Les moteurs pas-à-pas, également connus sous le nom de "stepping motor", peuvent tourner et s’arrêter avec une précision de l’ordre du centième de millimètre. Cette très grande précision et leur fiabilité les prédestinent à être utilisés dans de nombreux appareils électroniques comme, par exemple, les lecteurs de disquettes pour la recherche des pistes, les imprimantes et les traceurs pour le déplacement du chariot, les photocopieuses pour l’agrandissement, ainsi que dans différents robots industriels.
Les moteurs pas-à-pas peuvent être alimentés avec n’importe quelle tension, c’est-à-dire 9, 12, 15, 18, 24 ou 28 volts, pourvu que le circuit de pilotage dispose d’un circuit limitant le courant qui devra parcourir leurs enroulements.
Sans ce contrôle, des courants très élevés parcourront lesdits enroulements, allant en augmentant en même temps que la valeur de la tension d’alimentation. Dans ce cas, non seulement le circuit intégré pilote sera très vite hors d’usage mais, simultanément, les enroulements du moteur "grilleront".
Si on prend un moteur dont la tension d’alimentation est de 12 volts, prévu pour absorber un courant maximum de 0,3 ampère et que l’on mesure la valeur ohmique de ses enroulements, on pourra relever une résistance d’environ 2,5 ohms.
Si ce moteur est alimenté avec une tension de 12 volts sans limitation de courant, selon la loi d’Ohm bien connue :
ampère = volt : ohm
donc, dans les enroulements passeront au moins :
12 : 2,5 = 4,8 ampères
Si, ensuite, on l’alimente avec une tension de 24 volts, le courant augmentera ainsi :
24 : 2,5 = 9,6 ampères
Pour éviter que le circuit intégré de pilotage ou les enroulements du moteur (ou les deux !) ne soient endommagés, il suffit de limiter le courant autour de 0,3 ampère, toujours pour une tension de 12 volts, ou de limiter le courant à une valeur inférieure, pour une tension de 24 volts.
Les types de moteurs pas-à-pas
Les moteurs pas-à-pas peuvent être de type bipolaire ou unipolaire.
Les moteurs bipolaires s’appellent ainsi car, pour faire tourner l’axe, il faut inverser la polarité de l’alimentation de leurs bobines, selon une séquence bien précise (voir figure 8).
Ces moteurs se reconnaissent aisément aux 4 fils qui sortent de leur corps (voir figure 4).
Les moteurs unipolaires s’appellent ainsi car, ayant un double enroulement, il n’est pas nécessaire d’inverser la polarité d’alimentation.
Ces moteurs se reconnaissent aux 5 ou 6 fils sor tant de leurs corps (voir les figures 5 et 6).
Les moteurs bipolaires sont plus courants car, à puissance égale, ils sont de plus petites dimensions que les unipolaires.
C’est pour cette raison que l’on préfère utiliser les bipolaires lorsque l’on rencontre des problèmes d’espace dans un appareil.
Le premier problème auquel est confronté l’électronicien, c’est le pilotage d’un moteur pas-à-pas. Ayant entre les mains des moteurs munis de 4 fils, voire de 5 ou 6, beaucoup ignorent comment les relier et avec quelle tension les alimenter.
Dans la majorité des cas, on trouve sur le corps des moteurs des chiffres incompréhensibles mais rarement, sinon jamais, la valeur de la tension de travail ni celle du courant maximum admissible car, comme nous avons déjà eu l’occasion de le souligner, ce courant varie en même temps que la tension d’alimentation.
Si on ouvrait ces moteurs, on y trouverait, comme dans une simple dynamo de bicyclette, un aimant à plusieurs pôles relié à l’axe du rotor (voir figure 2) et un certain nombre de bobines excitatrices placées sur la paroi du moteur (voir figure 1).
Pour mieux vous faire comprendre comment on procède pour faire tourner l’axe d’un pas, analysons un moteur théorique muni de 4 bobines excitatrices seulement (voir figure 7), excitées par un seul aimant.
Si on applique une tension sur les deux bobines A-A, l’aimant sera attiré vers ces deux bobines, et on obtiendra alors la rotation d’un pas (voir figure 8-A).
Si on retire la tension des deux bobines A-A pour l’appliquer sur les bobines BB, l’aimant sera attiré vers ces deux bobines et on obtiendra alors la rotation d’un autre pas (voir figure 8-B).
