Galera depois de fazer o Tutorial sobre o Motor de passo 28BYJ-48 com o modulo driver UL2003, 

me empolguei e agora farei um Tutorial de um driver + motor de passo mais complexo.

http://labdegaragem.com/forum/topics/tutorial-arduino-motor-de-pass...

Esse Tutorial será sobre o motor de passo NEMA 17 com o módulo driver baseado no chip A4988.

Escolhi esse motor e esse driver, pois eles são muito usados em fresadoras CNC, impressoras 3D, Plotter, etc. 

Vi que no próprio Lab já tem um tutorial similar, mas pretendo aprofundar no assunto. 

http://labdegaragem.com/profiles/blogs/tutorial-como-utilizar-o-big...


Constatei no fórum do Lab, que inúmeros colegas já tiveram muitas dúvidas sobre esse tipo de montagem com esse motor de passo. 

Favor interagir com o tutorial, somente assuntos relacionados com o mesmo. 

Se deseja esclarecer alguma outra dúvida, favor criar um novo tópico. 

Todos estão convidados a complementar o tutorial. 

Farei o Tutorial em partes, como nos outros que eu já fiz. 

Espero que gostem !

Para facilitar a pesquisa nos tópicos, criei esse índice :

Recomendações importantes antes de usar o Módulo A4988:

http://labdegaragem.com/forum/topics/tutorial-arduino-motor-de-pass...

Tipos de Motores de Passo:
http://labdegaragem.com/forum/topics/tutorial-arduino-motor-de-pass...

Motores de Passo - Unipolar e Bipolar / Tipos de enrolamentos:
http://labdegaragem.com/forum/topics/tutorial-arduino-motor-de-pass...

Driver A4988 + Motor de passo - Contole por Joystick:
http://labdegaragem.com/forum/topics/tutorial-arduino-motor-de-pass...

Especificações do Motor NEMA17 - Minebea:
http://labdegaragem.com/forum/topics/tutorial-arduino-motor-de-pass...

Modulo Driver do Motor - A4988:
http://labdegaragem.com/forum/topics/tutorial-arduino-motor-de-pass...

Micro-Passo (Micro-Stepping):
http://labdegaragem.com/forum/topics/tutorial-arduino-motor-de-pass...

Nema17 + Driver A4988 - Controle através do Arduino:
http://labdegaragem.com/forum/topics/tutorial-arduino-motor-de-pass...

Nema17 + Driver A4988 - Controle através do Arduino (FRITZING):
http://labdegaragem.com/forum/topics/tutorial-arduino-motor-de-pass...

Nema17 + Driver A4988 => Controle de Corrente Máxima:
http://labdegaragem.com/forum/topics/tutorial-arduino-motor-de-pass...

That's one small step for  man, one giant leap for mankind. (Neil_Armstrong)

https://en.wikiquote.org/wiki/Neil_Armstrong

https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Frase_de_Neil_Armstrong.ogg

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Respostas a este tópico

Flávio , são rolamentos comuns iguais a quaisquer rolamentos de outros motores. 

A lubrificação é permanente. 

Se deseja usar o motor em ambiente industrial ou sob intempéries, existem motores de passo à prova dágua,

Modulo Driver do Motor - A4988:

Tenho visto em tópicos de vários foruns especificamente sobre fresadoras CNC, que o módulo Driver A4988 é muito usado para controle de motor de passo. Por isso escolhi o mesmo para esse tutorial.

Apesar do pequeníssimo tamanho do módulo, a potência e complexidade do circuito são expressivas.
Já existem outros módulos mais modernos e mais potentes. Mas vamos falar desse por enquanto.


O meu módulo Driver A4988 é similar ao da Pololu.
https://www.pololu.com/category/156/a4988-stepper-motor-driver-carr...

