motori passo passo (stepper)

Motori passo passo

Perché si usano i motori passo passo nelle stampanti 3d?

motori passo passo
Una delle caratteristiche principali dei  motori passo passo o stepper motors è quella di poter compiere una rotazione completa suddivisa in piccoli tratti. Provo a spiegarmi meglio, una rotazione completa significa un movimento di 360° rispetto al punto di partenza su una circonferenza. Per semplificare il concetto immaginiamo di poter far girare l’albero del nostro motore passo passo di 1° alla volta, per compiere una rotazione completa dovremo “dire” al motore di azionarsi per 360 volte sempre nello stesso verso.

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Questi piccoli movimenti sono i “passi” ed è intuibile il livello di precisione ottenibile nello spostamento. I motori passo passo che si usano per le stampanti 3d hanno generalmente passi da 1,8° il che vuol dire che per compiere una rotazione completa dovremo azionare il nostro motore 200 volte (200×1.8°=360°), quindi con un ottimo livello di precisione comunque. Questa precisione viene sfruttata per far compiere degli spostamenti piccolissimi alle parti in movimento della stampante 3d permettendo quindi un livello di accuratezza e dettaglio notevole nelle nostre stampe.  Altra caratteristica dei motori passo passo, forse la più importante, è quella di poter rimanere in una determinata posizione, cioè se gli chiediamo un movimento ad esempio di 10,8°  fino al sopraggiungere di una nuova richiesta di rotazione lui resterà praticamente bloccato,  garantendo quindi una costanza nello posizione raggiunta, determinante nei movimenti soprattutto lungo l’asse “Z” delle stampanti 3d.  La bassa velocità di rotazione ottenibile con un motore passo passo ci permette  una fluidità nei movimenti anche non lineari, ad esempio quando l’hotend deve disegnare un cerchio, in una stampante 3d cartesiana ciò avviene muovendo contemporaneamente l’asse “X” e quello “Y” e più fluido sarà il movimento dei due assi maggiore la qualità e precisione del nostro cerchio.

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Identificare le fasi nei motori passo passo bipolari.

I motori passo passo utilizzati nelle stampanti 3d sono prevalentemente bipolari cioè con quattro fili ed il loro azionamento avviene facendo transitare la corrente in modo alternato in entrambe le direzioni per generare il campo magnetico adatto a indurre la rotazione con precisione. I quattro fili identificano le quattro bobine collegate a coppie e identificare le stesse non è poi complicatissimo. Con un tester posizionato in modo da misurare un valore di resistenza si devono trovare le coppie di fili collegate, quelle cioè che restituiscono un valore sul tester. Supponendo di avere i 4 fili verde, rosso, blu e nero ed avendo identificato le coppie con rosso/verde e blu/nero ora possiamo trovare la sequenza adatta per permettere il corretto senso di rotazione. Con una sorgente di alimentazione, io uso in genere una semplice batteria da 9V ben carica, colleghiamo la prima coppia ad esempio rosso al positivo(+) e verde al negativo(-) e noteremo un piccolo movimento dell’albero motore. Facendo la stessa cosa per la seconda coppia con blu al positivo(+) e nero al negativo(-) e controllando se il verso della rotazione del motore è lo stesso ottenuto prima. Se siamo stati fortunati avremo già la sequenza giusta che sarà rosso-positivo(+)/verde-negativo(-)/blu-positivo(+)/nero-negativo(-) per la rotazione in un verso e rosso-negativo(+)/verde-positivo(+)/blu-negativo(-)/nero-positivo(+) per il verso opposto, altrimenti basterà cambiare e verificare la corretta associazione colore/polo di una delle due fasi.

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