Si on applique la tension sur les bobines A-A, mais avec une polarité inversée, l’aimant sera alors attiré vers ces deux bobines et on obtiendra alors un autre pas de rotation (voir figure 8-C).
Pour obtenir encore un autre pas de rotation, on devra appliquer une tension de polarité inversée sur les bobines B-B (voir figure 8-D).
Donc, pour faire effectuer un tour complet à l’axe du moteur, on devra appliquer de façon séquentielle une tension sur les bobines A-A, puis sur les bobines B-B, puis à nouveau, mais avec une polarité inversée, sur les bobines A-A et sur les bobines B-B.
Plus le nombre d’aimants présents sur le rotor et de bobines présentes dans le stator sera important, plus grand sera le nombre de pas nécessaires pour faire effectuer un tour complet à l’axe du moteur.
Il existe des moteurs exécutant un tour complet avec 20 pas, d’autres avec 48 pas et d’autres encore, avec 100 ou 200 pas.
On peut parfois trouver une étiquette sur le corps du moteur, sur laquelle figure un nombre, par exemple 1,8°, 7,5°, 15°, etc. indiquant le nombre de degrés effectués par le pivot du moteur à chaque pas.
Dans le tableau 1, vous pouvez trouver le nombre de pas nécessaires pour obtenir un tour complet en fonction de ces degrés.
| Valeur d’un pas | Nombre de pas pour un tour |
| 18° | 20 |
| 15° | 24 |
| 9,0° | 40 |
| 7,5° | 48 |
| 3,6° | 100 |
| 1,8° | 200 |
Connaissant le nombre de degrés parcourus par l’axe à chaque pas, on peut calculer combien de pas sont nécessaires pour que l’axe du moteur effectue un tour complet en utilisant cette formule :
Totalité des pas = 360 : degrés de chaque pas
Connaissant le nombre total de pas nécessaires pour obtenir un tour complet de l’axe moteur, on peut connaître la valeur de la rotation d’un pas en degrés, en utilisant cette formule :
Degrés par pas = 360 : nombre total de pas
Tout le monde ne sait pas que les moteurs pas-à-pas peuvent également tourner d’un demi pas, si on applique sur les bobines A-A et B-B une tension en respectant la séquence représentée sur la figure 9.
Pour vous faire comprendre comment il est possible de faire tourner l’axe d’un demi pas, regardons tout d’abord la figure 9-A.
Si on applique une tension sur les bobines A-A et simultanément sur les bobines B-B, l’aimant se positionnera au centre des deux bobines A-B, et on obtiendra ainsi un demi pas (voir figure 9-A).
Si on retire la tension des bobines A-A seulement, l’aimant sera attiré vers les deux bobines B-B, et on obtiendra alors une rotation d’un autre demi pas (voir figure 9-B).
Si on applique à nouveau une tension, cette fois avec une polarité inversée, sur les bobines A-A, l’aimant se positionnera au centre des bobines B-A, et on obtiendra donc un autre demi pas de rotation (voir figure 9-C).
Pour obtenir un autre demi pas, il suffit de retirer la tension présente sur les bobines B-B (voir figure 9-D).
Il ne faut surtout pas que toutes ces séquences et inversions de polarité sur les bobines A-A et B-B vous inquiètent car ce travail est dévolu au circuit de puissance que nous allons décrire et qui s’en chargera de façon automatique.
Figure 1 : En ouvrant un moteur pas à-pas, nous pouvons voir à l’intérieur les bobines d’excitation qui servent à faire tourner le rotor illustré dans la figure 2.
Figure 2 : Sur l’axe moteur est fixé un cylindre pourvu de deux rangs de dents magnétiques qui se positionneront face aux bobines.
Figure 3 : 4 fils sortent toujours des corps des moteurs pas-à-pas bipolaires, tandis que 5 ou 6 fils sortent des moteurs unipolaires (voir les figures 4, 5 et 6).
Figure 4 : 4 fils sortent des moteurs bipolaires car les couples de bobines n’ont pas de prise centrale.
Figure 5 : Quand 6 fils sortent d’un moteur bipolaire, cela veut dire que les couples de bobines ont une prise centrale.
Figure 6 : Dans les moteurs unipolaires, desquels sortent 5 fils, les bobines A et B sont reliées entreelles, directement à l’intérieur, par une seule prise centrale.
