Thai | Eng Shopping Cart

หน้ารับ
SAA<รวมอุปกรณ์ชุดคิทหุ่นยนต์,สายแพ,อาร์โดโน่> (19)
SAL<หน้าแปลน,ฉากยึด> (26)
SBA<แบตเตอรี่> (3)
SBL<บอลสกรู,ลิเนียสเกล> (22)
SBR<ลูกปืน> (38)
SBT<ลูกปืนสไลต์,ตลับลูกปืน,ลูกปืนโยก> (37)
SCD<ชุดควบคุมมอเตอร์DC> (15)
SCE<โหลดเซลล์> (5)
SCP<ข้อต่อเพลา,ยอย,คัปปิ้ง,โปรไฟล์> (38)
SCT<ชุดควบคุมสเตปปิ้ง> (24)
SEN<เอ็นโค้ดเดอร์> (5)
SEV<มอเตอร์เซอร์โวAC> (44)
SFU<ฟิวส์> (20)
SGB<เฟืองโซ่ ,โซ่ > (20)
SGD<เฟืองขบ,เฟืองสะพาน> (17)
SGE<เฟืองสายพาน> (17)
SGN<เจนเนอเรเตอร์> (3)
SIN<อินเวอเตอร์> (8)
SKT<มอเตอร์จักรยาน> (27)
SLC<โซล่าเซลล์> (24)
SMA<มอเตอร์เกียร์AC> (16)
SMD<มอเตอร์Speed DC> (21)
SME<มอเตอร์แกนชัก> (5)
SMG<มอเตอร์เกียร์DC> (37)
SMN<แม่เหล็ก> (1)
SMR<รีเลย์,สวิทซ์> (24)
SMU<เพาเวอร์โมดูล> (22)
SMV<ไมโครเซอร์โวมอเตอร์DC> (4)
SPC<คอนเวอร์เตอร์/StepUp/StepDown> (9)
SPE<แผ่นร้อน/เย็น> (15)
SPL<พี.แอล.ซี > (21)
SPU<ปั้มน้ำ,ปั้มลม > (16)
SPW<พาวเวอร์ซัพพลาย> (25)
SSA<เซนเซอร์จับวัตถุ/จับสี> (21)
SSE<เซนเซอร์จับเหล็กProximity> (14)
SSI<เซ็นเซอร์วัดระดับน้ำ> (4)
SSR<โซลิตสเตทรีเลย์> (18)
SST<โซ่,สายพาน> (32)
SSV<โซลินอยด์วาล์ว > (29)
STE<ตั้งเวลา,นับจำนวน,วัดอุณหภูมิ> (13)
STP<มอเตอร์สเตปปิ้ง> (38)
SWA<ล้อโอมนิ OmniWheel> (17)
SWE<ล้อหุ่นยนต์/ล้ออิสระ> (27)

Visitor No.
หน้าแรกแสงตะวัน หมวดสินค้า แผนที่ร้าน บริการของเรา ลิงค์ เว็บบอร์ด ข่าวสาร วิธีการชำระเงิน  
sangtawan
ข่าวสาร
หลักการ step
 ข้อมูลด้านฮาร์ดแวร์

ความรู้เบื้องต้นและ หลักการทำงาน Step Moter ตอนที่1

    Step Moter เป็นมอเตอร์ที่มีลักษณะเมื่อเราป้อนไฟฟ้าให้กับมอเตอร์ทำให้หมุนเพียงเล็กน้อยตามเส้นรอบวงและหยุด ซึ่งต่าง จากมอเตอร์ ทั่วไปที่จะหมุนทันทีและตลอดเวลาเมื่อป้อนแรงดันไฟฟ้าข้อดีของสเต็ปมอเตอร์ สามารถกำหนด ตำแหน่งของการหมุนด้วยตัวเลข(องศาหรือระยะทาง) ได้อย่างละเอียดโดย ใช้คอมพิวเตอร์หรือ ไมโครคอนโทรลเลอร์เป็น เครื่องกำหนดและจัดเก็บตัวเลข

