de linguagens gráficas no controlo deste tipo de motores é essencialmente didático. Exercício 1 – Funcionamento básico do motor dc Objetivo: Testar o funcionamento do motor de passo em modo wave (passo completo), modo normal (passo completo) e meio passo Material a utilizar: Arduino, breadboard, Motor passo 28BYJ-48, Controlador ULN2003, fios Entradas / saídas do Arduino a utilizar: 4 saídas digitais 1.1. Efetuar a seguinte ligação:

1.2 No modo de funcionamento wave, é ativada apenas uma fase em cada passo. O torque será pequeno, assim como o consumo de energia.

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1.2.1. Implementa o modo wave através do Snap4Arduino. A sugestão de programação é dada na imagem seguinte.

1.2.2. Quanto graus faz aproximadamente o motor de passo? Verás que o motor faz aproximadamente 360º. Na verdade, de acordo com a datasheet do motor, são necessárias 512 instruções para cumprir a volta completa. Altera o número indicado na função Repeat para esse valor. 1.2.2.Com um cronómetro, determina o tempo que o motor demora a completar um volta completa. 1.2.4. Repete a alínea anterior alterando o valor da função Wait para 0,01s. O que observas? 1.2.5. Altera a ordem de ativação do pinos. O que observas?

1.3. No modo de funcionamento normal, são ativadas duas fase em casa passo. O torque será maior que no modo anterior, mas aumentará também o consumo de energia.

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1.3.1. Implementa o modo wave através do Snap4Arduino, fazendo as alterações necessárias à programação realizada na alínea anterior. 1.3.2. Faz inverter a marcha do motor. 1.4. No modo de funcionamento meio passo, é duplicado o número de passos para cumprir uma rotação completa. O movimento torna-se mais suave, ainda que o torque se torne mais irregular.

1.3.1. Implementa o modo meio passo através do Snap4Arduino, fazendo as alterações necessárias à programação realizada na alínea anterior. 1.3.2. Verifica como varia a velocidade do motor relativamente aos modos de passo completo. O que concluis? Exercício 2 – Uma aplicação utilizando o motor de passo Objetivo: Simular um controlo automático de estore. Usar dois botões de pressão. Pressionando o primeiro, o motor deve rodar num sentido; pressionando o segundo, o motor deve inverter o sentido de rotação. Enquanto o estore estiver em movimento, um LED deve ser ligado um LED sinalizador. Material a utilizar: Arduino, breadboard, Motor passo 28BYJ-48, Controlador ULN2003, 2 botões de pressão, 2 resistências 10kΩ, 1 LED, 1 resistência 220Ω, fios Entradas / saídas do Arduino a utilizar: 5 entradas digitais, 2 entradas digitais

Para saber mais e soluções dos exercícios: http://arduinoescola.blogspot.pt/2016/02/controlo-de-motores-de-passo-com.html