M16C/6x - Controle de Motor de Passo (COM019)

Através de um Application Note a Renesas/Mitsubishi (www.mitsubishi.com) descreve a utilização do microcontrolador M16C/6x no controle de um motor de passo. Levando em conta a ampla gama de aplicações atuais que fazem uso de motores de passo, o projeto pode ter grande interesse para nos leitores que trabalham na área desenvolvimento.

Para entender como funciona o circuito apenas lembramos que os motores de passo exigem o energizamento seqüencial de um conjunto de bobinas para que possam rodar num sentido ou outro e que o energizamento estático de uma das bobinas faz com que ele estacione numa posição determinada.

O tipo mais comum de motor de passo é o bipolar com quatro bobinas que tem a configuração típica mostrada na figura 1.

 

Motor bipolar de 4 bobinas
Motor bipolar de 4 bobinas

 

Existem diversas técnicas para se fazer o seqüencialmente dos impulsos aplicados ao motor de passo, A mais comum é a denominado Passo Completo que faz é mostrada na figura 2.

 

O sequenciamento de impulsos.
O sequenciamento de impulsos.

 

Nesse tipo de acionamento, conforme podemos ver, cada enrolamento fica energizado pelo mesmo intervalo de tempo (que corresponde ao tempo em que a saída correspondente está no nível alto). No entanto, observa-se que pode-se obter mais torque de um motor de passo se os enrolamentos ficarem energizados por mais tempo. Assim, um truque para essa finalidade é mostrado na figura 3 em que cada enrolamento fica no nível alto durante dois bits em lugar de apenas um, mas o ciclo total de acionamento é mantido.

 

Quando dois enrolamentos ficam energizados.
Quando dois enrolamentos ficam energizados.

 

Uma possibilidade de se obter um torque maior ainda, sem afetar significativamente a velocidade, já que a freqüência de acionamento pode ser alterada, consiste em se energizar cada enrolamento por três passos, conforme mostra a figura 4.

Aumentando o torque com 3 bobinas energizadas.
Aumentando o torque com 3 bobinas energizadas.

 

Nessa seqüência temos a combinação das duas seqüências mostradas anteriormente obtendo-se assim o que se denomina "meio passo" .Com a utilização dessa seqüência temos um movimento mais suave do motor e também com melhor rendimento.

Para fazer esse tipo de acionamento utilizando o microcontrolador M16C/6x, deve ser utilizado um circuito integrado adicional para fornecer a corrente exigida pelo motor de passo, tipicamente da ordem de 500 mA. Também são usados alguns diodos junto aos enrolamentos para amortecer os picos de corrente gerados quando o motor é comutado, conforme mostra a figura 5.

 

Amortecendo o pico de corrente com diodos.
Amortecendo o pico de corrente com diodos.

 

Na figura 6 temos um diagrama de blocos que representa o circuito de controle de motor de passo. O microcontrolador interfaceia o motor de passo através de um CI Driver. O driver usado nessa aplicação é da STMicroelectronics.

 

Diagrama de blocos.
Diagrama de blocos.

 

Na documentação original que pode ser acessada no site da empresa temos informações tanto sobre o software usado como das ferramentas necessárias a sua utilização.

 

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