     โครงสร้างของขั้วแม่เหล็กบนสเตเตอร์ทำมาจากแผ่นเหล็กวงแหวนที่มีซี่ยื่นออกมาประกอบกันเป็นชั้นๆ โดยที่แต่ละซี่นั้นจะมีคอยล์(ขดลวด)พันสวมอยู่ เมื่อมีการป้อนกระแสผ่านคอยล์ทำให้เกิดสนามแม่ เหล็กไฟฟ้า(Electromagnetic) ดูดังรูปด้านล่างนี้ จะแสดงถึงองค์ประกอบที่กล่าวมาครับ

      

            

รูป โครงสร้างภายในสเต็ปมอเตอร์     

ในที่นี้ซึ่งถ้าเราเพิ่มจำนวนของขั้วแม่เหล็กมากขึ้นจะเพิ่มจำนวนของสเต็ปต่อวงจรรอบมากขึ้นตามด้วย ลองดูตามรูปด้านบน

   ลักษณะการนำไปใช้งาน สเต็ปมอเตอร์ ใช้งานลักษณะ Open Loop System แปลเป็นภาษาไทย ระบบเปิด คือ สเต็ปมอเตอร์สามาทำงานได้โดยไม่ต้องมีการ ป้อนค่าพารามิเตอร์กลับมา (Feed back) แต่ทุกวิธีที่ต้องการกำหนดตำแหน่งที่แน่นอนนั้นล่ะ จะต้องการป้อนกลับไปยังระบบและตัวบอก ตำแหน่งว่าถูกต้องหรือผิดผลาดให้รับทราบ

   ดังเช่นวิธีที่ใช้กับสเต็ปมอเตอร์ คือเรานำลิมิทสวิตช์ ์ติดตามตำแหน่งที่จะตรวจจับ เมื่อสเต็ปมอเตอร์ เริ่มหมุนแล้วหมุนไปจนถึงตำแหน่งของสวิตช์ตรวจจับสัญญาณ สวิตช์ทำงานก็จะป้อนกลับไปสู่ระบบ ซึ่งก็จะทำให้รู้การทำงานของสเต็ปมอเตอร์ตลอด ตัววงจรไมโครคอนโทรลเลอร์เองจะมีจุดอ้างอิง ไว้ให้เริ่มต้นการทำงานและอ้างอิงตำแหน่งได้ถูกต้อง

 

     

โดยแนวทางสเต็ปมอเตอร์เป็นอุปกรณ์จำพวกเชิงกลทางไฟฟ้า โดยมีกรุ๊ปของไบนารี่โวลท์เตทเป็นอินพุตและการเคลื่อนที่ แบบเชิงมุมเป็นเอาท์พุต หรือว่าหมุนทีละสเต็ปซึ่งอยู่ระหว่าง 0.1 - 30 องศา อยู่ที่โครงสร้างของสเต็ปมอเตอร์ โดยตามสํญญาณ      พัลซ์ที่จ่ายให้กับขดสเตเตอร์ทำให้เกิดแรงผลักแก่โรเตอร์หมุนไป สเต็ปมอเตอร์มีขดลวดหลายชุดในที่นี้เราเรียกว่า Phase        (เฟส) ดังนั้นสัญญาณที่ต่อเนื่องเป็น Sequence(ซีเควน) ลักษณะของBinary(ไบนารี่) ซึ่งจะต้องไปผ่านวงจร Driver(ไดรเวอร์) ก็จะ  ทำให้โรเตอร์หมุนไปอย่างต่อเนื่อง ที่กล่าวมาสามารถดูได้จากรูปด้านบนชื่อ การควบคุมสเต็ปมอเตอร์ครับ

     คราวนี้ให้ดูที่รูปชื่อการพันขดลวดบนสเตเตอร์ของสเต็ปมอเตอร์  จะเห็นว่าการพันมีด้วยกัน 2 วิธี คือ แบบ Bipolar(ไบโพล่าร์กับ แบบ Unipolar(ยูนิโพล่าร์) 

     แบบ Bipolar 

     จะมีการพันขดลวดหนึ่งขด(จะกี่รอบก็แล้วแต่ สเป็กใช้งานนะครับ)ในแต่ขั้วแม่เหล็กของสเเตอร์ โดยขั้วแม่เหล็กที่เกิดขึ้น ที่สเตเตอร์จะถูกกำหนดโดยทิศทางของการไหลของกระแสไฟฟ้า ซึ่งสามารถทำให้เกิดขั้วแม่เหล็กในทิศทางตรงกันข้ามได้เพียง  การกลับทิศทางของการไหลในกระแสไฟฟ้า โดยมาจากการควบคุมของวงจรสวิทชิ่งให้กลับขั้วไฟฟ้า