Figure 7 : Pour vous expliquer comment faire tourner d’un pas le rotor de ces moteurs, prenons comme exemple un moteur théorique pourvu de 4 bobines d’excitation seulement et d’un seul aimant (voir figure 8).
Figure 8 : Voici les séquences et la polarité d’alimentation à appliquer sur les bobines A-A et B-B, pour faire tourner l’axe moteur avec une progression d’un pas à la fois. Le circuit intégré utilisé pour piloter ces moteurs se charge du respect de ces séquences et de la polarité.
Figure 9 : Voici les séquences et la polarité de la tension à appliquer sur les bobines A-A et B-B, pour faire tourner l’axe moteur avec une progression d’un demi pas à la fois. Pour obtenir cette progression, il suffit d’appliquer un niveau logique 1 sur la broche 19 du circuit intégré IC2.
Figure 10 : Si on ignore quels sont, dans un moteur bipolaire, les couples de fils reliés aux bobines A-A ou B-B, il suffit de prendre un multimètre réglé sur "ohm" et de trouver les deux fils donnant une quelconque valeur ohmique.
Figure 11 : Si on ignore quels sont, dans un moteur unipolaire, les couples de fils reliés aux bobines A-A ou B-B et leurs fils centraux, il suffit de prendre un multimètre et de mesurer leur résistance ohmique. Les deux fils présentant la résistance maximale sont les fils reliés aux extrémités A-A ou B-B et celui présentant une valeur ohmique réduite de moitié est, parmi ces trois fils, le fil central.L’énigme des fils
Bien qu’à l’intérieur de ces moteurs se trouvent plusieurs bobines excitatrices, celles-ci sont toutes reliées en série ou en parallèle et possèdent donc toujours 4 ou 5-6 fils sortant de leur corps.
Comme nous l’avons déjà écrit plus haut, les moteurs les plus répandus sont ceux à 4 fils, appelés bipolaires.
Les moteurs à 5 ou à 6 fils, appelés unipolaires, sont munis d’un double enroulement avec prise centrale (voir les figures 5 et 6), toujours relié au positif d’alimentation, tandis que les deux fils A-A et B-B sont reliés à la masse, en respectant une séquence précise et indispensable à la rotation.
Les moteurs unipolaires, munis de 6 fils peuvent également être utilisés comme des bipolaires, à condition de ne pas utiliser la prise centrale. Il n’en est pas de même pour les moteurs unipolaires, munis de 5 fils, en raison des deux fils qui sont reliés entre eux à l’intérieur.
Les couleurs des 4 ou 6 fils varient d’un constructeur à l’autre et donc le premier problème à résoudre est de repérer les deux fils des bobines A-A et des bobines B-B et, les deux centraux lorsqu’il s’agit des moteurs à 6 fils.
Si vous avez un moteur à 4 fils, prenez un multimètre commuté sur l’échelle "ohm", puis recherchez les deux fils qui donnent une valeur ohmique quelconque. (voir figure 10).
Ces deux fils appartiennent à un couple de bobines, les deux autres appartenant à l’autre couple.
Il n’est pas nécessaire de savoir quel couple de fils appartient aux bobines A-A ou B-B, ni même le début et la fin de ces bobines, parce que, une fois les fils reliés au circuit de puissance, si l’on remarque que le pivot tourne dans le sens contraire des aiguilles d’une montre, il suffira, pour le faire tourner dans le bon sens, d’intervertir les deux fils A-A et les deux fils BB.
Dans notre circuit, nous avons inséré un interrupteur qui sert à inverser le sens de rotation sans avoir à modifier l’emplacement des fils des bobines.
Si vous avez un moteur à 6 fils, prenez votre multimètre commuté sur l’échelle "ohm" et recherchez les trois fils qui donnent une valeur ohmique quelconque, (voir figure 11).
Ces trois fils appartiennent à un couple de bobines, et les trois autres, à l’autre couple.
Vous devez à présent découvrir lequel de ces trois fils est le central. Si vous trouvez, en mesurant deux fils, une résistance d’environ 10 ohms et en en mesurant deux autres, une résistance ohmique de 20 ohms, il est évident que la valeur équivalente à la moitié de l’autre est celle du fil central (voir figure 11).
