To βηματικό μοτέρ (stepper motor). Έλεγχος με arduino και οδηγό (AM2170 driver). Παράδειγμα προγράμματος κίνησής του.

Ένας τύπος κινητήρα που χρησιμοποιείται για τον ακριβή έλεγχο της θέσης του άξονά του είναι ο βηματικός κινητήρας ή stepper motor.

Είναι μοτέρ που χρειάζεται συνεχές ρεύμα για την λειτουργία του, δεν έχει καρβουνάκια και η κατασκευή του είναι συμπαγή με αντοχή και οικονομική.
Τον βρίσκουμε συνήθως σε μικρές ισχύς και διαστάσεις, σε εκτυπωτές, scanner, ελεγκτές θέσης ηλεκτροβαλβίδων φρέζες CNC και αλλού.

Το όνομα του : " βηματικός " προέρχεται από τον τρόπο λειτουργίας του, δίνοντας συνεχή τάση χωρίς μεταβολή της κάνει ένα και μόνο μικρό βήμα συγκεκριμένης γωνίας. Σε αυτή την θέση μένει "κολλημένο". Δίνοντας μετά τροφοδοσία με άλλο συνδυασμό σύνδεσης ή πολικότητας ο άξονας κάνει άλλο ένα βήμα. Μετά από έναν συγκεκριμένο αριθμό βημάτων οι εντολές επαναλαμβάνονται. Ένα τυπικό νούμερο είναι 4 βήματα και 200 βήματα για μια πλήρεις περιστροφή.

Για τον έλεγχό του χρειάζεται κύκλωμα οδηγό που έχει τα απαραίτητα ηλεκτρονικά που χρειάζονται για την τροφοδοσία και σύνδεση των συνήθως δυο πηνίων του, που είναι στον στάτη, στο σταθερό τμήμα του μοτέρ.Το σταθερό τμήμα με τα πηνία μπορεί να είναι και στην μέση του μοτέρ, αυτό που συνήθως αποκαλούμε ρότορα, σε αυτή την περίπτωση γυρίζει το κέλυφος στο οποίο είναι συνδεδεμένος και ο άξονας.
 Συνήθως οι οδηγοί ελέγχου έχουν δυο ξεχωριστές πηγές τροφοδοσίας, μια για το λογικό τμήμα, συνήθως στα 5 volt dc και μια για την τροφοδοσία του μοτέρ, συνήθως από 12 μέχρι 50 volts dc. Το πρόγραμμα ελέγχου είναι συνήθως από μικροελεγκτή.

Στο video φαίνεται ένα βηματικό μοτέρ που ελέγχεται με arduino και με την dual full-bridge PWM motor driver AM2170 πλακέτα της AMtek.
Το μοτέρ και ο ελεγκτής ¨ξηλώθηκαν" από χαλασμένο εκτυπωτή.

Arduino. Πλακέτα με προγραμματιζόμενο AVR μικροελεγκτή της ATMEL. Παράδειγμα προγραμματισμού.

Το Arduino uno στην έκδοση R3.  

Το Arduino είναι ένας μικρός, σχετικά, σε δυνατότητες, υπολογιστής μιας πλακέτας, με μνήμη για δεδομένα και πρόγραμμα, με ψηφιακές εισόδους, εξόδους και αναλογικές εισόδους στα 5 volt DC, ή στα 3,3 volt DC για νεώτερα μοντέλα. Έχει το πλεονέκτημα της χαμηλής τιμής σε σχέσει με αυτά που προσφέρει.

Τα περισσότερα μοντέλα arduino έχουν μια εξομοίωση της αναλογικής εξόδου, σε συγκεκριμένες θέσεις, χρησιμοποιώντας την τεχνική του P.W.M.(Pulse-width modulation), είναι οι έξοδοι που στην πλακέτα έχουν το σύμβολο του κύματος όπως του εναλλασσόμενου ρεύματος.

Το Arduino due διαθέτει και πραγματικές αναλογικές εξόδους.