   แบบ Unipolar

    แบบนี้มี 2 ขด บนแต่ละขั้วแม่เหล็กของสเตเตอร์ ทำให้แต่ละขดลวดเกิดขั้วแม่เหล็กในทิศทางตรงกันข้าม เช่นกันครับการกลับทิศทางขั้วแม่เหล็กทำได้โดยใช้วงจรสวืทชื่งให้สลับหนึ่งไปยังอีกขั้วหนึ่งแทนกันแค่ล่ะครับ 

    พื้นฐานการสวิทชิ่งดูรูปด้านบนที่ชื่อวงจรการจ่ายไฟให้กับสเต็ปมอเตอร์ครับ ท่านคงจะถามในใจแล้วว่การพันขดลวดทั้ง 2 แบบที่กล่าวมา มันต่างกันอย่างไร สั้นๆครับ แบบยูนิโพล่าร์จะทำให้เกิดแรงบิดน้อยกว่าแบบไบโพล่าร์  แล้วก็จะต้องมีคำถามตามมาอีกว่าแล้วถ้าไปซื้อหรือหามาใช้งานจะรู้ได้จากตรงใหน ก็สังเกตูจาก สายไฟที่ต่อมาจากตัวสเต็ปมอเตอร์ซึ่งแบบไบโพลาร์จะมี 4 สาย ส่วนเป็นแบบยูนิโพล่าร์จะมี 5 สายหรือ 6 สาย ครับ      

 

การสั่งงานควบคุมการหมุนของสเต็ปมอเตอร์

    การควบคุมและสั่งงานให้สเต็ปมอเตอร์ทำงาน ไปทีละสเต็ปสามารถทำได้โดยการจ่ายกำลังไฟไปยังขดลวด ในแต่ละขอบนสเตเตอร์ โดยการป้อนจะทำในลักษณะเป็นลำดับหรือเรียกว่า ซีเควนเวียลในลูปที่ถูกต้อง ซึ่งจะแบบ ได้เป็น 3 รูปแแบ คือ แบบเวฟ(wave) แบบ 2 เฟส(2 phase) และแบบครึ่งสเต็ป (half step) ทั้ง 3 แบบนี้ก็จะมีข้อดีและข้อเสียต่างกันออกไป

   แบบเวฟ (wave)

   จะเป็นการกระตุ้นแบบที่ง่ายที่สุด ซึ่งจะทำการกระตุ้นขดลวดทีละขดในเวลาหนึ่งๆเรียงกันไป ตัวอย่างเช่น ขดที่ 1 , 2 , 3 , 4 ,1, 2 , 3 , 4 เป็นลำดับอย่างนี้ หรือ ขด 1 , 4 , 3 , 2 , 1 , 4 , 3 , 2 เป็นลำดับกันไป ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับทิศทางที่เราต้องให้มอเตอร์หมุนไป วงจรที่นำมากระตุ้นนั้นจะมีราคาค่อนข้างจะถูกกว่าและง่ายกว่า ดังในรูปของวงจรการจ่ายไฟ ที่อยู่ด้านบนนั้น 

   เราสามารถเขียนขั้นตอนการทำงานเป็นตารางออกมาได้ดัวนี้

Step No. Phase 1 Phase 2 Phase 3 Phase 4
1 ON      
2   ON    
3     ON  
4       ON
5 ON      
6   ON    

    แบบ 2 เฟส(2 Phase)

   แบบนี้ก็จะคล้ายกับการกระตุ้นในแบบเวฟแต่จะต่างกันตรงที่ แบบ 2 เฟส จะกระตุ้นทีละ 2 ขด ที่อยู่ใกล้กันใน เวลาเดียวกัน และจะเรียงลำดับกันไป ดังเช่นแบบเดียวกับแบบเวฟครับ จะยกตัวอย่างการกระตุ้นขดลวดในลักษณะ ซีเควนให้เดูดังนี้ 12,23,34.41,12,23,34,41 เรียงลำดับกันไปเรื่อยๆ หรือจะเป็น 14,43,32,21,14,43,32,21 เรียงกันไปเรื่อยๆเช่นกัน ถ้าจะมากล่าวถึงข้อดีข้อเสียของแบบ 2 เฟส แล้วมีดังนี้

