Motor Stepper Jenis, Kelebihan dan Aplikasinya

Motor stepper adalah perangkat elektromekanis yang mengubah tenaga listrik menjadi tenaga mekanik. Juga, ini adalah motor listrik sinkron tanpa sikat yang dapat membagi putaran penuh menjadi sejumlah langkah yang ekspansif.

Posisi motor dapat dikontrol secara akurat tanpa mekanisme umpan balik, selama ukuran motor sesuai dengan aplikasi. Motor stepper mirip dengan motor keengganan sakelar.

Motor stepper menggunakan teori operasi magnet untuk membuat poros motor berbelok pada jarak yang tepat ketika pulsa listrik disediakan. Stator memiliki delapan kutub, dan rotor memiliki enam kutub.

Rotor memerlukan 24 pulsa listrik untuk menggerakkan 24 langkah untuk membuat satu putaran penuh. Cara lain untuk mengatakan ini adalah bahwa rotor akan bergerak tepat 15 ° untuk setiap pulsa listrik yang diterima motor, Baca juga Motor stepper | Penjelasan, Cara Kerja, Jenis, Kelebihan Kekurangan Dan Penemu Motor Stepper

Jenis Motor Stepper:

Ada tiga jenis utama motor stepper, yaitu:

Stepper magnet permanen
Stepper sinkron hibrida
Variabel keengganan stepper

Motor Stepper Magnet Permanent: Motor magnet permanen menggunakan magnet permanen (PM) di rotor dan beroperasi pada tarikan atau tolakan antara rotor PM dan elektromagnet stator.

Motor Stepper Reluktansi Variabel: Motor reluktansi variabel (VR) memiliki rotor besi polos dan beroperasi berdasarkan prinsip bahwa reluktansi minimum terjadi dengan celah minimum, sehingga titik rotor tertarik ke arah kutub magnet stator.

Motor Stepper Sinkron Hibrid: dinamai motor stepper hibrida karena menggunakan kombinasi teknik magnet permanen (PM) dan variabel reluktansi (VR) untuk mencapai daya maksimum dalam ukuran kemasan kecil.

Kelebihan dari Motor Stepper:

Sudut rotasi motor sebanding dengan pulsa input.
Motor memiliki torsi penuh saat berhenti.
Pemosisian dan pengulangan gerakan yang tepat karena motor stepper yang baik memiliki akurasi 3 - 5% langkah dan kesalahan ini tidak kumulatif dari satu langkah ke langkah berikutnya.
Respon yang sangat baik untuk memulai, menghentikan, dan membalikkan.
Sangat andal karena tidak ada sikat kontak di motor. Oleh karena itu umur motor hanya bergantung pada umur bearing.
Respons motor terhadap pulsa input digital menyediakan kontrol loop terbuka, membuat motor lebih sederhana dan lebih murah untuk dikontrol.
Dimungkinkan untuk mencapai rotasi sinkron berkecepatan sangat rendah dengan beban yang secara langsung digabungkan ke poros.
Berbagai kecepatan rotasi dapat diwujudkan karena kecepatan sebanding dengan frekuensi pulsa input.

Aplikasi Dari Motor Stepper:

Mesin Industri - Motor stepper digunakan dalam pengukur otomotif dan perkakas mesin peralatan produksi otomatis.
Keamanan - produk pengawasan baru untuk industri keamanan.
Medis - Motor stepper digunakan di dalam pemindai medis, sampler, dan juga ditemukan di dalam fotografi gigi digital, pompa cairan, respirator, dan mesin analisis darah.
Elektronik Konsumen - Motor stepper dalam kamera untuk fungsi fokus dan zoom kamera digital otomatis.

Dan juga memiliki aplikasi mesin bisnis, aplikasi periferal komputer.

Pengoperasian Motor Stepper:

Motor stepper beroperasi secara berbeda dari motor sikat DC, yang berputar ketika tegangan diberikan ke terminalnya. Motor stepper, di sisi lain, secara efektif memiliki banyak elektromagnet bergigi yang diatur di sekitar sepotong besi berbentuk roda gigi pusat. Elektromagnet diberi energi oleh rangkaian kontrol eksternal, misalnya, mikrokontroler.

