స్టెప్పర్ మోటర్ అంటే ఏమిటి మరియు ఇది ఎలా పనిచేస్తుంది

మీ ఇంటిలోని ఒక సాధారణ DVD ప్లేయర్ లేదా ప్రింటర్ నుండి అత్యంత అధునాతనమైన CNC మెషిన్ లేదా రోబోటిక్ ఆర్మ్ వరకు, స్టెప్పర్ మోటార్లు దాదాపు ప్రతిచోటా కనుగొనబడతాయి. ఎలక్ట్రానిక్ నియంత్రిత ఖచ్చితమైన కదలికలను చేయగల దాని సామర్థ్యం ఈ మోటార్లు నిఘా కెమెరాలు, హార్డ్ డిస్క్, సిఎన్‌సి యంత్రాలు, 3 డి ప్రింటర్లు, రోబోటిక్స్, అసెంబ్లీ రోబోట్లు, లేజర్ కట్టర్లు మరియు మరెన్నో ఫీలిడ్‌లలో అనువర్తనాన్ని కనుగొన్నాయి. ఈ వ్యాసంలో ఈ మోటార్లు ప్రత్యేకమైనవి మరియు దాని వెనుక ఉన్న సిద్ధాంతాన్ని తెలుసుకుందాం. మీ అప్లికేషన్ కోసం ఒకదాన్ని ఎలా ఉపయోగించాలో మేము నేర్చుకుంటాము.

స్టెప్పర్ మోటార్స్ పరిచయం

అన్ని మోటారుల మాదిరిగానే స్టెప్పర్ మోటార్లు కూడా స్టేటర్ మరియు రోటర్ కలిగి ఉంటాయి, కాని సాధారణ DC మోటారులా కాకుండా స్టేటర్ వ్యక్తిగత కాయిల్స్ కలిగి ఉంటుంది. స్టెప్పర్ మోటారు రకాన్ని బట్టి కాయిల్స్ సంఖ్య భిన్నంగా ఉంటుంది, కానీ ప్రస్తుతానికి ఒక స్టెప్పర్ మోటారులో రోటర్ లోహ స్తంభాలను కలిగి ఉంటుందని అర్థం చేసుకోండి మరియు ప్రతి ధ్రువం స్టేటర్‌లోని కాయిల్ సమితి ద్వారా ఆకర్షించబడుతుంది. దిగువ రేఖాచిత్రం 8 స్టేటర్ స్తంభాలు మరియు 6 రోటర్ స్తంభాలతో స్టెప్పర్ మోటారును చూపిస్తుంది.

మీరు స్టేటర్‌లోని కాయిల్‌లను పరిశీలించినట్లయితే, అవి కాయిల్ జతల పరంగా అమర్చబడి ఉంటాయి, A మరియు A వంటివి 'ఒక జత B మరియు B' ఒక జతను ఏర్పరుస్తాయి. కాబట్టి ఈ కాయిల్ జత ప్రతి విద్యుదయస్కాంతాన్ని ఏర్పరుస్తుంది మరియు వాటిని డ్రైవర్ సర్క్యూట్రీని ఉపయోగించి వ్యక్తిగతంగా శక్తివంతం చేయవచ్చు. ఒక కాయిల్ శక్తివంతం అయినప్పుడు అది ఒక అయస్కాంతంగా పనిచేస్తుంది మరియు రోటర్ పోల్ దానికి అనుగుణంగా ఉంటుంది, స్టేటర్‌తో సమలేఖనం చేయడానికి రోటర్ తనను తాను సర్దుబాటు చేసుకునేటప్పుడు దాన్ని ఒక దశగా పిలుస్తారు. అదేవిధంగా కాయిల్స్‌ను ఒక క్రమంలో శక్తివంతం చేయడం ద్వారా మనం మోటారును చిన్న దశల్లో తిప్పవచ్చు.

స్టెప్పర్ మోటార్లు రకాలు

నిర్మాణం ఆధారంగా ప్రధానంగా మూడు రకాల స్టెప్పర్ మోటార్లు ఉన్నాయి, అవి:

• వేరియబుల్ అయిష్టత స్టెప్పర్ మోటారు: అవి ఐరన్ కోర్ రోటర్ కలిగివుంటాయి, ఇవి స్టేటర్ స్తంభాల వైపు ఆకర్షిస్తాయి మరియు స్టేటర్ మరియు రోటర్ మధ్య కనీస అయిష్టత ద్వారా కదలికను అందిస్తాయి.
• శాశ్వత మాగ్నెట్ స్టెప్పర్ మోటారు: అవి శాశ్వత మాగ్నెట్ రోటర్ కలిగి ఉంటాయి మరియు అవి పప్పుల ప్రకారం తిప్పికొట్టబడతాయి లేదా స్టేటర్ వైపు ఆకర్షిస్తాయి.
• హైబ్రిడ్ సింక్రోనస్ స్టెప్పర్ మోటర్: అవి వేరియబుల్ అయిష్టత మరియు శాశ్వత మాగ్నెట్ స్టెప్పర్ మోటారు కలయిక.

