Motori passo passo

Gestire la curva di accelerazione


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Spesso si trovano in giro per internet piuttosto che sui libri specializzati, degli schemi di controllo per i motori passo passo. Bene o male tutti quanti riportano lo schema qui sotto facendo complicate elugubrazioni sulla sequenza delle fasi e sulle correnti che circolano nelle stesse.

stepper motor driver
Sistema di controllo per motori passo passo

Io vorrei avere un punto di vista diverso: supponiamo che le correnti all'interno degli avvolgimenti siano perfettamente controllate e che il motore sia pilotato a passi interi con entrambe le fasi alimentate; come al solito si presentano i due segnali di controllo per eccellenza, DIR e STEP. La scelta per DIR e' semplice ma STEP a che frequenza lo pilotiamo?
La domanda vorrebbe essere piu' subdola di quello che sembra, la domanda implicita e': "E' possibile pilotare il motore a frequenza costante?"

Facciamo un paio di precisazioni tanto per capire quale sia la risposta naturale alla domanda di cui sopra: supponiamo che il motore trascini un carrello piuttosto pesante su una rotaia, non deve pesare quintali, 4 o 5 etti sarebbero sufficienti per rispondere che non e' possibile avviare il motore a piena velocita', ma che la velocita' di regime del motore debba essere raggiunta con una curva di accelerazione.

Alla stessa stregua se ora che il carrello e' lanciato tentassimo di fermare il motore di colpo il risultato sarebbe probabilmente disastroso, nella peggiore delle ipotesi potremmo rompere ingranaggi, cinghie e quant'altro.
Tutto questo indipendentemente dal sistema meccanico che lega il motore al carrello: riduzioni, viti, ingranaggi, cinghie, in tutti i casi non e' possibile partire a cannone e sperare che il carrello venga dietro; nella migliore delle ipotesi il motore si metterebbe a ronzare senza produrre alcun movimento.

Accelerazione

Supponiamo di aver trovato in qualche modo empirico, oppure di averlo letto sul giornale, oppure di averlo chiesto all'amico che lo sa di sicuro, quale sia la frequenza massima degli impulsi di STEP da inviare al nostro motore. Questa sara' la nostra frequenza di regime degli impulsi. Ad esempio possiamo considerare una frequenza di 400 passi al secondo (passi interi). Supponiamo anche di aver capito che il motore a quella frequenza non parte nemmeno se ci mettiamo a piangere. Abbiamo quindi bisogno di una curva di accelerazione.

La cosa piu' semplice che si possa immaginare consiste nell'accelerare costantemente fino a velocita' massima, quindi mantenere la velocita' costante fino all'approssimarsi della destinazione e decellerare costantemente fino a fermarsi con precisione micrometrica nel punto di arresto prescelto. I grafici qui sotto mostrano l'andamento nel tempo dell'accelerazione e della velocita' del nostro carrello.

stepper motor driver
Sistema di controllo per motori passo passo


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