Si vous voulez utiliser ce moteur comme un bipolaire, vous devrez relier les deux fils ayant la résistance maximale au circuit de pilotage et ne pas utiliser le fil central.
Pour ces moteurs non plus, il n’est pas nécessaire de connaître le début et la fin des bobines A-A et B-B. En effet, si après les avoir reliés sur le circuit pilote vous remarquez que l’axe tourne dans le sens contraire des aiguilles d’une montre, il vous suffira de commuter l’interrupteur inséré dans notre circuit.
Description du schéma
Le schéma électrique représenté sur la figure 17, et qui utilise les deux circuits intégrés IC2 et IC3, est le circuit de puissance qui sert à faire sortir des bornes A-A et B-B les combinaisons nécessaires pour faire tourner n’importe quel type de moteur pas-à-pas.
Le schéma électrique représenté sur la figure 15, et qui utilise le circuit intégré NE555 (voir IC1), sert à envoyer au circuit intégré IC2 les impulsions d’horloge (clock) pour faire tourner le moteur à différentes vitesses.
Nous commençons la description de leur fonctionnement avec le schéma de la figure 17, où le premier circuit intégré que l’on trouve est un L297, nommé IC2 et construit par SGS-Thomson.
Ce circuit intégré, grâce à une logique interne (voir figure 12), présente sur ses sorties 4, 5, 6, 7, 8 et 9 toutes les combinaisons nécessaires pour piloter les couples de bobines A-A et B-B.
Ces sorties contrôlent le pilotage et le sens de rotation du moteur pas-à-pas, tandis que les broches 14 et 13 sont utilisées pour contrôler le courant maximal pouvant être absorbé par les enroulements du moteur.
Le trimmer R2, relié à la broche 15 de IC2, sert à faire varier le courant de pilotage du moteur d’un minimum de 1 milliampère à un maximum de 2 ampères. C’est grâce à cette possibilité que vous pourrez y relier n’importe quel type de moteur pas-à-pas, du plus petit au plus gros.
Les autres entrées se trouvant sur ce circuit intégré ont les fonctions suivantes :
Broche 10 "Enable" = En appliquant une tension de 5 volts sur cette broche, cela confère au circuit intégré IC3 l’aptitude à piloter le moteur.
Broche 17 "Direction" = Si on place cette broche au niveau logique 0, le moteur tourne dans le sens contraire des aiguilles d’une montre. Si, au contraire, on le place au niveau logique 1, c’est-à-dire qu’on le relie à la tension positive des 5 volts, le moteur tourne dans le sens des aiguilles d’une montre.
Donc, même si vous vous trompez en reliant les fils des bobines A-A et B-B et si vous les inversez, vous n’aurez pas de problèmes car, vous pourrez toujours inverser le sens de rotation, grâce à cette broche.
Broche 19 "Half-Full" = Si cette broche est placée au niveau logique 0, l’axe moteur tourne avec des pas entiers, tandis que si elle est placée au niveau logique 1, l’axe moteur tourne avec des demis pas. En effet, "Full" en anglais signifie "entier" et "Half" signifie "demi".
Broche 18 "Clock" = Sur cette broche, on applique une onde carrée dont la fréquence détermine la vitesse de rotation de l’axe moteur.
Le second circuit intégré, IC3, est un L298/N, également construit par SGSThomson.
C’est en fait le véritable "driver" du moteur, car il reçoit du circuit intégré IC2 toutes les séquences logiques pour piloter les 8 transistors de puissance placés à l’intérieur de son boîtier (voir figure 14). Ces transistors ont la charge de l’alimentation des fils de sortie A-A et B-B des bobines du moteur.
Ce circuit intégré, capable d’alimenter les moteurs bipolaires, peut débiter un courant maximal de 2 ampères sur sa sortie.
Les résistances R9, R10 et R11, R12 de 1 ohm, reliées aux broches 1 et 15, servent à contrôler le courant qui parcourt les bobines du moteur.
Si le courant absorbé par les bobines dépasse la valeur que nous avons imposée grâce au trimmer R2, le circuit intégré IC2 limite immédiatement le courant de sortie de IC3, pour éviter que celui-ci puisse être endommagé, protégeant ainsi également les enroulements du moteur.