   ข้อดี  การที่เราจะเพิ่มจำนวนขดลวดที่ถูกกระตุ้นจะทำให้แรงบิดได้มากกว่า แบบเวฟ ซึ่งโรเตอร์จะหมุนด้วยแรง ดึงแบเต็มๆแรงจาก ทั้ง 2 ขดลวดที่กระตุ้นพร้อมกัน

   ข้อเสีย แบบ 2 เฟส จะกระตุ้นขดลวดนั้นต้องใช้กำลังไฟมากขึ้นเป็น 2 เท่าของแบบเวฟ ก็เป็นไปตามธรรมชาติ ได้อย่างก็ต้องเสียอย่าง นั้นล่ะครับ

   เราสามารถเขียนลำดับการกระตุ้นของขดลวดแบบ 2 เฟส ได้ดังในตารางต่อไปนี้

Step No. Phase 1 Phase 2 Phase 3 Phase 4
1 ON ON    
2   ON ON  
3     ON ON
4 ON     ON
5 ON ON    
6   ON ON  

     แบบครึ่งสเต็ป 

     แบบนี้แบบรูปแบบผสมผสานของการกระตุ้นระหว่าง แบบเวฟ กับ แบบ 2 เฟส เพื่อให้จำนวนรอบของสเต็ปให้ มากขึ้นเป็น 2 เท่า ซึ่งในระบบนี้จะทำการกระตุ้นขดลวดเรียงกันไปเรื่อยๆเป็นลำดับ ดังจะยกตัวอย่างต่อไปนี้       1,12,2,23,3,34,4,41,1,12,2,23,3,34,4,41,1 เป็นลำดับอยู่อย่างนี้เรื่อยไปครับ ถ้าเราจะกลับทิศทางการหมุนก็จะไดเป็นดังนี้ครับ 1,41,4,43,3,32,2,21,1,41,4,43,3,32,2,21,1 เป็นลำดับ กันไปเราจะมาพูดกันถึงข้อดีและข้อเสียของการกระตุ้นแบบครึ่งสเต็ปกัน

    ข้อดี การกระตุ้นแบบนี้จะให้แรงบิดที่เพิ่มมากขึ้น เนื่องจากช่วงสเต็ปที่มีระยะสั้นลงออีกประการหนึ่งแต่ละ สเต็ปเกิดแรงดึงจากขดลวด 2 ขดที่ถูกกระตุ้นพร้อมกันเป็นผลให้ค่าตำแหน่งความถูกต้องมากขึ้นไปด้วย

   ข้อเสีย ก็คงจะเช่นเดียวกับแบบ 2 เฟสล่ะครับ ที่ต้องจ่ายกำลังไฟเป็น 2 เท่าของแบบเวฟหรือจะใช้เท่ากับแบบ 2เฟส นั้นเอง 

   ดังนั้นเราสามารถนำลำดับการทำงานของ แบบครึ่งเฟส ในรูปของตารางได้ดังนี้ 

Step No. Phase 1 Phase 2 Phase 3 Phase 4
1 ON      
2 ON ON    
3   ON    
4   ON ON  
5     ON  
6     ON ON
7       ON
8 ON     ON
9 ON      
10 ON ON    

       

      ทั้งหมดนี้ก็เป็นพื้นฐานของความรู้ด้านสเต็ปมอเตอร์เพื่อที่จะนำให้สามารถนำไปประกอบกับ การใช้ทำโครงงานต่างๆในงานอินเทอร์เฟสโดยการเขียนโปรแกรมไปควบคุมสเต็ปมอเตอร์ได้ต่อไป

 

กลับไปหน้า ข่าวสาร
ร้านแสงตะวัน เลขที่ 8 ซอยทิพย์วารีย์ ถนนบ้านหม้อ แขวงวังบูรพาภิรมย์ เขตพระนคร กรุงเทพฯ 10200 โทร 0-2623-8889 แฟกซ์ 0-2623-7631. หรือ แสงตะวัน 135/4-5 หมู่ที่ 5 ต.มหาสวัสดิ์ อ.บางกรวย จ.นนทบุรี 11130 โทร. 0-2422-0932 แฟกซ์ 0-422-0931 http://www.sangtawan.org