Beranda » Elektrik » Motor Stepper

Motor Stepper

Tentang Motor Stepper

Motor stepper adalah motor listrik sinkron tanpa brush yang mengubah pulsa digital menjadi rotasi poros mekanis. Setiap putaran motor stepper dibagi menjadi beberapa step, misalnya 200 step, dan motor harus dikirim pulsa terpisah untuk setiap step. Motor stepper hanya dapat mengambil satu step pada satu waktu dan setiap step berukuran sama. Karena setiap pulsa menyebabkan motor berputar dengan sudut yang tepat, biasanya 1,8°, posisi motor dapat dikontrol tanpa mekanisme umpan balik. Saat pulsa digital frekuensinya meningkat, gerakan step berubah menjadi rotasi kontinu, dengan kecepatan rotasi berbanding lurus dengan frekuensi pulsa.

Motor step digunakan dalam aplikasi industri dan komersial karena biayanya yang rendah, keandalan yang tinggi, torsi tinggi pada kecepatan rendah, dan sederhana,

Kelebihan Motor Stepper

  • Mengubah sinyal input non-linier menjadi sinyal output linier. Ini umum untuk sinyal termokopel.
  • Sudut rotasi motor sebanding dengan pulsa input.
  • Motor memiliki torsi penuh saat berhenti (jika kumparan diberi energi).
  • Pemosisian yang tepat dan pengulangan gerakan karena motor stepper yang baik memiliki akurasi 3 hingga 5% dari satu step dan kesalahan ini tidak kumulatif dari satu step ke step berikutnya.
  • Respon yang sangat baik untuk memulai/menghentikan/membalikkan.
  • Sangat andal karena tidak ada brush kontak di motor. Oleh karena itu umur motor stepper hanya bergantung pada umur bantalan.
  • Respon motor stepper terhadap pulsa input digital memiliki kontrol loop terbuka, membuat motor lebih sederhana dan lebih mudah untuk dikendalikan. Hal ini dimungkinkan untuk mencapai rotasi sinkron kecepatan sangat rendah dengan beban yang langsung digabungkan ke poros.
  • Berbagai kecepatan rotasi dapat direalisasikan karena kecepatan sebanding dengan frekuensi pulsa input.
Motor Stepper

Jenis Motor Stepper

Ada tiga tipe dasar motor langkah:

  • Variabel Relaktansi,
  • Magnet permanen, dan
  • Hibrida.
Baca Juga :  Mengenal komponen ELCB dan MCB

Dalam artikel ini akan berkonsentrasi membahas jenis motor hibrida, karena motor stepper ini gabungan karakteristik terbaik dari motor variabel relaktansi dan motor magnet permanen. Dibuat dengan kutub stator bergigi banyak dan rotor magnet permanen.

Motor hybrid /; hibrida standar memiliki 200 gigi rotor dan berputar pada sudut step 1,8º. Menunjukkan torsi statis dan dinamis yang tinggi dan berjalan pada tingkat step yang sangat tinggi, motor stepper hibrida digunakan dalam berbagai aplikasi komersial termasuk drive disk komputer, printer/plotter, dan pemutar CD.

Beberapa aplikasi industri dan ilmiah dari motor stepper termasuk robotika, peralatan mesin, mesin pick and place, mesin pemotong kawat dan pengikat kawat otomatis, dan bahkan perangkat kontrol cairan yang presisi.

Mode Motor Stepper

Motor stepper “step mode” termasuk Full, Half dan Microstep. Jenis output mode stepper dari setiap motor stepper tergantung pada desain driver.

Step Penuh

Motor hibrida standar memiliki 200 gigi rotor, atau 200 step penuh per putaran poros motor. Membagi 200 step menjadi 360° rotasi sama dengan 1,8° sudut step penuh. Biasanya, mode step penuh dicapai dengan memberi energi pada kedua kumparan sambil membalikkan arus secara bergantian. Pada dasarnya satu pulsa digital dari driver setara dengan satu step.

Setengah Step

Setengah step berarti bahwa motor stepper berputar pada 400 step per putaran. Dalam mode ini, satu kumparan diberi energi dan kemudian dua kumparan diberi energi secara bergantian, menyebabkan rotor berputar pada setengah jarak, atau 0,9°. Meskipun memberikan torsi sekitar 30% lebih sedikit, mode setengah step menghasilkan gerakan yang lebih halus daripada mode step penuh.

Micro Step

Microstepping / Mikro Step adalah teknologi motor stepper yang relatif baru yang mengontrol arus dalam kumparan motor ke tingkat yang selanjutnya membagi jumlah posisi antar kutub. Drive microstepping mampu membagi satu step penuh (1,8°) menjadi 256 step mikro, menghasilkan 51.200 step per putaran (0,007°/step).