Les diodes schottky, de DS2 à DS9, que l’on trouve reliées aux sorties A-A et B-B, tant sur le positif que sur la masse, servent à protéger le circuit intégré de surtensions dangereuses, toujours présentes pendant les phases de commutation.
Les broches 11 et 12 de IC2 et la broche 9 de IC3 sont alimentées avec une tension stabilisée de 5 volts, tandis que sur la broche 4 de IC3, on applique une tension continue non stabilisée, qui ser vira à alimenter les bobines du moteur.
La description du circuit de pilotage étant terminée, nous pouvons à présent nous intéresser au schéma de la figure 15 concernant le circuit intégré IC1, un simple NE555.
Ce circuit intégré est utilisé comme multivibrateur astable, nous permettant de faire varier, grâce à l’intermédiaire du potentiomètre R3, la fréquence des impulsions de l’horloge sortant de la broche 3. En d’autres termes, on peut, avec ce circuit intégré, changer la vitesse de rotation de l’axe moteur.
Chaque fois que l’on appuiera sur le bouton P1, le moteur commencera à tourner.
Sur ce schéma, l’interrupteur S1 sert à fixer le choix de l’avance moteur soit en demi pas, soit en pas entier. L’interrupteur S2 sert à inverser le sens de rotation de l’axe moteur.
Le circuit intégré NE555 est alimenté avec une tension stabilisée de 5 volts, que nous prélevons directement du connecteur CONN.1.
Ce dernier circuit vous sera très utile pour connaître le comportement d’un moteur pas-à-pas, en appliquan
t sur les broches 2, 3, 4 et 5 du connecteur CONN.1 un niveau logique 1, ou bien un niveau logique 0.
Figure 12 : Schéma synoptique du circuit intégré IC2 (L287) utilisé dans notre montage pour piloter les moteurs pas-à-pas.
Figure 13a : Photo de la platine de puissance LX.1420 utilisée pour piloter les moteurs pas-à-pas.
Figure 13b : Photo de la platine LX.1419 que nous utilisons pour piloter le circuit de puissance LX.1420.
Figure 14 : Schéma synoptique du circuit intégré de puissance IC3 (L298/N) qui sert à alimenter les couples de bobines A-A et B-B. Etant donné que les moteurs de puissance peuvent aussi absorber plus d’un ampère, ce circuit intégré sera fixé sur un radiateur de refroidissement pour pouvoir rapidement dissiper la chaleur générée par son corps.
Figure 15 : Schéma électrique du circuit que nous utilisons pour piloter le circuit intégré IC2, employé dans le circuit représenté en figure 17. Pour faire tourner l’axe du moteur, il suffit d’appuyer sur le bouton P1. Pour faire varier la vitesse de rotation, il faut tourner le potentiomètre logarithmique R3. L’interrupteur S1 fera tourner le moteur avec une progression de 1 ou de 1/2 pas, tandis que l’interrupteur S2 sert à inverser le sens de rotation.
Figure 16 : Connexions du circuit intégré NE555, vues du dessous et avec l’encoche-détrompeur en U dirigée vers la gauche.
Figure 17 : Schéma électrique de l’étage de puissance capable de piloter n’importe quel type de moteur pas-à-pas. Le trimmer R2 sert à fixer le courant maximal qui sera appliqué sur les bobines en fonction de la tension d’alimentation.Note : les fils A-A et B-B pourront être reliés sur n’importe laquelle des deux sorties.
Figure 18 : Plan d’implantation des deux circuits LX.1420 et LX.1419.Pour relier ces deux circuits, nous utilisons une nappe à 6 fils équipée de deux connecteurs femelles (CONN.1).
Note : si vous trouvez sur un moteur une étiquette avec des valeurs de tension et de courant, vous ne devrez jamais les prendre en considération, car dans beaucoup de moteurs la valeur de tension inscrite correspond à la valeur minimale de travail et dans d’autres, elle correspond à la maximale. Il en va de même concernant les valeurs de courant. Vous pourrez alimenter, grâce à notre circuit, n’importe quel moteur à 12 volts en tournant le trimmer R2 de façon à limiter la valeur du courant sur les enroulements.
Liste des composants LX.1419
R1 = 1,5 kΩ
R2 = 1 kΩ
R3 = 470 kΩ pot. log.
