Cosa sono i motori passo-passo?

I motori passo-passo sono motori che ruotano di un determinato numero di gradi in risposta a un impulso elettronico. Questo metodo consente di controllare minuziosamente la velocità e la magnitudine di rotazione senza utilizzare un sistema di feedback. I motori passo-passo sono spesso utilizzati in unità disco, macchine utensili e robotica. Sono apprezzati per la loro coppia elevata alle basse velocità e perché tendono ad essere estremamente affidabili in tutti gli ambienti.

Un motore passo-passo è fondamentalmente un cerchio di elettromagneti disposti attorno a un singolo magnete permanente, chiamato rotore. Un impulso di elettricità viene inviato a turno a ciascun elettromagnete, caricandolo. Questo fa ruotare il magnete verso quell'elettromagnete. Quell'elettromagnete viene scaricato e quindi una carica viene inviata a quella successiva. Caricare e scaricare gli elettromagneti fa ruotare il rotore a 360 gradi sul suo asse. Se gli impulsi elettronici sono abbastanza veloci, si ottiene una rotazione continua del rotore.

Un movimento del rotore è chiamato un passo. Ogni passo ha le stesse dimensioni, con una variazione non superiore a 3-5 gradi. Poiché ogni impulso è un evento discreto, le variazioni non si sommano nel tempo e causano una grave perdita di precisione. Ciò significa che i motori passo-passo non possono mai essere più di 5 gradi di distanza da una precisione perfetta.

La velocità di rotazione del motore può essere modificata variando la frequenza dell'impulso. Se gli impulsi si fermano, come quando non viene inviata alcuna potenza al motore, il rotore si allineerà con il magnete più vicino e lo terrà. L'attrazione tra il magnete e il metallo è sufficiente per evitare che l'albero giri.

I motori passo-passo hanno generalmente tre modalità di step. La modalità a passo completo fa muovere il rotore di un passo completo per ciascun impulso. Molti motori stepper standard hanno 200 step, il che significa che ogni impulso fa muovere il rotore di 1/200 del cerchio a 360 gradi. Un motore passo-passo standard impostato sulla modalità passo-passo ruoterà quindi di circa 1,8 gradi per ciascun impulso.

La modalità Half step consente all'operatore di raddoppiare il numero di step per rotazione completa. Un motore standard a 200 passi impostato sulla modalità mezzo passo avrà effettivamente 400 passi, poiché il rotore si sposta di mezzo passo per ogni impulso. La modalità microstep divide la rotazione in passi ancora più piccoli. Ogni divisione di un impulso consente una maggiore precisione, ma provoca anche una perdita della coppia del motore.