   Essa é a montagem do Módulo Driver A4988 conectado no Microcontrolador, às fontes e ao motor de passo :

Esse é o digrama esquemático do Módulo driver A4988. É um circuito bem simplificado devido à grande integração dos circuitos no próprio chip. (Diagrama da Pololu) :

O chip que faz o controle do motor é o A4988. Esse chip possui duas pontes H com transistores FET DMOS para controle de somente motores de passo Bipolares.( motores com quatro, seis ou oito fios). 

Devido ao uso de FETs para os drivers do motor, a resistência RDS é baixa. Isso é muito bom, pois diminui bastante a potência desperdiçada e portanto o calor dissipado é bem menor. O chip é bem versátil, tem proteção contra curto-circuitos nas saídas e proteção contra excesso de temperatura. Ele permite cinco modos de controle dos passsos - Passo completo(full step), meio passo, um quarto de passo, um oitavo de passo e um dezesseis-avos de passo, os quais chamamos de micro-stepping. A capacidade máxima de controle na saída é de até 35 Volts e +-2 amperes. O chip tem um sofisticado controle de corrente nos motores, que permite o uso com barulho reduzido, precisão apurada e dissipação reduzida de potência. Não aprofundarei na explicação do circuitos internos do motor pois são bem complexos.

Essas são as informações sobre o chip A4988:
http://www.allegromicro.com/en/Products/Motor-Driver-And-Interface-...

No chip, de um lado temos as portas de controle do motor e do outro lado , as conexões com o motor e os pinos de monitoramento de corrente. Todas as entradas de controle do motor são compatíveis com os níveis de 3,3V e 5V, adequadas tanto para os  Arduinos quanto para os  Raspberry PIs. O fabricante do chip é a Allegromicro. É uma empresa bastante experiente em drivers de motores. E tem muitos outros chips especificos para controle de motor.

Pinos do Chip A4988:

- STEP (passo) - um sinal com transição de baixo para alto avança um passo,
- DIR - permite a alteração no sentido da rotação do motor,
- ENABLE - um sinal baixo ativa os drivers do motor,
- RESET - dá um reset no chip, desativando todas os drivers de saída,
- SLEEP (dormir) - esse pino quando negativo, desabilita alguns circuitos internos para economizar energia,

- MS1, MS2 e MS3 - são entradas para selecionar o modo da sequência dos passos (micro stepping) de acordo com essa tabela :

- OUT 1A, OUT 1B, OUT 2A e OUT 2B - são os pinos de saída dos circuitos drivers, conectados diretamente nas bobinas dos motores,
- SENSE 1 e SENSE 2 - são os pinos para controle de corrente nas duas pontes Hs.

Todos os outros pinos servem para alimentação, regulador de tensão interno, referência de tensão, etc.

Algumas informações adicionais sobre o chip A4988:

O pinos MS1, MS2 e MS3 tem resistores conectados no terra (pull down). 

Portanto se não conectar esses pinos em alguma porta de um microcontrolador, o modo que será usado é o Passo completo ( Full Step). 

O pino -ENABLE também tem um resistor conectado no terra (pull down) , portanto se não conectar no microcontrolador, o módulo ficará sempre ativo. 

Já o pino -SLEEP tem um resistor conectado no VDD (pull up). Portanto se estiver isolado ele nunca irá dormir ..

Micro-Passo (Micro-Stepping) :

Vimos no outro tutorial, que existem alguns modos de operação dos motores de passo.


http://labdegaragem.com/forum/topics/tutorial-arduino-motor-de-pass...


Temos os seguintes modos :

- Passo completo com alto torque ( Full step)
- Passo completo com baixo torque ( Wave Step),
- Meio Passo (half step)
- Micro-passo (Micro stepping)

Para o motor Bipolar, onde temos duas fases com um enrolamento em cada uma, no modo Passo completo as tensões são invertidas para que as bobinas alternem os polos magnéticos. Essas são cartas de tempo, mostrando as variações de corrente em cada fase dos passos. Veja que no motor Bipolar, a carta de tempo do modo Meio-Passo é diferente do motor Unipolar. 

