۱- مقدمه‌ای بر محاسبه سرعت استپ موتور

موتور استپر که با نام‌های همچون استپ موتور و موتور پله‌ای نیز شناخته می‌شود نوعی موتور الکتریکی می‌باشد که حرکت روتور در آن به صورت پله پله و نه صورت پیوسته صورت می‌پذیرد. استپ موتور را معمولا با توجه به تعداد گام، پله یا رزولوشن آن می‌شناسند. به عنوان مثال در یک موتور استپر ۲۰۰ پله‌ای موتور یک دور کامل یا ۳۶۰ درجه را در ۲۰۰ گام ۱٫۸ درجه‌ای طی می‌کند. ویژگی بسیار کاربردی استپ موتور این است که می‌توان موقعیت و سرعت آن را بدون استفاده از انکودر به شکلی دقیق کنترل کرد. در این مقاله نحوه محاسه سرعت استپ موتور را برحسب دور بر دقیقه بیان خواهیم کرد.

۲- نحوه عملکرد استپ موتور

برخلاف موتورهای دی‌سی که که می‌توان آن‌ها را با اتصال مستقیم به تغذیه دی‌سی راه‌اندازی نمود، موتورهای استپر برای راه‌اندازی نیاز به یک درایور موتور (به عنوان مثال درایور موتور استپر MSD02 را بررسی نمایید) دارند. درایور استپ موتور با گرفتن پالس می‌تواند موقعیت و سرعت یک موتور استپر را کنترل نماید به طوریکه با اعمال یک لبه‌ی پالس، موتور به اندازه یک گام پیشروی خواهد کرد. همچنین با تغییر فرکانس پالس اعمالی به درایور می‌توان سرعت موتور استپر را نیز به صورتی دقیق برحسب دور بر دقیقه کنترل کرد. در شکل ۱ یک سیستم سرو با استفاده از محصولات MSD02 و AMC11 ترسیم شده است.

شکل ۱: یک سیستم سرو با درایور MSD02 و کنترلر AMC11

در شکل ۱ کنترلر AMC11 با اعمال پالس به درایور MSD02 می‌تواند موقعیت و سرعت موتور استپر را کنترل نماید. لازم به ذکر است که درایور استپ موتور MSD02 قادر است با تقسیم گام استپ موتور به پله‌های کوچکتر، رزولوشن حرکتی استپ موتور را تا ۳۲ برابر افزایش دهد. به عنوان مثال چنانچه درایور را برروی ۴۰۰ پالس بر دور قرار دهیم بدین معنی می‌باشد که رزولوشن حرکتی ۲ برابر شده است (با فرض ۲۰۰ پله‌ای بودن موتور) و با اعمال هر پالس، موتور به اندازه ۰٫۹ درجه حرکت خواهدکرد.

۳- محاسبه سرعت موتور استپر برحسب دور بر دقیقه

سرعت استپ موتور برحسب دور بر دقیقه (RPM) به صورت زیر محاسبه می‌شود:

 مثال ۱: چنانچه فرکانس پالس اعمالی از سمت کنترلر AMC11 مقدار ۲ کیلوهرتز باشد و درایور MSD02 نیز برروی حالت فول استپ یا ۲۰۰ پالس بر دور قرار گرفته باشد سرعت موتور استپر را محاسبه نمایید.

پاسخ مثال ۱: چون درایور برروی حالت فول استپ قرار دارد بنابراین مقدار A یا گام استپ موتور ۱٫۸ درجه خواهد بود. طبق فرمول محاسبه سرعت داریم:

بنابراین موتور استپر با سرعت ۶۰۰ دور بر دقیقه دوران خواهد کرد.

مثال ۲: چنانچه فرکانس پالس اعمالی از سمت کنترلر AMC11 مقدار ۲۰ کیلوهرتز باشد و درایور MSD02 نیز برروی حالت ۶۴۰۰ پالس بر دور قرار گرفته باشد سرعت موتور استپر را محاسبه نمایید.

پاسخ مثال ۲: چون درایور برروی حالت ۶۴۰۰ پالس بر دور قرار دارد بنابراین مقدار A یا گام استپ موتور برابر است با:

طبق فرمول محاسبه سرعت داریم:

بنابراین موتور استپر با سرعت ۱۸۷٫۵ دور بر دقیقه دوران خواهد کرد.

۴- جمع بندی

در یک موتور استپر با توجه به اینکه با اعمال هر پالس به درایور آن می‌توان موقعیت آن را به اندازه یک گام جابه جا کرد بنابراین در صورتیکه پالسی با فرکانسی مشخص به درایور استپ موتور اعمال نماییم می‌توانیم سرعت استپ موتور را بدون نیاز به استفاده از انکودر، تاکو ژنراتور و … به صورت دقیق کنترل کنیم.