I motori passo-passo sono ormai una realtà nell'ambito dell'automazione. Sono ideali per tutte le applicazioni in cui è necessario un posizionamento preciso. Per guidarli e controllarli, vengono utilizzati driver per motori passo-passo.  Scoprite come funzionano e a cosa è necessario prestare attenzione durante l'acquisto nella nostra guida.

• Cosa sono i motori passo-passo?

• Controllo di motori stepper con driver per motore passo-passo

• Criteri di acquisto per driver per motori passo-passo - cosa considerare?

• Il nostro consiglio pratico: trovare la giusta tensione

• FAQ - domande frequenti sui driver per motori passo-passo

 

Cosa sono i motori passo-passo?

I classici motori elettrici sono diventati indispensabili nella tecnologia degli azionamenti. Sono usati per mettere in moto qualcosa e vengono fatti ruotare applicando una tensione. A seconda del carico meccanico, la velocità di rotazione è maggiore o minore. Tuttavia, non sono adatti per applicazioni che richiedono precisione. In questi casi i cosiddetti motori passo-passo sono la scelta migliore, in quanto consentono un avvicinamento mirato di punti specifici e un posizionamento preciso. I motori passo-passo possono generare una coppia elevata anche a bassi regimi, funzionano in modo molto affidabile e fanno parte di molte applicazioni industriali e commerciali. Sono utilizzati, tra l'altro, per controllare i robot o utilizzati in stampanti, per mettere i punti di colore uno accanto all'altro a distanze molto ridotte. Anche i motori passo-passo sono utilizzati nel controllo CNC. Il CNC (Computerized Numerical Control = "controllo numerico computerizzato") è un processo elettronico per il controllo di macchine CNC che producono pezzi con estrema precisione. Tra questi, ad esempio, le fresatrici CNC, che vengono utilizzate per la incisione o la fresatura di oggetti 3D. Anche nei veicoli a motore, i motori passo-passo sono ora integrati per controllare, ad esempio, le alette degli impianti di riscaldamento e climatizzazione.

I motori passo-passo funzionano in modo diverso rispetto ai motori a corrente continua o a corrente continua. Un motore passo-passo è un motore sincrono brushless, composto da una parte girevole, il cosiddetto rotore, e da una parte non girevole, lo statore. Lo statore è dotato di bobine che generano un campo elettromagnetico e i cui avvolgimenti vengono accesi e spenti in modo mirato, consentendo al rotore di ruotare. L'angolo di rotazione può essere influenzato dall'azionamento delle bobine. Un giro è costituito da un certo numero di passi di dimensioni uguali. Ogni singola fase richiede un impulso per poter essere eseguita. Con l'aumentare della frequenza degli impulsi, il movimento passo-passo passa in un movimento di rotazione continuo. In genere i motori industriali generano 200 passi per rotazione. In altre parole, per ruotare completamente l'asse nel motore sono necessari 200 passi discreti.

A seconda del loro design, si possono distinguere diversi tipi di motori passo-passo: I motori passo-passo a riluttanza hanno un rotore in ferro dolce dentato. Si ottiene un'elevata velocità e un preciso angolo passo-passo, ma genera solo una piccola coppia. I motori passo-passo a magnete permanente sono invece dotati di un rotore a forma di magnete permanente cilindrico. Generano una coppia più elevata rispetto ai motori passo-passo a riluttanza, ma operano con angoli di passo meno precisi. I motori passo-passo ibridi sono un ibrido di motori a riluttanza e motori passo-passo a magnete permanente, per così dire. Generano una coppia elevata, un angolo di passo preciso e sono oggi i più diffusi.

 

Controllo motore passo-passo con driver per motore passo-passo

Anche se i motori passo-passo sono brushless e quindi meno soggetti ad usura dei classici motori elettrici, per poter ruotare devono essere controllati da un controllore. Questo compito è svolto da driver per motore passo-passo. Come suggerisce il nome, hanno principalmente la funzione di azionamento del motore, ma servono anche il controllo mirato del motore passo-passo, ad esempio regolando la velocità di rotazione, la direzione di rotazione, la forza di rotazione o la posizione di rotazione.