Baca Juga :  Inovasi Baru, Menciptakan Pembangkit Listrik dari Garam

Microstepping biasanya digunakan dalam aplikasi yang membutuhkan penentuan posisi yang akurat dan gerakan yang lebih halus pada berbagai kecepatan. Seperti mode setengah step, microstepping memberikan torsi sekitar 30% lebih sedikit daripada mode step penuh.

Kontrol Gerak Linier

Gerakan putar dari motor stepper dapat diubah menjadi gerak linier menggunakan sistem penggerak roda gigi cacing/sekrup timbal. Timbal, atau pitch, sekrup timah adalah jarak linier yang ditempuh untuk satu putaran sekrup. Jika timah sama dengan satu inci per putaran, dan ada 200 step penuh per putaran, maka resolusi sistem sekrup timah adalah 0,005 inci per step. Resolusi yang lebih halus pun dimungkinkan dengan menggunakan sistem motor/penggerak step dalam mode microstepping.

Sambungan Seri vs. Paralel Ada dua cara untuk menghubungkan motor stepper, secara seri atau paralel. Sambungan seri memberikan induktansi tinggi dan oleh karena itu torsi yang lebih besar pada kecepatan rendah. Sambungan paralel akan menurunkan induktansi yang menghasilkan peningkatan torsi pada kecepatan yang lebih cepat.

Ikhtisar Teknologi Driver

Driver motor menerima sinyal step dan arah dari pengindeks atau sistem kontrol dan mengubahnya menjadi sinyal listrik untuk menjalankan motor stepper. Satu pulsa diperlukan untuk setiap step poros motor. Dalam mode step penuh, dengan motor 200 step standar, diperlukan 200 pulsa step untuk menyelesaikan satu putaran. Kecepatan putaran berbanding lurus dengan frekuensi pulsa. Beberapa driver memiliki osilator terpasang yang memungkinkan penggunaan sinyal analog eksternal atau joystick untuk mengatur kecepatan motor.

Koneksi Paralel

Performa kecepatan dan torsi motor step didasarkan pada aliran arus dari driver ke kumparan motor. Faktor yang menghambat aliran, atau membatasi waktu yang dibutuhkan arus untuk memberi energi pada kumparan, dikenal sebagai induktansi. Efek induktansi, sebagian besar jenis sirkuit driver dirancang untuk memasok tegangan yang lebih besar daripada tegangan pengenal motor.

Baca Juga :  Fungsi, klasifikasi dan jenis sakelar / switch

Semakin tinggi tegangan output dari driver, semakin tinggi tingkat torsi vs kecepatan. Umumnya, tegangan keluaran driver (tegangan bus) harus diberi nilai 5 hingga 20 kali lebih tinggi dari peringkat tegangan motor. Untuk melindungi motor dari kerusakan, penggerak motor stepper harus dibatasi arusnya pada nilai arus motor stepper.

Ikhtisar Pengindeks

Pengindeks, atau pengontrol, memberikan output step dan arah ke driver. Sebagian besar aplikasi mengharuskan pengindeks mengelola fungsi kontrol lainnya juga, termasuk akselerasi, deselerasi, step per detik, dan jarak. Pengindeks juga dapat menghubungkan dan mengontrol banyak sinyal eksternal lainnya.

Komunikasi ke pengindeks adalah melalui port serial RS-232 dan dalam beberapa hal menggunakan port RS485. Dalam kedua cara tersebut, pengindeks mampu menerima perintah tingkat tinggi dari komputer host dan menghasilkan pulsa step dan arah yang diperlukan ke driver.

Pengindeks menyertakan I/O tambahan untuk memantau input dari sumber eksternal seperti sakelar Go, Jog, Home, atau Limit. Itu juga dapat memulai fungsi mesin lain melalui pin output I/O.

Operasi yang Berdiri Sendiri

Dalam mode yang berdiri sendiri, pengindeks dapat beroperasi secara independen dari komputer host. Setelah diunduh ke memori non-volatile, program gerak dapat dimulai dari berbagai jenis antarmuka operator, seperti keypad atau layar sentuh, atau dari sakelar melalui input I/O tambahan. Sistem kontrol motor stepper yang berdiri sendiri sering dikemas dengan driver dan catu daya dan umpan balik enkoder opsional untuk aplikasi “loop tertutup” yang memerlukan deteksi macet dan kompensasi posisi motor yang tepat.

Bagikan

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *

Situs ini menggunakan Akismet untuk mengurangi spam. Pelajari bagaimana data komentar Anda diproses.