ఇవి కాకుండా స్టేటర్ వైండింగ్ రకం ఆధారంగా స్టెప్పర్ మోటార్లు యూనిపోలార్ మరియు బైపోలార్ అని కూడా వర్గీకరించవచ్చు.

• బైపోలార్ స్టెప్పర్ మోటార్: ఈ రకమైన మోటారుపై స్టేటర్ కాయిల్స్ సాధారణ వైర్ కలిగి ఉండవు. ఈ రకమైన స్టెప్పర్ మోటారు యొక్క డ్రైవింగ్ భిన్నమైనది మరియు సంక్లిష్టమైనది మరియు మైక్రోకంట్రోలర్ లేకుండా డ్రైవింగ్ సర్క్యూట్‌ను సులభంగా రూపొందించలేము.
• యూనిపోలార్ స్టెప్పర్ మోటార్: ఈ రకమైన స్టెప్పర్ మోటారులో, ఒక సాధారణ మైదానం కోసం లేదా క్రింద చూపిన విధంగా ఒక సాధారణ శక్తి కోసం దశల మూసివేతలను రెండింటి యొక్క సెంటర్ ట్యాపింగ్ చేయవచ్చు. ఇది మోటార్లు నడపడం సులభం చేస్తుంది, యూనిపోలార్ స్టెప్పర్ మోటారులో కూడా చాలా రకాలు ఉన్నాయి

సరే, ఒక సాధారణ DC మోటారు మాదిరిగా కాకుండా, దీని నుండి అన్ని ఫాన్సీ రంగుల యొక్క ఐదు వైర్లు ఉన్నాయి మరియు అది ఎందుకు? దీన్ని అర్థం చేసుకోవడానికి మనం మొదట చర్చించిన స్టెప్పర్ ఎలా ఉందో ముందుగా తెలుసుకోవాలి. మొదట స్టెప్పర్స్ మోటార్లు తిరగవు, అవి అడుగు పెడతాయి మరియు వాటిని స్టెప్ మోటార్లు అని కూడా పిలుస్తారు. అర్థం, వారు ఒకేసారి ఒక అడుగు మాత్రమే కదులుతారు. ఈ మోటార్లు వాటిలో కాయిల్స్ యొక్క క్రమాన్ని కలిగి ఉంటాయి మరియు మోటారును తిప్పడానికి ఈ కాయిల్స్ ఒక నిర్దిష్ట పద్ధతిలో శక్తినివ్వాలి. ప్రతి కాయిల్ శక్తివంతం అవుతున్నప్పుడు మోటారు ఒక అడుగు పడుతుంది మరియు శక్తి యొక్క క్రమం మోటారు నిరంతర దశలను తీసుకునేలా చేస్తుంది, తద్వారా ఇది తిప్పడానికి వీలు కల్పిస్తుంది. ఈ తీగలు ఎక్కడ నుండి వచ్చాయో ఖచ్చితంగా తెలుసుకోవడానికి మోటారు లోపల ఉన్న కాయిల్‌లను పరిశీలిద్దాం.

మీరు చూడగలిగినట్లుగా మోటారు యూనిపోలార్ 5-లీడ్ కాయిల్ అమరికను కలిగి ఉంది. ఒక నిర్దిష్ట క్రమంలో శక్తినిచ్చే నాలుగు కాయిల్స్ ఉన్నాయి. రెడ్ వైర్లు + 5 వితో సరఫరా చేయబడతాయి మరియు మిగిలిన నాలుగు వైర్లు సంబంధిత కాయిల్ను ప్రేరేపించడానికి భూమికి లాగబడతాయి. ఈ కాయిల్‌లను ఒక నిర్దిష్ట క్రమంలో శక్తివంతం చేయడానికి మరియు మోటారు అవసరమైన దశలను నిర్వహించడానికి మేము ఏదైనా మైక్రోకంట్రోలర్‌ను ఉపయోగిస్తాము. మళ్ళీ మీరు ఉపయోగించగల అనేక క్రమం ఉన్నాయి, సాధారణంగా 4-దశలు ఉపయోగించబడతాయి మరియు మరింత ఖచ్చితమైన నియంత్రణ కోసం 8-దశల నియంత్రణను కూడా ఉపయోగించవచ్చు. 4-దశల నియంత్రణ కోసం సీక్వెన్స్ టేబుల్ క్రింద చూపబడింది.

