Έλεγχος Ανοικτού Βρόχου Βηματικού Κινητήρα Μέσω Του Μικροελεγκτή Arduino.

Abstract

Οι βηματικοί κινητήρες αν και προϋπήρχαν για αρκετά χρόνια, εντούτοις η χρησιμοποίηση τους για εμπορικούς σκοπούς και εφαρμογές ξεκίνησε κατά τη διάρκεια της δεκαετίας του 1960 όταν και κατέστη δυνατόν να κατασκευασθούν διακοπτικές διατάξεις από τρανζίστορ ισχύος τέτοιες ώστε να επιτρέπουν την όδευση και την διακοπή σχετικά υψηλής έντασης DC ρευμάτων στα τυλίγματα των κινητήρων. Αυτή η κατά τη βούλησή μας ροή και διακοπή του ρεύματος στον κινητήρα, μέσω των διατάξεων αυτών, έδωσε στον βηματικό κινητήρα την ικανότητα να μπορεί να προσαρμόζεται και να ενσωματώνεται πολύ εύκολα σε μεγαλύτερης κλίμακας ψηφιακά κυρίως συστήματα, έτσι ώστε να φτάσει στο σημείο να χαρακτηρίζεται σαν "ψηφιακή μηχανή". Η ραγδαία εξέλιξη των ψηφιακών ηλεκτρονικών και συστημάτων κατά τα αμέσως επόμενα χρόνια οδήγησε σε περαιτέρω χρήσεις των βηματικών κινητήρων, τάση που συνεχίζεται και στις μέρες μας με παγκόσμιο ενδιαφέρον τόσο για την εξέλιξή τους, όσο και για νέες εφαρμογές όπως για παράδειγμα την ανάπτυξη συστημάτων που ενσωματώνουν βηματικούς κινητήρες που ελέγχονται από μικροεπεξεργαστές. Οι μικροεπεξεργαστές εμπλέκονται με διάφορους τρόπους στην διαδικασία ελέγχου των βηματικών κινητήρων. Έτσι έχουμε συστήματα ελέγχου ανοικτού και κλειστού βρόχου στα οποία ο μικροεπεξεργαστής έχει τον κύριο ρόλο.Περισσότερο χρησιμοποιούνται τα συστήματα ανοικτού βρόχου τα οποία μπορούν να ταξινομηθούν σε δυο βασικές κατηγορίες. Σε αυτά που η λειτουργία τους βασίζεται σε προγραμματιζόμενους μικροελεγκτές ή προγραμματιζόμενα ολοκληρωμένα κυκλώματα. Τα συστήματα αυτά ονομάζονται software - based ή software intensive και το χαρακτηριστικό τους είναι ότι μπορούν να εκτελούν όλες τις λειτουργίες ελέγχου είτε αμιγώς μέσα από το λογισμικό εφαρμογής που τρέχει ο μικροεπεξεργαστής είτε, ανάλογα με τη σχεδίαση, χρησιμοποιώντας διάφορα περιφερειακά ολοκληρωμένα κυκλώματα τα οποία αφού δεχτούν τα κατάλληλα σήματα εισόδου, εκτελούν συγκεκριμένες λειτουργίες ελέγχου. Σε απόλυτη αντίθεση βρίσκονται τα hardware based ή hardware intensive συστήματα στα οποία η πλειοψηφία των λειτουργιών ελέγχου γίνεται από ολοκληρωμένα (μη προγραμματιζόμενα) συνδυαστικά και ακολουθιακά κυκλώματα με τον μικροεπεξεργαστή να περιορίζεται απλά στο να παράγει τα βασικά σήματα χρονισμού και έναρξης / παύσης της λειτουργίας του συστήματος. Στο παρών παρουσιάζεται ένα σύστημα ελέγχου ανοικτού βρόχου που μπορεί να οδηγήσει μέχρι δυο βηματικούς κινητήρες. Οι περισσότερες λειτουργίες ελέγχου υλοποιούνται από λογισμικό ενώ κάποιες από υλικό. Έτσι το σύστημα ανήκει στην πρώτη κατηγορία.