Untuk membuat poros motor berputar, pertama elektromagnet diberi daya, yang membuat gigi roda gigi tertarik secara magnetis ke gigi elektromagnet. Titik ketika gigi roda gigi sejajar dengan elektromagnet pertama, gigi tersebut sedikit diimbangi dari elektromagnet berikutnya, untuk mengetahui lebih lanjut mengenai elektromagnet silahkan baca Medan magnet

Jadi ketika elektromagnet berikutnya DIHIDUPKAN dan yang pertama DIMATIKAN, roda gigi berputar sedikit agar sejajar dengan yang berikutnya dan dari sana proses diulangi. Masing-masing rotasi kecil itu disebut langkah, dengan bilangan bulat langkah-langkah yang membuat putaran penuh. Dengan begitu, motor bisa dibelokkan dengan tepat.

Motor stepper tidak berputar terus menerus, Motor stepper berputar secara bertahap. Ada 4 kumparan dengan sudut 90o antara satu sama lain tetap pada stator. Koneksi motor stepper ditentukan oleh cara kumparan saling berhubungan. Di motor stepper, kumparan tidak terhubung.

Motor memiliki langkah putaran 90o dengan kumparan diberi energi dalam urutan siklik, menentukan arah putaran poros. Kerja motor ini ditunjukkan dengan mengoperasikan sakelar. Kumparan diaktifkan secara seri dalam interval 1 detik. Poros berputar 90o setiap kali kumparan berikutnya diaktifkan. Torsi kecepatan rendahnya akan bervariasi secara langsung dengan arus.

Kontrol Motor Stepper dengan Memvariasikan Pulsa Jam

Rangkaian kontrol motor stepper adalah rangkaian sederhana dan berbiaya rendah, terutama digunakan pada aplikasi daya rendah. Rangkaian tersebut ditunjukkan pada gambar, IC yang terdiri dari 555 timer sebagai multi vibrator yang stabil. Frekuensi dihitung dengan menggunakan hubungan yang diberikan di bawah ini:

Output dari timer digunakan sebagai jam untuk dua flip-flop 7474 ganda 'D' (U4 dan U3) yang dikonfigurasi sebagai penghitung cincin. Ketika daya pada awalnya dinyalakan, hanya flip-flop pertama yang diatur (yaitu output Q pada pin 5 dari U3 akan berada pada logika '1') dan tiga flip-flop lainnya direset (yaitu output Q berada pada logika 0).

Saat menerima pulsa clock, output logika '1' dari flip-flop pertama bergeser ke flip-flop kedua (pin 9 dari U3). Jadi output logika 1 terus bergeser secara melingkar dengan setiap pulsa clock. Output Q dari keempat flip-flop diperkuat oleh array transistor Darling-ton di dalam ULN2003 (U2) dan terhubung ke belitan motor stepper oranye, coklat, kuning, hitam ke 16, 15,14, 13 dari ULN2003 dan merah ke + ve pasokan.

Titik umum belitan terhubung ke suplai + 12V DC, yang juga terhubung ke pin 9 ULN2003. Kode warna yang digunakan untuk belitan dapat bervariasi dari satu merek ke merek lainnya. Ketika power dinyalakan, sinyal kontrol terhubung ke pin SET dari flip-flop pertama dan pin CLR dari tiga flip-flop lainnya menjadi aktif 'rendah' (karena rangkaian power-on-reset yang dibentuk oleh R1- Kombinasi C1) untuk mengatur flip-flop pertama dan mengatur ulang tiga flip-flop yang tersisa. Saat reset, Q1 dari IC3 menjadi 'high' sementara semua output Q lainnya menjadi 'low'.

Reset eksternal dapat diaktifkan dengan menekan tombol reset. Dengan menekan sakelar reset, Anda dapat menghentikan motor stepper. Motor mulai berputar kembali ke arah yang sama dengan melepaskan sakelar reset.

Sekarang Anda sudah mendapat gambaran tentang jenis motor stepper dan aplikasinya jika Anda memiliki pertanyaan tentang topik ini atau proyek kelistrikan dan elektronik tinggalkan komentar di bawah ini.