MICROCONTROLADORES
Escola Politécnica de Pernambuco - UPE
Elaborado por:
Betânia Ribeiro de Almeida
Valdeckson Burgo
NOVEMBRO/ 2007
PROJETO MOTOR DE PASSO
CONTROLE DE MOTOR DE PASSO
COM O 8051
NOVEMBRO 2007
UNIVERSIDADE DE PERNAMBUCO
PROJETO MOTOR DE PASSO
 APLICAÇÃO PRÁTICA
- Rotação à direita ou à esquerda com 0,5s
entre steps
- 10 rotações à direita ou à esquerda com 0,5s
entre steps
NOVEMBRO 2007
UNIVERSIDADE DE PERNAMBUCO
PROJETO MOTOR DE PASSO
Motores de passos são dispositivos mecânicos eletro-magnéticos que podem ser
controlados digitalmente através de um hardware específico ou através de softwares.
Motores de passos são encontrados em aparelhos onde a precisão é um fator
muito importante. São usados em larga escala em impressoras, plotters, scanners,
drivers de disquetes, discos rígidos e muitos outros aparelhos.
Existem vários modelos de motores de passos disponíveis no mercado que
podem ser utilizados para diversos propósitos. Podem ser utilizados para mover
robôs, câmeras de vídeo, brinquedos ou mesmo uma cortina .
NOVEMBRO 2007
UNIVERSIDADE DE PERNAMBUCO
PROJETO MOTOR DE PASSO

Tipos Básicos
1. Relutância Variável: Tem um rotor
com várias polaridades feito com
ferro doce e um estator laminado.
Eles geralmente operam com
ângulos de passo de 5 a 15 graus, a
taxas de passo relativamente altas e,
por não possuir imã, quando
energizado apresenta torque estático
nulo. Na Figura 6, quando fase A é
energizada, quatro dentes de rotor se
alinham com os quatro dentes do
estator da fase A através de atração
magnética. O próximo passo é dado
quando a fase A é desligada e fase B
é energizada fazendo o rotor girar 15
graus à direita. Continuando a
seqüência, a fase C é energizada e
depois a fase A novamente.
NOVEMBRO 2007
UNIVERSIDADE DE PERNAMBUCO
PROJETO MOTOR DE PASSO
2.
Imã permanente: motores de imã
permanente diferem dos de
relutância variável pois têm
rotores de material alnico ou
ferrite sem dentes e magnetizado
perpendicularmente ao eixo,
devido a isto, o torque estático
não é nulo. Energizando as
quatro fases em seqüência, o
rotor gira, pois é atraído aos
pólos magnéticos. O motor
mostrado na Figura 7 dará um
passo de 90 graus quando os
enrolamentos ABCD forem
energizados em seqüência.
Geralmente tem ângulos de
passo de 45 ou 90 graus a taxas
de passo relativamente baixas,
mas eles exibem torque alto.
NOVEMBRO 2007
UNIVERSIDADE DE PERNAMBUCO
PROJETO MOTOR DE PASSO
3. Híbrido: Combinando as características
dos de Relutância Variável e dos de Imã
Permanente, o Motor Híbrido tem
algumas das características desejáveis
de cada um. Têm alto torque, não
apresenta torque estático nulo e podem
operar em velocidades de passo altas.
Normalmente, eles têm ângulos de
passo de 0.9 a 5 graus. Geralmente são
providos de pólos que são formados
por dois enrolamentos (como mostrado
na Figura 8), de forma que uma fonte
única pode ser usada. Se as fases são
energizadas uma de cada vez, na
ordem indicada, o rotor giraria em
incrementos de 1.8 graus. Este motor
também pode ser controlado de forma
a usar duas fases de cada vez, para
obter maior torque, ou alternadamente,
ora uma ora duas fazes de cada vez, a
fim de produzir meio-passos ou
incrementos de 0.9 grau
NOVEMBRO 2007
UNIVERSIDADE DE PERNAMBUCO
PROJETO MOTOR DE PASSO
NOVEMBRO 2007
UNIVERSIDADE DE PERNAMBUCO
PROJETO MOTOR DE PASSO
NOVEMBRO 2007
UNIVERSIDADE DE PERNAMBUCO
PROJETO MOTOR DE PASSO
NOVEMBRO 2007
UNIVERSIDADE DE PERNAMBUCO
PROJETO MOTOR DE PASSO

Três etapas de um motor de passo


Desligado:
Não há alimentação suprindo o motor. Nesse caso não existe consumo de
energia, e todas as bobinas estão desligadas.
Na maioria dos circuitos este estado ocorre quando a fonte de alimentação é
desligada.
Parado:
Pelo menos uma das bobinas fica energizada e o motor permanece estático
num determinado sentido. Nesse caso há consumo de energia, mas em
compensação o motor mantem-se alinhado numa posição fixa.
Rodando:
As bobinas são energizadas em intervalos de tempos determinados,
impulsionando o motor a girar numa direção.