దశ	కాయిల్ శక్తివంతం
దశ 1	ఎ మరియు బి
దశ 2	బి మరియు సి
దశ 3	సి మరియు డి
దశ 4	డి మరియు ఎ

కాబట్టి ఇప్పుడు, ఈ మోటారును 28-BYJ48 అని ఎందుకు పిలుస్తారు ? తీవ్రంగా !!! నాకు తెలియదు. ఈ మోటారు పేరు పెట్టడానికి సాంకేతిక కారణం లేదు; బహుశా మనం దాని గురించి మరింత లోతుగా డైవ్ చేయకూడదు. ఈ మోటారు యొక్క డేటాషీట్ నుండి పొందిన కొన్ని ముఖ్యమైన సాంకేతిక డేటాను ఈ క్రింది చిత్రంలో చూద్దాం.

ఇది సమాచారంతో నిండిన తల, కాని మనం ఏ రకమైన స్టెప్పర్‌ను ఉపయోగిస్తున్నామో తెలుసుకోవడానికి కొన్ని ముఖ్యమైన వాటిని చూడాలి, తద్వారా దాన్ని సమర్థవంతంగా ప్రోగ్రామ్ చేయవచ్చు. మొదట 5V స్టెప్పర్ మోటారు అని మనకు తెలుసు, ఎందుకంటే మేము 5V తో రెడ్ వైర్‌ను శక్తివంతం చేస్తాము. అప్పుడు, ఇది నాలుగు కాయిల్స్ ఉన్నందున ఇది నాలుగు దశల స్టెప్పర్ మోటర్ అని కూడా మనకు తెలుసు. ఇప్పుడు, గేర్ నిష్పత్తి 1:64 గా ఇవ్వబడింది. దీని అర్థం మీరు బయట చూసే షాఫ్ట్ లోపల మోటారు 64 సార్లు తిరిగేటప్పుడు మాత్రమే పూర్తి భ్రమణం చేస్తుంది. మోటారు మరియు అవుట్పుట్ షాఫ్ట్ మధ్య అనుసంధానించబడిన గేర్లు దీనికి కారణం, ఈ గేర్లు టార్క్ పెంచడానికి సహాయపడతాయి.

గమనించవలసిన మరో ముఖ్యమైన డేటా స్ట్రైడ్ యాంగిల్: 5.625 ° / 64. అంటే 8-దశల శ్రేణిలో పనిచేసేటప్పుడు మోటారు ప్రతి దశకు 5.625 డిగ్రీలు కదులుతుంది మరియు ఒక పూర్తి భ్రమణాన్ని పూర్తి చేయడానికి 64 దశలు (5.625 * 64 = 360) పడుతుంది.

స్టెప్పర్ మోటార్ కోసం ప్రతి విప్లవానికి దశలను లెక్కిస్తోంది

మీ స్టెప్పర్ మోటారు కోసం విప్లవానికి దశలను ఎలా లెక్కించాలో తెలుసుకోవడం చాలా ముఖ్యం ఎందుకంటే అప్పుడు మాత్రమే మీరు దానిని ప్రోగ్రామ్ / డ్రైవ్ చేయవచ్చు.

మేము మోటారును 4-దశల శ్రేణిలో ఆపరేట్ చేస్తామని అనుకుందాం, కాబట్టి స్ట్రైడ్ కోణం 11.25 be అవుతుంది, ఎందుకంటే ఇది 8 దశల శ్రేణికి 5.625 ° (డేటాషీట్‌లో ఇవ్వబడింది), ఇది 11.25 ° (5.625 * 2 = 11.25) అవుతుంది.

ప్రతి విప్లవానికి దశలు = 360 / దశ కోణం ఇక్కడ, 360 / 11.25 = 32 విప్లవానికి దశలు.

స్టెప్పర్ మోటార్స్ కోసం మనకు డ్రైవర్ మాడ్యూల్స్ ఎందుకు అవసరం?

