(2008) A Altera (www.altera.com) em seu Application Note 488 descreve o modo de se utilizar os CPLDs da linha MAX II em controladores de motores de passo.
A utilização cada vez maior desses motores em aplicativos que envolvem mecatrônica exige soluções inteligentes para o seu controle e nesse documento a Altera mostra como isso é possível. Nesse artigo procuramos resumir o conteúdo do Application Note que pode ser acessado no site da empresa em formato PDF.
Evidentemente para descrever a aplicação não precisaremos voltar à teoria do funcionamento dos motores de passo. Os leitores interessados devem procurar literatura apropriada sobre o assunto.
Apenas lembramos que o movimento dos motores de passo é determinado por uma seqüência de pulsos que são aplicados às suas bobinas, conforme o tipo. Assim, um controlador de motor de passo nada mais é do que um gerador dessa seqüência de impulsos.
Assim, o controlador de motor implementado e descrito nesse documento, usa um dispositivo MAX II para controlar a operação de um motor de passo unipolar de imã permanente.
O projeto utiliza poucos circuitos comutadores e a altera oferece uma placa de demonstração (demo board) que pode ser usada para avaliar o desempenho do circuito e assim facilitar a implementação de um projeto.
O projeto descrito apresenta as seguintes vantagens:
* Possui dois tipos de controle para partida e para do motor, além disso seleção da rotação no sentido direto ou inverso. Os controles podem ser manuais ou automáticos.
* Possui dois modos de operação, modo contínuo e modo por passo.
* Elimina a necessidade de um clock externo, já que os dispositivos MAX II possuem um clock interno que pode ser usado nesse projeto.
Na figura 1 temos o diagrama de blocos desse controle. O circuito para o driver é alimentado por uma fonte DC, dada a exigência de correntes elevadas dos enrolamentos do motor.
De acordo com a lógica do controlador, as portas conectadas ao CPLD excitam os enrolamentos do motor, e assim colocando-o em movimento. O controlador incorpora lógica para meio passo.
As entradas do controlador têm as seguintes funções:
RESET - Entrada - Resseta a posição do motor para uma posição inicial de referência.
MODE - Entrada - Escolhe entre o modo contínuo (motor normal0 e modo de passo (passo a passo)
DIR - Entrada - inverte o sentido de rotação do motor
MOVE - Entrada - Exigida no modo passo para que o motor gire e meio passo (45º).
PHASEOUT (3:0) - Saída - saída de 4 bits do CPLD que é aplicada ao circuito driver com MOSFETs.
Os passos da rotação são controlados, excitando as bobinas por uma seqüência de impulsos. Para um motor de 4 pólos, a seqüência para que ele rode é:
1000, 1100, 0100, 0110, 0010, 0011, 0001, 1001, 1000...
Se o sistema de redução do motor usar uma engrenagem de 200 dentes, por exemplo, a cada passo teremos 0,9º de movimentação.
A implementação do projeto pode ser feita com uma CPLD EPm240 ou qualquer outra da família MAX II. O motor operará a partir de informações que sejam aplicadas às suas entradas.
A Altera fornece a placa de demonstração MDN-B2 para avaliação desse projeto, e o código utilizado pode ser obtido juntamente com a placa ou baixado do site da empresa na Internet. Nessa placa, para efeito de ilustrar o funcionamento, em lugar de motor de passo, são usados LEDs. O acendimento desses LEDs permite visualizar a seqüência de acendimento dos enrolamentos de um motor.