                                                 Carta de tempo de Passo Completo e Meio-Passo :

No outro tutorial, eu não expliquei sobre o modo Micro-passo pois ele se aplica somente para motores Bipolares. Como o driver A4988 permite o uso desse modo, explicarei detalhadamente o que é e como funciona o Micro-passo.

O Micro-passo foi desenvolvido para resolver uma limitação de movimento de um aparelho em 1974. O aparelho era usado na automatização de seleção de tubos para exames médicos. Para aumentar  a resolução do movimento, o passo completo foi divido em várias partes para permitir um movimento mais suave e preciso. Desse modo o angulo por passo foi dividido em ângulos menores. Essa divisão do movimento foi conseguida alterando o valor da corrente no motor em cada micro-passo.

De fato, o micro-passo é a divisão do passo completo em várias sub-divisões do mesmo, com valores de corrente em cada sub-divisão obedecendo às variações de um curva senoide. A senoide é usada para suavizar o movimento do motor. Como o passo completo esta sendo divido em várias partes, para um mesmo RPM, o número de pulsos para fazer uma volta será bem maior, proporcional ao modo do micro-passo correspondente. Devido ao fato da corrente variar durante os micro-passos seguindo a senoide, o torque do motor é reduzido, pois na maior parte do tempo a corrente será menor do que a corrente usada no passo completo.

Carta de tempo de Micro-Passo 1/4 : 

Se o motor tem 200 passo por rotação (1,8 graus/passo), nesse modo o motor passa a ter 800 passos por volta e cada passo terá 0,45 graus.

Carta de tempo do Micro-Passo 1/8 :
Para motor de 200 passos, cada passo terá 0,225 graus e o total de 1600 passos por volta.

Carta de tempo do Micro-Passo 1/16 :
Para motor de 200 passos, cada passo terá 0,1125 graus e o total de 3200 passos por volta.

Vejam a suavidade e velocidade do movimento nos Motores de passo usando o Micro-Passo. 

Mas é claro, perde-se um pouco no torque.

E esse outro video (em inglês) explica bem o modo Micro-Passo :

Referências :

http://www.zaber.com/applications/?tab=Technical%20Articles&art...
http://users.ece.utexas.edu/~valvano/Datasheets/StepperMicrostep.pdf
http://homepage.cs.uiowa.edu/~jones/step/micro.html
http://motion.schneider-electric.com/technology-blog/stepper-motor-...
http://www.micromo.com/media/wysiwyg/Technical-library/Stepper/6_Mi...
http://www.nmbtc.com/step-motors/engineering/full-half-and-microste...
http://www.ti.com/lit/an/slva443/slva443.pd

Galera, o que estão achando do Tutorial ? Muito complexo ? 

Muito bom meu amigo.

Continuemos explorando esta poderosa máquina elétrica que é o motor de passo.

Muito boa a explicação. 

Excelente trabalho.

Obrigado José Antonio.

Abraços. 

OTIMO. 

Salve salve, Mestre Guru do conhecimento José Augusto!
Amigão, não sei como te parabenizar por esse tutorial, faz uns dois anos que comecei no Arduino e em minhas aplicações sempre uso moto de passo Nema 23, e agora que precisei de controlar movimentos delicados e mais precisos, encontrei essa belíssima obra de arte pincelada por sua dedicação e pesquisa, me ajudou muito, mais muito mesmo, você não tem noção!!!
Obrigado, e que Deus lhe abençoe e à toda sua família.

Tarcízio boa noite.

Muito obrigado pelos elogios ! 

Se tiver alguma dúvida, é só perguntar. 

Estou no momento, estudando um novo projeto - medição de RPM de motores de passo. 

Aguardem. 

Abraços 

Gustavo Murta 

bom dia José Gustavo.

 eu estou fazendo um projeto com o motor de passo bipolar da minebea de 10 kgf .

preciso que ele gire um disco e faça 18 paradas até dar a volta completa e essas paradas tem que ter um tempo de 5 segundos. poderia me ajudar 

Boa noite Jonas, 

Crie um tópico, com o seu projeto. Por favor. 

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