‘Socorro’. Esta é a palavra
que vem à cabeça de muita gente quando falamos nas particularidades dos motores
de passo, que podem ter 4, 5, 6 e 8 fios. Mas, hoje posso dizer que este tipo
de motor já não é mais nenhum bicho de sete cabeças, pois estão começando a
ficar cada vez mais padronizados.
Motores mais comuns
Aqui vamos falar sobre os
motores mais comuns: de 4, 5, 6 e 8 fios, que podem ser unipolar ou bipolar. O
mais conhecido deles é o bipolar, de 4 fios, que é o que a gente usa, por
exemplo, com diversos drives, como o TB6600, com aquele driver de impressora Router
4988, com o DRV8825, entre outros. Já os motores de 5 fios, esses são
unipolares. Nos de 6 e 8 fios, estes se enquadram como unipolares ou bipolares
dependendo da forma de conexão com o driver.
Bobinas
A maioria dos motores de passo
que abri até hoje é de oito enrolamentos, ou seja, não é porque aparecem
somente duas bobinas no esquemático que seja apenas isso.
Então, como estamos falando
sobre isso, aproveito este espaço para responder uma pergunta de um seguidor, o
Natan Bittencourt, e explicar melhor este assunto: “Fernando, não entendi muito
bem a questão da resolução do motor de passo. Ela tem a ver com a quantidade de
bobinas dentro do motor? Eu posso variar a quantidade de passos dentro de uma
rotação completa apenas variando a intensidade da corrente elétrica nas
bobinas?”.
Pois bem, a questão é: se
tivessem mais bobinas no motor teria mais resolução? Não! O que causa resolução
no motor de passo é o número de fases com o número de dentes. Quase sempre é isso.
Então, quando você vai pesquisar na
internet encontra esses diagramas de polo norte com polo sul (abaixo).
Isso tem o lado bom e o ruim. Serve didaticamente, tem sua utilidade, mas é ruim para fazer um paralelo com o motor de passo no sentido dos dentes porque quando você joga sequência na bobina, você está mudando a posição do motor em pequenos ângulos..Então, cuidado com esse tipo de representação.
Isso tem o lado bom e o ruim. Serve didaticamente, tem sua utilidade, mas é ruim para fazer um paralelo com o motor de passo no sentido dos dentes porque quando você joga sequência na bobina, você está mudando a posição do motor em pequenos ângulos..Então, cuidado com esse tipo de representação.
Mas, outra coisa que quero abordar
hoje é sobre as ondas.
Nesta imagem temos a onda de
um passo simples, a onda de meio passo e a onda do micro passo 1/8. Então, quanto
mais você aumenta o micro passo, 1/8, 1/16 – bastante usado pelas impressoras 3D
–, 1/32, os drivers tendem a jogar uma senóide em cima das bobinas. Na prática,
porém, não é isso que vejo, pessoal. E, por quê? Porque a maioria dos drivers
que a gente compra é desses mais baratos. Mesmo o TB6600, 8825, 4988, eles são do
tipo mais simplificado, justamente para baratear. Tenho que dizer, no entanto,
que eles são inteligentes, fazem bastante coisas, controlam micro passos, mas
não chegam até a última consequência de gerar uma senóide na saída.
Motor bipolar
Então, o que causa a resolução
do motor? Ela se dá pelo número de dentes vezes o número de fases,
influenciando se este motor consegue, por exemplo, ter 400 ou 200 passos por
volta. No motor bipolar, as bobinas são ligadas juntas. São, geralmente, oito
bobinas, mas somente dois circuitos.
Eu, particularmente, tenho
preferência pelo motor bipolar. Primeiro que ele é mais padrão. Segundo porque a
maioria dos drivers novos que estão saindo também são bipolares. Então,
acredito que 95% dos motores que vocês vão encontrar daqui para frente serão
bipolares. Mas, também posso estar errado, claro. A engenharia é uma coisa que
pode mudar a qualquer minuto. No entanto, HOJE, minha preferência particular é
o bipolar.
Número de dentes
Nema 14 |
Lá na China eles têm também um
motor de passo de 100 dentes. O que isso significa? Muito mais precisão. São
400 passos por revolução. Isso traz muitos benefícios, sendo que o primeiro é
que evita região de ressonância. Já fiz vários testes com motor de passo e vejo
que, quando ele entra nessa região de ressonância é ruim, pois faz barulho e
perde torque.