C1 = 100 nF polyester
C2 = 220 nF polyester
C3 = 1 nF polyester
IC1 = Intégré NE555
P1 = Poussoir
S1 = Interrupteur
S2 = Interrupteur
Sauf spécification contraire, toutes les résistances sont des 1/4 W à 5 %.
Liste des composants LX.1420
R1 = 8,2 kΩ
R2 = 2,2 kΩ trimmer
R3 = 10 kΩ
R4 = 22 kΩ
R5 = 10 kΩ
R6 = 10 kΩ
R7 = 10 kΩ
R8 = 10 kΩ
R9 = 1 Ω 1/2 W
R10 = 1 Ω 1/2 W
R11 = 1 Ω 1/2 W
R12 = 1 Ω 1/2 W
C1 = 100 nF polyester
C2 = 100 nF polyester
C3 = 3,3 nF polyester
C4 = 100 nF polyester
C5 = 100 μF électrolytique
C6 = 100 nF polyester
C7 = 470 μF électrolytique
DS1 = Diode 1N4148
DS2-DS9 = Diodes Schottky GI852
IC2 = Intégré L297
IC3 = Intégré L298/N
Sauf spécification contraire, toutes les résistances sont des 1/4 W à 5 %.
Réalisation pratique
Pour le montage, nous vous conseillons de commencer par le circuit de puissance LX.1420.
Sur ce circuit imprimé, insérez tout d’abord le support du circuit intégré IC2 et, après avoir soudé toutes les broches, vous pouvez mettre en place les quelques résistances nécessaires ainsi que le trimmer R2.
Une fois cette opération accomplie, insérez toutes les diodes en dirigeant la bague se trouvant sur leur corps comme indiqué sur la figure 18.
Poursuivez le montage en soudant les condensateurs polyester, puis les deux électrolytiques en respectant la polarité +/– de leurs pattes. Insérez les borniers aux emplacements prévus à cet effet, comme le montre la figure 18.
Ils serviront au raccordement des tensions d’alimentation et à relier les 4 fils du moteur.
Pour finir, insérez le circuit intégré IC3 après l’avoir fixé sur son radiateur de refroidissement, nécessaire pour dissiper la chaleur générée par son corps pendant le fonctionnement.
Une fois le montage terminé, insérez le circuit intégré IC2 dans son support, en dirigeant son encoche-détrompeur en U vers la diode DS1.
A présent, prenez le circuit imprimé LX.1419 et insérez sur celui-ci les quelques composants, toujours visibles sur la figure 18.
Le montage terminé, vous devrez seulement vous procurer une petite alimentation stabilisée fournissant une tension de 5 volts sous 0,5 ampère maximum, et une deuxième alimentation, même non stabilisée, fournissant une tension de 12, 24 et 30 volts pour un courant maximum de 2 ampères.
Comment utiliser ce circuit de pilotage
Après avoir relié entre eux les deux circuits imprimés grâce à la nappe pourvue de 6 fils (CONN.1), vous devez appliquer une tension stabilisée de 5 volts sur le bornier placé en haut, en essayant de ne pas inverser la polarité "+/–", et une tension non stabilisée comprise entre 12 et 24 volts sur le bornier placé en bas, à côté du condensateur électrolytique C7, bien sûr, en respectant toujours la polarité "+/–".
Après avoir repéré les fils A-A et B-B des bobines, reliez-les sur les deux borniers placés en bas et sur les côtés du circuit imprimé LX.1420.
Si vous avez un moteur unipolaire pourvu de 6 fils, reliez sur les deux borniers les deux broches possédant la résistance maximale (voir figure 11) et gardez leurs fils centraux débranchés.
Après avoir alimenté le circuit avec la tension stabilisée de 5 volts, si vous connaissez déjà le courant maximum devant être absorbé par le moteur, reliez un multimètre entre TP1 et la masse, puis tournez le trimmer R2 jusqu’à lire la tension correspondante que nous avons donné dans le tableau 2.
| Consommation moteur | Tension sur TP1 |
| 0,1A | 0,05volt |
| 0,2A | 0,10volt |
| 0,4A | 0,20volt |
| 0,5A | 0,25volt |
| 0,6A | 0,30volt |
| 0,8A | 0,40volt |
| 1,0A | 0,50volt |
| 1,1A | 0,55volt |
| 1,2A | 0,60volt |
| 1,3A | 0,65volt |
| 1,4A | 0,70volt |
| 1,5A | 0,75volt |
| 1,6A | 0,80volt |
| 1,8A | 0,90volt |
Si votre moteur consomme un courant maximal de 1 ampère, vous devrez tourner R2 jusqu’à obtenir sur TP1 une tension de 0,5 volt.
