موتور پله ای یک موتور الکتریکی هست که حرکت آن کاملا دقیق و از پیش تعریف شده می باشد که ورودی الکتریکی دیجیتال را به یک حرکت مکانیکی تبدیل می کند و با ارسال بیتهای 0,1 به سیم پیچهای آن ٬می توان آنرا حرکت داد.
در واقع یک موتور پله ای ترکیبی از یک موتور الکتریکی DC و یک سلونویید است. موتورهای پله ای ساده توسط بخشی از یک سیستم دنده ای در حالت های موقعیتی معین قرار می گیرند، اما موتورهای پله ای نسبتا کنترل شده، می توانند بسیار آرام بچرخند.
موتورهای پله ای کنترل شده با کامپیوتر یکی از فرمهای سیستم های تنظیم موقعیت هستند، بویژه وقتی که بخشی از یک سیستم دیجیتال دارای کنترل فرمان بار باشند. این موتورها به صورت درجه ای دوران می کنند و با درجه های مختلف در بازار موجود هستند.
در واقع واژه پله به معنی چرخش به اندازه درجه تعریف شده موتور است. مثلا استپ موتوری با درجه 1.8 باید 200 پله انجام بدهد تا 360 درجه یا یک دور کامل بچرخد (1.8×200 = 360 ) و یک استپ با درجه 15 فقط باید 24 پله برای یک دور کامل انجام بدهد ( 15*24 =360 ) . این ویژگی فوائد بسیار زیادی دارد از جمله امکان کنترل سرعت.
این موتور عموما دارای چهار قطب میباشد که سیم پیچها بر روی این چهار قطب قرار می گیرند و شما با ارسال بیتهای 0و1به این سیم پیچها در واقع میدان مغناطیسی ایجاد می کنید که این میدان باعث حرکت روتورمغناطیسی موجود در داخل موتور پله ای می شود. البته میبایست این سیم پیچها را به توالی 0 و 1 کرد و گرنه موتور مطابق میل شما نخواهد چرخید.
یکی از مشخصه های این موتور زاویه حرکت آن می باشد و هر موتوری زاویه حرکتی مخصوص به خودش را دارد. مثلا اگر موتوری زاویه حرکتش 7درجه باشد٬ این موتور در هر بار ی که سیم پیچهایش حاوی ولتاژ می شوند٬ 7 درجه در سمت حرکت عقربه های ساعت یا خلاف جهت آن بسته - به اینکه سیم پیچها با چه ترتیبی ولتاژ دار می شوند- خو اهد چرخید. این 7 درجه چرخش برای این موتور پله ای نمونه یک پله یا یک step محسوب می شود . پس یک موتور پله ای در یک دور کامل ممکن است.،100تا 200 پله کمتر یا بیشتر بسته به نوع موتور داشته باشد . شما حتی می توانید یک موتور پله ای را به صورت نیم پله یعنی با نصف زاویه حرکت راه اندازی کنید . این موتورها به صورت میکرو پله نیز حرکت می کنند . در واقع منظور ٬ حرکت خیلی ریز ودقیق است. وقتیکه شما یک موتور پله ای را از نزدیک می بینید متوجه تعدادی سیم رنگی می شوید که از موتور پله ای بیرون آمده در واقع این سیم ها هر کدام به سر یک سیم پیج متصل هستند و یک سیم بین تمام سیم ها مشترک است.
تست سالم بودن موتور پله ای
برای این کار در مرحله اول باید مطمئن شویم هیچکدام از سیم ها به هم اتصال ندارند.سپس با دست شفت را بچرخانید میبینید که راحت و روان می چرخد.حال تمام سیم ها را به هم اتصال بدهیدو سعی کنید دوباره شفت را با دست بچرخانید.اگر یک مقاومت یا سفتی نسبت به حالت قبل وجود داشت موتور سالم است.
نحوه کنترل
این موتور به صورت یک بیتی یا دو بیتی حرکت میکند در حالت یک بیتی در هر لحظه تنها یک سیم پیچ پالس 1 را دریافت می کند ودر حالت دو بیتی دو سیم پیچ در هر لحظه پالس 1 را دریا فت می کنند اگر این دریافت پالس به صورت منظم و پشت سر هم انجام شو د موتور نیز به صورت صحیح به سمت جهت حرکت عقربه های ساعت یا خلاف جهت آن حرکت خواهد کرد
کنترل یک بیتی
ر حالت یک بیتی اگر اول سیم پیچ 1 را تحریک کنیم ٬ باید سیم پیچ 2 و3 و4 بدون تحریک باشند . جهت حرکت موتور پله ای در جهت حرکت عقربه های ساعت است . بعد از سیم پیچ 1 نوبت سیم پیچ 2 است که تحریک شود.، و در این حالت نیز بقیه سیم پیچها بدون تحریک هستند. بعد از آن نوبت سیم پیچ 3 و سپس نوبت سیم پیچ شماره 4 است . دقت کنید که در هر لحظه یک سیم پیچ تحریک شود ٬اگر بعد از سیم پیچ 1 سیم پیچ 4 را تحریک کنیم و سپس به سراغ 3و2 برویم موتور در جهت عکس عقربه های ساعت خواهد چرخید.
کنترل دو بیتی
در حالت دو بیتی در لحظه دو سیم پیچ باردار می شوند . مثلا اگر اول سیم پیچ 1 و2 تحریک شوند ٬بعد سیم پیچ 2و3 ٬ سپس 3و4 و در نهایت 4 و 1 .برای حرکت موتور پله ای بایست همین ترتیب را تا وقتیکه می خوا هید موتور حرکت داشته باشد ادامه دهید . حال اگر این ترتیب را عوض کنید موتور در خلاف جهت فعلی حرکت می کند (واردات قطعات الکترونیکی)
یافتن ترتیب صحیح سیمها
اگرترتیب صحیح سیم ها رعایت نشود موتوردرست نخواهد چرخید.برای یافتن ترتیب انها ابتدا سیم مشترک را به ولتاژ مورد نیاز موتور (روی بدنه موتور می نویسند ولی معمولا ۱۲ ولت است)وصل می کنیم. بعد از میان ۴ سیم باقیمانده یکی را انتخاب می کنیم و سر منفی یا زمین منبع را به ان اتصال می دهیم. اینکار باعث یک چرخش کوچیک میشود.یک کاغذ گرد یا یک تکه چوب به شفت ببندید تا چرخش های ریز معلوم شود. این چرخش کوچک در واقع همان یک پله موتور به اندازه زاویه موتور می باشد. حال سر منفی ( GND) را به یکی از ۳ تا سیم دیگر اتصال دهید. اگر از این ۳ سیم، سیم صحیح را انتخاب کرده باشید یک گردش کوچک (به اندازه قبلی) در ادامه حرکت قبلی می بینید ولی اگر خطا باشد گردش معکوس یا بیش از حد (۲ یا ۳ پله) خواهید داشت. اگر سیم خطا بود دوباره زمین را به سیم اول اتصال دهید و همان کار را با ۲ سیم دیگر تکرار کنید تا زمانی که سیم صحیح پیدا شود. وقتی سیم صحیح پیدا شد سیم اول را کنار گذاشته و مراحل را از ابتدا برای سه سیم باقیمانده انجام دهید تا ترتیب ۴ سیم را پشت سر هم پیدا کنید.