చాలా స్టెప్పర్ మోటార్లు డ్రైవర్ మాడ్యూల్ సహాయంతో మాత్రమే పనిచేస్తాయి. ఎందుకంటే కంట్రోలర్ మాడ్యూల్ (మైక్రోకంట్రోలర్ / డిజిటల్ సర్క్యూట్) మోటారు పనిచేయడానికి దాని I / O పిన్స్ నుండి తగినంత విద్యుత్తును అందించలేకపోతుంది. కాబట్టి మేము ULN2003 మాడ్యూల్ వంటి బాహ్య మాడ్యూల్‌ను స్టెప్పర్ మోటార్ డ్రైవర్‌గా ఉపయోగిస్తాము. డ్రైవర్ మాడ్యూల్‌లో చాలా రకాలు ఉన్నాయి మరియు ఉపయోగించిన మోటారు రకాన్ని బట్టి ఒకటి రేటింగ్ మారుతుంది. అన్ని డ్రైవర్ మాడ్యూళ్ళకు ప్రాధమిక సూత్రం మోటారు పనిచేయడానికి తగినంత కరెంట్‌ను సోర్స్ / సింక్ చేయడం. అలా కాకుండా డ్రైవర్ మాడ్యూల్స్ కూడా ఉన్నాయి, వీటిలో లాజిక్ ముందే ప్రోగ్రామ్ చేయబడింది, కాని మేము దాని గురించి ఇక్కడ చర్చించము.

కొన్ని మైక్రోకంట్రోలర్ మరియు డ్రైవర్ ఐసిని ఉపయోగించి స్టెప్పర్ మోటారును ఎలా తిప్పాలో తెలుసుకోవాలనే ఆసక్తి మీకు ఉంటే, అప్పుడు మేము దాని ఆపరేషన్‌పై అనేక కథనాలను వివిధ మైక్రోకంట్రోలర్‌లతో కవర్ చేసాము:

• ఆర్డునో యునోతో ఇంటర్‌ఫేసింగ్ స్టెప్పర్ మోటార్
• STM32F103C8 తో ఇంటర్‌ఫేసింగ్ స్టెప్పర్ మోటార్
• పిఐసి మైక్రోకంట్రోలర్‌తో ఇంటర్‌ఫేసింగ్ స్టెప్పర్ మోటార్
• MSP430G2 తో ఇంటర్‌ఫేసింగ్ స్టెప్పర్ మోటార్
• 8051 మైక్రోకంట్రోలర్‌తో స్టెప్పర్ మోటార్ ఇంటర్‌ఫేసింగ్
• రాస్ప్బెర్రీ పైతో స్టెప్పర్ మోటార్ కంట్రోల్

మీ ప్రాజెక్ట్ కోసం మీకు అవసరమైన ఏదైనా స్టెప్పర్ మోటారును నియంత్రించడానికి మీకు తగినంత సమాచారం ఉందని ఇప్పుడు నేను నమ్ముతున్నాను. స్టెప్పర్ మోటారుల యొక్క ప్రయోజనం మరియు అప్రయోజనాలను పరిశీలిద్దాం.

స్టెప్పర్ మోటార్లు యొక్క ప్రయోజనాలు

స్టెప్పర్ మోటర్ యొక్క ఒక ప్రధాన ప్రయోజనం ఏమిటంటే ఇది అద్భుతమైన స్థాన నియంత్రణను కలిగి ఉంది మరియు అందువల్ల ఖచ్చితమైన నియంత్రణ అనువర్తనానికి ఉపయోగించవచ్చు. ఇది చాలా మంచి హోల్డింగ్ టార్క్ కలిగి ఉంది, ఇది రోబోటిక్ అనువర్తనాలకు అనువైన ఎంపికగా చేస్తుంది. సాధారణ డిసి లేదా సర్వో మోటారు కంటే స్టెప్పర్ మోటార్లు అధిక జీవితకాలం ఉన్నట్లు భావిస్తారు.

స్టెప్పర్ మోటార్స్ యొక్క ప్రతికూలతలు

అన్ని మోటారుల మాదిరిగానే స్టెప్పర్ మోటార్స్ కూడా దాని స్వంత ప్రతికూలతలతో వస్తాయి, ఎందుకంటే ఇది చిన్న అడుగులు వేయడం ద్వారా తిరుగుతుంది ఎందుకంటే ఇది అధిక వేగాన్ని సాధించదు. ఇది ఆదర్శంగా ఉన్నప్పుడు కూడా టార్క్ పట్టుకోవటానికి శక్తిని వినియోగిస్తుంది, తద్వారా విద్యుత్ వినియోగం పెరుగుతుంది.