I driver per motore passo-passo funzionano con un cosiddetto indicizzatore per motore passo-passo o un controller per motore passo-passo, che in genere viene attivato a monte. Fornisce segnali di comando passo-passo e direzione che il driver del motore passo-passo riceve e converte in segnali elettrici necessari per il funzionamento del motore. Tramite un'interfaccia adatta (ad es. RS-232 o RS-485) garantisce la comunicazione con l'indicizzatore per motore passo-passo. Può essere collegato a un PC, i cui comandi si trasformano nei segnali di controllo passo e direzione corrispondenti e infine si inoltrano al driver del motore passo-passo. Sono disponibili anche versioni per il funzionamento stand-alone.

I driver per motore passo-passo influenzano il flusso di corrente che scorre attraverso gli avvolgimenti nel motore e, in ultima analisi, stabilisce quanto alto o basso numero di giri e coppia non funzionano. Alcuni driver dispongono inoltre di un temporizzatore integrato che consente di regolare la velocità dall'esterno, ad esempio azionando un joystick. L'intensità del flusso di corrente e il tempo necessario per "eccitare" gli avvolgimenti dipendono dall'induttanza del motore.

Non esiste alcun metodo fisso per configurare i driver del motore. La configurazione varia a seconda del driver e della scheda. Spesso viene utilizzato un software adatto, ma è anche possibile effettuare le impostazioni tramite hardware. Questo è il più delle volte il caso in cui sulla scheda si trovano uno o più interruttori DIP.

Nel nostro negozio online troverete un'ampia gamma di driver per motori passo-passo sotto forma di schede, moduli e stick, adatti a diversi campi di applicazione.

 

Il nostro consiglio pratico: trovare la giusta tensione

Molti driver per motori passo-passo possono generare una tensione superiore alla tensione nominale del motore. La tensione di uscita del driver è proporzionale alla coppia e al numero di giri e dovrebbe essere il più alto possibile. Trovare la giusta tensione non è necessariamente semplice. In linea di principio, si consiglia di non utilizzare immediatamente driver e motore con tensione massima, ma di iniziare con una piccola tensione e di aumentarli gradualmente. In questo contesto, i motori passo-passo con controllo della corrente si rivelano pratici. Impediscono che si verifichi una sovracorrente limitando le tensioni più elevate alla corrente nominale del motore.

 

Criteri di acquisto per driver per motori passo-passo - cosa considerare?

Per la selezione di un driver per motore passo-passo adatto, è necessario innanzitutto considerare la corrente di fase massima. Sono indicate correnti di fase massime per contrastare lo sviluppo di calore nelle bobine del motore. È possibile filtrare nel nostro negozio online in base a questo criterio.

Per evitare il surriscaldamento e quindi i danni potenzialmente associati all'elettronica, i driver per motore passo-passo dovrebbero essere dotati idealmente di un dissipatore di calore o di una ventola. Alcuni driver si spengono automaticamente anche in caso di sviluppo di calore eccessivo. Esiste la possibilità di dotare i driver di un dissipatore di calore in un secondo momento. Tuttavia, è necessario prestare attenzione alla compatibilità tra i due componenti. Per ulteriori informazioni, consultare la descrizione del produttore.

Le interfacce possono essere un criterio di acquisto decisivo se il driver del motore passo-passo deve essere controllato da un PC. Non tutti i computer portatili o desktop dispongono di un'interfaccia RS-232 o RS-483. In questi casi, è utile scegliere un driver con porta USB.

Se si desidera controllare il driver del motore passo-passo con un Arduino o un altro microcontroller, è necessario assicurarsi che il rispettivo modello sia compatibile con esso. Per i dati rilevanti, consultare la descrizione del produttore.

 

FAQ - domande frequenti sui driver per motori passo-passo

Cosa sono i motori passo-passo ad anello chiuso, Closed-Loop?

I motori a ciclo chiuso sono opposti ai motori a ciclo aperto o Open-Loop. Open Loop è il nome di "circuito di controllo aperto", ovvero il driver non riceve alcuna risposta durante il controllo del motore. Non viene quindi registrata una perdita di passo, che può portare a un posizionamento impreciso. Loop chiuso indica un circuito di controllo chiuso. I motori che funzionano secondo questo principio forniscono un feedback di posizione e correggono eventuali errori, in modo che non si possano verificare perdite di fase.

Cosa si intende per H-bridge o ponticelli H?

I ponti H vengono utilizzati per il controllo di motori passo-passo bipolari che richiedono una inversione di polarità della corrente di esercizio. Un circuito di ponti H è composto da 4 interruttori a semiconduttore (p. es. Transistor) e deve essere applicato per ogni avvolgimento.