Teste de motor de passo utilizando arduino e easy driver

Introdução e objetivos

       Como proposta de projeto, o grupo apresentou uma fresadora didática de 3 eixos, só que para ser possível a construção da mesma, após algumas pesquisas foi constatado que seria necessário a utilização de motores de passo para ocorrer a movimentação dos eixos adequadamente. Para descobrir como acionar e testar um motor de passo que o grupo obteve, foi decidido fazer uma montagem experimental. Ao grupo foi emprestado um driver de motor de passo chamado Easy Driver, que seria acionado por um Arduino, que é uma plataforma conhecida do grupo.  Com os elementos principais decididos, foram feitas pesquisas para encontrar testes já realizados com os mesmos componentes. O trio baseou-se em uma apostila chamada Easy Driver Exemples  a qual apresentava exemplos de como fazer testes utilizando os equipamentos acima citados e foi de acordo com esse material que a montagem e programação foram desenvolvidas. Essa montagem  apresenta o objetivo de adquirir pratica de montagem nesse tipo de circuitos,  observar se o motor apresenta boas condições de funcionamento e também aprender com as possíveis problemas e dificuldades nas ligações.

 Materiais e Métodos

            O teste teve como proposta ligar um controlador a um driver de potencia e então a um motor para que por meio de uma programação inserida no controlador, o motor de passo pudesse se movimentar segundo o desejado. Para realizar esse teste, foram necessário os seguintes materiais:

  • Motor de passo bipolar;
  • Fonte ajustável;
  • Easy driver;
  • Arduino;

       O teste foi realizado a partir da associação arduino/easy driver , cuja ligação é mostrada na Imagem 01. O acionamento se deu através da programação do Arduino desenvolvida em um PC.

ImagemImagem 01 – exemplo controle para motor de passo bipolar utilizando arduino e easy driver. 

       Na montagem da Figura 1, duas portas digitais do arduino (8 e 9)  são utilizadas, uma como geradora de pulso e a outra para indicar a direção de giro do motor. Estas irão controlar quanto e para qual lado deve se movimentar o motor ligado a saída do driver. No texto Easy Driver Exemples já citado anteriormente, junto a figura existem algumas considerações de montagem que são importantes para o correto funcionamento, nesse texto é descrito que o driver necessita alimentar os motores com uma fonte externa, que pode ser de no máximo 30V.

Programação Utilizada:

void setup () {

pinMode(8, OUTPUT);   //  configuração do pino 8 como saída

pinMode(9, OUTPUT);  //  configuração do pino 9 como saída

digitalWrite(8, LOW);    // pino 8 está em nível baixo

digitalWrite(9, LOW);    // pino 9 está em nível baixo

}

void loop() {

digitalWrite(9, HIGH);   //  pino 9 esta em nível alto

delay(1);                          // aguarda um milissegundo

digitalWrite(9, LOW);    // pino 9 está em nível baixo

delay(1);                          // aguarda um milissegundo

}

            Acima temos uma programação embasada no exemplo mostrado anteriormente. Esta foi desenvolvida para um controle básico do motor de passo onde este gira apenas para um lado com uma velocidade de 500 passos por segundo segundos dados fornecidos também pela apostila Easy Driver Exemples.

            Analisando de forma rápida pode-se entender facilmente o que ocorre na sequência de eventos. Inicialmente são declaradas como saída os pinos 8 e 9 do arduino, em seguida estes dois são configurados para iniciar o processo em zero digital, logo após,  no loop nota-se que temos apenas o pino 9, isto ocorre por se desejar alterar apenas a sequência de passos e não a direção do motor. No loop ocorre um ciclo, que consiste em transformar o sinal digital do pino 9 a cada micro segundo, desta forma gerando um pulso a cada 2 milissegundos.

            Cada passo gerado vai ser responsável por uma movimentação do motor que pode ser dada de varias maneiras, como passo completo, meio passo, 1/4 de passo e 1/8 de passo. A configuração do easy driver no caso deste estudo realizado pelo grupo foi de passo completo.

Imagem

Tabela explicativa sobre configuração do tamanho de passo gerado pelo easy driver, disponível em: http://microhobby.net/13-11-2011/projects/clock-driver-for-sparkfun-easydriver-breakout/

            A partir da tabela será mostrado como é feita a configuração de passo do easy driver. Esta é feita de forma bem simples, através da injeção de sinais digitais (L=0, H=1) em duas portas chamadas MS1 e MS2. Através das combinações possíveis dos sinais recebidos, se tem os diferentes tamanhos de passo como mostra a imagem 2.

            No teste realizado utilizou-se a primeira configuração, que é a de passo completo (L, L). A qual consiste em MS1 e MS2 recebendo sinal digital zero.

Considerações e Conclusão

            Com as montagens o grupo desenvolveu conhecimentos sobre um novo componente, o easy driver, o qual provavelmente será utilizado no projeto. Através das montagens também se verificaram possíveis problemas com os quais se deve ter cuidado para que não alterem os resultados esperados, como por exemplo mau contato e controle do tamanho do passo, além da ligação correta dos enrolamentos do motor. O resultado da montagem apresentou resultados de acordo com o que se esperava, o motor está em bom estado e foi perfeitamente controlado através do conjunto arduido/easy driver.

Referências bibliográficas

MicroHobby – EasyDriver. Disponível em <http://microhobby.net/13-11-2011/projects/clock-driver-for-sparkfun-easydriver-breakout/&gt;. Acesso em 1 de junho de 2013.

Schmalzhaus – EasyDriver Stepper Motor Driver. Disponível em <http://www.schmalzhaus.com/EasyDriver/&gt;. Acesso em 29 de maio.

Schmalzhaus –  Easy Driver Exemples. Disponível em <http://www.schmalzhaus.com/EasyDriver/Examples/EasyDriverExamples.html&gt;. Acesso em 1 de junho de  2013.

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