NOVEMBRO 2007
UNIVERSIDADE DE PERNAMBUCO
PROJETO MOTOR DE PASSO

Modos de operação de um motor de passo
Passo completo 1 (Full-step)
-Somente uma bobina é energizada a cada passo;
-Menor torque;
-Pouco consumo de energia;
-Maior velocidade.

Passo completo 2 (Full-step)
-Duas bobinas são energizadas a cada passo;
-Maior torque;
-Consome mais energia que o Passo completo 1;
-Maior velocidade.


Meio passo (Half-step)
-A combinação do passo completo1 e do passo completo 2 gera um efeito de
meio passo;
-Consome mais energia que os passo anteriores;
-É muito mais preciso que os passos anteriores;
-O torque é próximo ao do Passo completo 2;
-A velocidade é menor que as dos passos anteriores.
NOVEMBRO 2007
UNIVERSIDADE DE PERNAMBUCO
PROJETO MOTOR DE PASSO
 Passo
Completo 1 (Full-step)
NOVEMBRO 2007
Nº do
passo
B3
B2
B1
B0
Decimal
1-->
1
0
0
0
8
2-->
0
1
0
0
4
3-->
0
0
1
0
2
4-->
0
0
0
1
1
UNIVERSIDADE DE PERNAMBUCO
PROJETO MOTOR DE PASSO
- Passo
Completo 2 (Full-step)
NOVEMBRO 2007
Nº do
passo
B3
B2
B1
B0
Decimal
1-->
1
1
0
0
12
2-->
0
1
1
0
6
3-->
0
0
1
1
3
4-->
1
0
0
1
9
UNIVERSIDADE DE PERNAMBUCO
PROJETO MOTOR DE PASSO
 Meio
passo (Half-step)
NOVEMBRO 2007
Nº do
passo
B3
B2
B1
B0
Decimal
1
1
0
0
0
8
2
1
1
0
0
12
3
0
1
0
0
4
4
0
1
1
0
6
5
0
0
1
0
2
6
0
0
1
1
3
7
0
0
0
1
1
8
1
0
0
1
9
UNIVERSIDADE DE PERNAMBUCO
PROJETO MOTOR DE PASSO

A direção (esquerda / direita) de um motor de passo
Para mudar a direção de rotação do motor, basta inverter a seqüência dos passos conforme os exemplos
abaixo:
Passo completo 1 (direita)

