Controlador para motor de passo A4983

Este produto é uma placa de suporte para o CI da Allegro A4983 DMOS Microstepping Driver with Translator. Uma leitura cuidadosa do A4983 datasheet é altamente recomendada antes da utilização deste produto. Este driver pa motores de passo permite o controle de um destes motores com correntes de saída de até 2A por bobina (veja a seção de Considerações sobre dissipação de energia logo abaixo). Estas são algumas das características principais:

• interface para controle de passos individuais e direção
• 5 resoluções de passo diferentes: passo completo, meio passo, um quarto de passo, um oitavo e um dezesseisavos
• Controle ajustável de corrente permite ajustar o máximo de corrente com um potenciômetro que permite a utilização de voltagens acima das ideais para obtenção de velocidades mais altas
• Controle inteligente de corte de corrente que seleciona automaticamente o modo de decaimento de corrente (decaimento lento ou rápido)
• Desligamento térmico em caso de superaquecimento, trava de baixa voltagem, e proteção contra corrente cruzada

Como quase todos os produtos da Pololu, esta placa é enviada com todos os componentes SMD já soldados como mostrado na foto.

Utilizando o Driver

Diagrama para cabeamento mínimo (modo de passo completo)

Conexões de Alimentação

Este driver necessita que uma alimentação lógica (3 a 5,5V) seja conectada aos pinos VDD e GND e que uma voltagem de alimentação para o motor (8 a 35V) seja conectada nos pinos VMOT e GND. Estas fontes devem ter capacitores de filtro aproriados próximos à placa e devem ser capazes de as correntes esperadas (picos de até 4A para a alimentação do motor).

Conexões do Motor

Motores de quatro, seis e oito cabos podem ser acionados por este driver se eles estiverem conectados corretamente. Para mais detalhes veja este link.

Aviso: Conectar ou desconectar um motor com o driver alimentado pode destruir o driver. (De modo geral, alterar qualquer conexão com a placa alimentada é procurar por problemas).

Tamanho de passo e de micropasso

Motores de passo tipicamente têm uma especificação de tamanho de passo (e.g. 1,8º ou 200 passos por revolução) que se aplica a passos completos. Um driver de micropasso como o A4983 permite resoluções maiores através de posições intermediárias o que é conseguido energizando as bobinas com niveis intermediários de corrente. Por exemplo, um motor em modo de um quarto de passo terá 800 micropassos de resolução por revolução utilizando 4 níveis diferentes de corrente.

As entradas do seletor de resolução (MS1, MS2, MS3) ativam a seleção de acordo com a tabela abaixo. MS2 e MS3 têm resistores internos de rebaixamento de 100kΩ, mas o MS1 não tem, e necessita ser conectado externamente. Para os modos de micropassos funcionarem corretamente o limitador de corrente deve ser configurado baixo o suficiente para que o limite de corrente seja ativado. Caso contrário, os níveis intermediários de corrente não serão mantidos e o motor funcionará em modo de passo completo.

Controle de entradas

Cada pulso na entrada STEP corresponde a um micropasso do motor na direção selecionada pelo pino DIR. Note que os pinos STEP e DIR não estão forçados para nenhuma voltagem internamente, e você não deve deixar o valor destes pinos flutuarem em sua aplicação. Se você quiser apenas girar em uma direção você pode apenas conectar o DIR ao VCC ou ao GND. O chip tem três entradas diferentes para controlar seus possíveis estados de alimentação: RST, SLP, e EN. Para detalhes destes padrões veja o datasheet. Note que o pino RST é flutuante; se não estiver utilizando este pino você pode conectar ao pino adjacente  SLP.

Limitação de corrente

Para conseguir altas taxas de passos, a alimentação do motor é tipicamente muito mais elevada do que seria permitido sem limitação ativa de corrente. Por exemplo, um motor de passo típico poderia ter uma corrente máxima de 1A com uma resistência de bobina de 5Ω, o que indicaria uma alimentação máxima de 5V. Utilizando este motor com 12V poderiamos conseguir velocidades maiores mas a corrente deveria ser ativamente limitada abaixo de 1A para previnir danos ao motor.

O A4983 suporta esta limitação ativa de corrente, e o potenciômetro na placa pode ser utlizado para ajustar este limite. Um modo de ajustar este limite é colocar o motor em funcionamento em modo de passo completo e medir a corrente em uma única bobina sem alterar a entrada em STEP. A corrente medida será de 0,7 vezes a corrente limite (desde que ambas as bobinas estejam ativadas e militadas a 70% do modo de passo completo). Note que o limite de corrente depende da voltagem em Vdd.

Outro mod de ajustar o limite de corrente é medir a voltagem no pino REF e calcular o limite de corrente resultante (os resistores de corrente são de 0,05Ω). A voltagem do pino REF é acessível em uma via que está circulada na parte de baixo da placa. Veja o datasheet para mais informações.

Considerações sobre dissipação de potência

Este driver tem uma taxa máxima de corrente de 2A por bobina, mas a corrente real que você pode fornecer depende de o quanto você possa manter o CI arrefecido. O circuíto impresso está desenhado para drenar o calor do CI mas para fornecer mais do que aproximadamente 1A por bobina um dissipador de calor ou outro método de refrigeração é necessário.

Este produto pode ficar quente o suficiente para queimar você antes que o chip superaqueça. Tome cuidado ao manusear este produto e outros componentes conectados a ele.

Note que medir o fluxo de corrente na fonte de alimentação pode não necessariamente fornecer uma medida precisa da corrente na bobina. Desde que a voltagem fornecida ao driver pode ser significativamente maior do que a votagem na bobina, a corrente medida na fonte pode ser bem menor d que a na bobina. De modo análogo, se a voltagem de alimentação é muito alta comparanda às necessidades do motor para chegar à corrente ajustda o duty cicle será muito baixo o que levará a significantes diferenças entre as correntes médias e RMS. 

Esquema

O conteúdo desta página é uma tradução para o português a partir do site original da Pololu.