Driver Unipolar
O driver de motor Unipolar tem
a bobina hora energizada e hora não conectada. Então, só tem um polo, ao
contrário do bipolar. Na imagem temos uma representação simples de um driver feita
com transistor de efeito de campo. Quando polarizamos o Gate de um determinado
transistor, ele deixa a corrente fluir. Para isso é necessário que você faça
uma sequência binária. Também mostro um ULN2003 ligado em uma configuração unipolar
de 5 fios.
Driver Unipolar x Driver
Bipolar
Driver Bipolar |
Datasheet
Este é um datasheet de um Nema
17, de 6 fios, logo ele pode ser ligado como bipolar ou como unipolar. Mostra que o motor de passo, no geral, ele
começa em baixa RPM e, conforme vai aumentando essa velocidade vai caindo o
torque.
Falando especificamente do
Holding Torque, o datasheet mostra que, se você ligar o motor em um driver
unipolar, ele perde 30% do torque.
Já neste datasheet de um Nema
23, a curva de torque quase chega a 750 RPM. O motor que estava com 9kgf.cm de
torque vai a 1kgf.cm. Então, quando você for comprar um motor de passo é
importante observar esse datasheet para ver em que RPM você vai operar o motor.
Quanto ao Holding Torque, quando ligado em unipolar, também caiu. Quando você
liga a bobina em paralelo, o torque não muda.
Torque: Bipolar x Unipolar
Neste espaço fazemos uma comparação
do torque bipolar com o unipolar. Lógico que, nos dois tipos, conforme aumentamos
a RPM, o torque vai caindo. Mas, o bipolar já começa 30% acima no unipolar. O
que enxerguei, no entanto, é que o unipolar chega a uma RPM mais alta, a qual o
bipolar não chega. De repente isso seja ideal para determinada aplicação. Daí a
necessidade de conhecer os dois tipos de motor e saber qual a melhor escolha
para seu projeto.
Potência
Vamos falar um pouco sobre: Torque
- Potência – Velocidade. Nesta imagem, o tracejado é a potência e a linha sólida
é o torque. A marcação na horizontal trata da velocidade. Então, o gráfico
mostra a relação entre esses três elementos. A melhor posição é quando a
potência está em uma região que não gasta muita potência e o torque se encontra
alto.
Você pode regular o torque do
motor também aumentando a corrente ou a tensão que você joga em cima do driver.
8 Comentários
Muito bom seu vídeos. ...
ResponderExcluirBem explicado....
Resolveu alguns problemas que estava tendo.
Wlew
Muito boa a aula de motor de passo. Gostaria de ter uma aula de driver. 4988 tmc2130 para poder ter uma ideia melhor de que driver usar na construção de uma impressora 3d ou de uma plotter lazer com alta resolução utilizando motores de 0.9graus de resolução.
ResponderExcluirUm grande abraço Fernando... É mais uma vez obrigado.
Boas Fernando...
ResponderExcluirVendo seu video no youtube, preciso te fazer uma pergunta:
Como faço pra configurar o MACH3 e/ou o EMC2 para o drive TB 6600? Não estou conseguindo e já estou desde JUNHO de 2017.
Grato
Edson jesus
https://www.youtube.com/watch?v=BbGQtHO0GSs&list=PLQXjHQyol0PL0g1dFCWUL9HbP-sC-L6AW
ExcluirMuito boa aula, sou da area industrial as vezes fico perdido com alguns motores de passo, com essa aula sanou muitas duvidas.
ResponderExcluirTestei meu motor de passo e achei algo estranho: tenho conectores para seis fios e identifico as bobinas com o ohmimetro sem problemas mas a resitencia em cada bobina com o pino comum não é igual a metade do valor da bobina em si. o motor então esta com problemas ou isso pode acontecer? obrigado
ResponderExcluirBoa tarde. Estou trabalhando em uma aplicação que utiliza dois motores de passo Nema17 com drivers A4988. Ocorre que o motor não estão funcionando corretamente. O torque é baixo e não consegue girar duas rodas com um peso de aproximadamente 3kg em cima. Será configuração dos drivers? Sem o peso as rodas giram normalmente.
ResponderExcluirOlá. Estou com dificuldades em um motor que tem 6 bobinas independentes. Não consegui formar uma ordem de passo. Tens alguma ideia?
ResponderExcluirObrigado