Nº do
passo

B3

B2

B1

B0

Decim
al

1-->

1

0

0

0

8

2-->

0

1

0

0

4

3-->

0

0

1

0

2

4-->

0

0

0
 1


1
 Passo completo 1 (esquerda)

Nº do
passo

B3

B
2

B1

B
0

Decimal

1-->

0

0

0

1

1

2-->

0

0

1

0

2

3-->

0

1

0

0

4

4-->

1

0

0

0

8
NOVEMBRO 2007
UNIVERSIDADE DE PERNAMBUCO



Direita
Esquerda
PROJETO MOTOR DE PASSO
NOVEMBRO 2007
UNIVERSIDADE DE PERNAMBUCO
PROJETO MOTOR DE PASSO
NOVEMBRO 2007
UNIVERSIDADE DE PERNAMBUCO
PROJETO MOTOR DE PASSO
NOVEMBRO 2007
UNIVERSIDADE DE PERNAMBUCO
PROJETO MOTOR DE PASSO
NOVEMBRO 2007
UNIVERSIDADE DE PERNAMBUCO
PROJETO MOTOR DE PASSO
R4
R6
R3
R5
4k7
4k7
4k7
4k7
+12V
C1
U1
U2
1nF
X1
19
XTAL1
CRYSTAL
C2
18
XTAL2
1nF
9
R9
R10
4k7
4k7
29
30
31
RST
PSEN
ALE
EA
ANTE1
1
2
3
4
5
6
7
8
HORA1
P1.0
P1.1
P1.2
P1.3
P1.4
P1.5
P1.6
P1.7
P0.0/AD0
P0.1/AD1
P0.2/AD2
P0.3/AD3
P0.4/AD4
P0.5/AD5
P0.6/AD6
P0.7/AD7
P2.0/A8
P2.1/A9
P2.2/A10
P2.3/A11
P2.4/A12
P2.5/A13
P2.6/A14
P2.7/A15
P3.0/RXD
P3.1/TXD
P3.2/INT0
P3.3/INT1
P3.4/T0
P3.5/T1
P3.6/WR
P3.7/RD
39
38
37
36
35
34
33
32
R8
R7
4k7
4k7
10
11
12
13
14
15
16
17
ANT10
HOR10
GND
NOVEMBRO 2007
1B
2B
3B
4B
5B
6B
7B
COM
1C
2C
3C
4C
5C
6C
7C
9
16
15
14
13
12
11
10
+88.8
ULN2003A
21
22
23
24
25
26
27
28
80C51
GND
1
2
3
4
5
6
7
UNIVERSIDADE DE PERNAMBUCO
A
B
C
D
PROJETO MOTOR DE PASSO
NOVEMBRO 2007
UNIVERSIDADE DE PERNAMBUCO
PROJETO MOTOR DE PASSO
ORG 00H;
Diretiva de origem no endereco 0
LJMP INICIO;
Salto para o inicio do programa
;
***INT EXTERNA_0***
ORG 03h;
Externa 0
LJMP EXTERNA_0;
Salta para Rotina EXTERNA_0
;
***INT TIMER_0***
ORG 0Bh;
TIMER 0
LJMP TIMER_0;
Salta para Rotina TIMER_0
;
***INT EXTERNA_1***
ORG 13h;
EXTERNA 1
LJMP EXTERNA_1;
Salta para Rotina EXTERNA_1
;
***INT TIMER_1***
ORG 1Bh;
TIMER 1
LJMP TIMER_1;
Salta para Rotina TIMER_1
;
***INT SERIAL***
ORG 23h;
SERIAL
LJMP SERIAL_COM; Salta para Rotina SERIAL_COM
TEMPO EQU 15535
INICIO:
MOV IE, #10000010B
MOV IP, #00000010B
MOV TMOD,#00000001B
ORG 30H
MOV R1,#00H
MOV R4,#00H
MOV P1,#0FFH
MOV A,#033H
MOV P0,A
ESPERA: JNB P1.0,ANTH1
JNB P1.1,HORAR1
JNB P1.2,ANTH10
JNB P1.3,HORAR10
SJMP ESPERA
ANTH10: LCALL ATRASO
RR A
MOV P0,A
INC R4
CJNE R4,#0AH,ANTH10
MOV R4,#00H
SJMP ESPERA
NOVEMBRO 2007
HORAR10: LCALL ATRASO
RL A
MOV P0,A
INC R4
CJNE R4,#0AH,HORAR10
MOV R4,#00H
SJMP ESPERA
ATRASO: MOV R1,#0AH
VEZ:
CLR TR0
CLR TF0
MOV TH0,#HIGH(TEMPO)
MOV TL0,#LOW(TEMPO)
SETB TR0
JNB TF0,$
DJNZ R1,VEZ
CLR TR0
CLR TF0
RET
ANTH1: LCALL ATRASO
RR A
MOV P0,A
SJMP ESPERA
HORAR1: LCALL ATRASO
RL A
MOV P0,A
SJMP ESPERA
;****** TRATAMENTO DAS INTERRUPÇÕES*****************
EXTERNA_0: NOP
; Código de tratamento de EXTERNA_0
RETI
TIMER_0:
NOP
; Código de tratamento de TIMER_0
RETI
EXTERNA_1: NOP
; Código de tratamento de EXTERNA_1
RETI
TIMER_1:
NOP
; Código de tratamento de TIMER_1
RETI
SERIAL_COM: NOP
; Código de tratamento de serial
RETI
;************************************************************************
END
; Fim de Arquivo p/ compilação
UNIVERSIDADE DE PERNAMBUCO