Ceux qui souhaitent savoir comment calculer la valeur du courant en connaissant la valeur de tension présente sur TP1, devront utiliser cette formule :
ampère = volt sur TP1 : ohm
La valeur "ohm" est celle des résistances appliquées sur les broches 1 et 15 de IC3. Etant donné que dans ce circuit nous avons utilisé des résistances de 1 ohm reliées en parallèle (R9-R10 et R11-R12), cette valeur est égale à 0,5 ohm.
En admettant donc qu’on lise une valeur de tension de 0,45 volt sur TP1, le moteur pourra absorber un courant maximal de :
0,45 : 0,5 = 0,9 ampère
Nous signalons que le circuit intégré IC2 compare la tension appliquée sur la broche 15 (voir TP1) avec celle présente sur les broches 14 et 13. Si celle-ci devait dépasser la valeur maximale imposée, il piloterait le circuit intégré IC3 pour éviter que ce dernier ou les enroulements du moteur ne soient endommagés, en limitant le courant.
Si vous ne connaissez pas le courant maximal pouvant être consommé par le moteur, tournez le curseur du trimmer R2 de façon à obtenir une tension de 0,1 volt sur TP1 avant de l’alimenter.
Après avoir alimenté le moteur avec une tension comprise entre 12 et 24 volts, appuyez sur le bouton P1. Si vous remarquez que l’axe moteur ne bouge pas, tournez lentement le curseur du trimmer R2 jusqu’à trouver la position sur laquelle il commence à tourner avec une certaine force.
Pour connaître la valeur du courant maximal du courant parcourant les bobines, il suffit alors d’obtenir la valeur de la tension présente sur TP1.
Les derniers conseils
Pour alimenter n’importe quel type de moteur, il est toujours préférable de commencer avec une tension de 12 volts, puis de tourner lentement le trimmer R2 jusqu’à ce que l’on remarque qu’en appuyant sur le bouton P1 l’axe moteur commence à tourner. Si l’axe n’a pas de force, il faut augmenter le courant en agissant toujours sur le trimmer R2.
Ne vous inquiétez pas si le moteur chauffe légèrement, car cela est tout à fait normal.
Si en réglant le trimmer R2 on obtient un courant d’alimentation trop élevé, il peut arriver qu’en changeant la vitesse à travers le potentiomètre R3, on trouve une position sur laquelle l’axe moteur, au lieu de tourner, commence à vibrer sans bouger ni en avant ni en arrière. Si vous constatez un tel phénomène, vous devez réduire légèrement le courant à travers le trimmer R2.
Une fois qu’ils auront appris à piloter le circuit intégré IC2, les plus expérimentés d’entre vous pourront éliminer le circuit LX.1419 qui utilise le circuit intégré NE555 et relier le connecteur CONN.1 sur la sortie parallèle d’un ordinateur qui gérera les différents niveaux logiques nécessaires.
Si vous voulez faire tourner le moteur de 5 pas dans le sens des aiguilles d’une montre, puis le faire tourner de 10 pas dans le sens contraire et encore de 8 pas dans le sens des aiguilles d’une montre, vous devrez réaliser un programme permettant d’envoyer un niveau logique 1 ou 0 sur les broches "Clock", "Enable" et "Direction", pendant le temps nécessaire.
Dorénavant, quand vous verrez un robot industriel, que vous considérez encore comme une vraie machine de sciencefiction de par la précision et la complexité des mouvements qu’il réussit à effectuer, vous saurez qu’il est composé d’une infinité de moteurs pas-àpas commandés par un microprocesseur.
Ce dernier en gère le pilotage à l’aide d’un programme exclusivement conçu pour la réalisation de ces mouvements.
Figure 19 : Niveaux logiques provenant des broches de sortie 4, 6, 7, 9, 5 et 8 du circuit intégré IC2 pour faire tourner l’axe moteur d’un pas.
Figure 20 : Niveaux logiques provenant des broches de sortie 4, 6, 7, 9, 5 et 8 du circuit intégré IC2 pour faire tourner l’axe moteur d’un demi pas.
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