Come funzionano i motori passo passo

Quando si parla di motori e meccanica spesso si ha a che fare con molta disinformazione, derivante da frasi citate per “sentito dire” e quasi mai verificate da un punto di vista della veridicità. È proprio per questo motivo che, nell’era digitale, tornano di assoluta validità le guide online, mezzi rapidi ed economici (sono gratuite!) per farsi un’idea generale (a volte anche specifica e approfondita) in relazione ad un determinato argomento. Le guide in questione tornano inoltre assolutamente utili anche per i motori, avendo la possibilità di visionare tutorial video e consigli pratici a proposito degli ambiti più svariati.
Rimanendo in ambito meccanico, una delle guide che potrebbe tornare utile per i principianti e gli inesperti riguarda il funzionamento del motore passo-passo, particolarmente utilizzato anche nella robotica grazie alla sua praticità e alla sua efficienza. Vediamo più nello specifico come funzionano i motori passo-passo.

• Motore passo-passo

I motori passo-passo, anche detti “motori a passo” o “step motors”, sono dei particolari motori elettrici dotati di un funzionamento specifico. Questo, infatti, è caratterizzato da scatti regolari, anche detti “passi”, il che spiega il motivo per cui un motore di questo tipo prende un nome atipico. La particolarità degli scatti è data dalla disposizione degli stessi ad una certa distanza, ad un angolo preciso, che in questo caso prende il nome di “passo angolare” (anche detto “step angle”). Il passo angolare varia a seconda delle caratteristiche intrinseche del motore, ma in linea generale si colloca in uno spettro angolare che va dagli 1,8° ai 18°. Nonostante ciò, il motore passo-passo permette anche spostamenti angolari maggiori.

Vediamo ora il vero e proprio funzionamento dei motori passo-passo. All’interno del motore avviene la rotazione di un magnete; l’oggetto viene attirato da un passo all’altro mediante particolari elettrocalamite collocate in punti strategici del telaio. Altra peculiarità dei motori passo-passo è la mancanza di contatti striscianti, motivo per cui il movimento è ottenibile alternando dall’esterno il passaggio della corrente nei suoi due avvolgimenti, compiuti una volta che il motore viene messo in funzione. In realtà il funzionamento dei motori passo-passo è leggermente più complicato di quanto descritto in queste righe, ma per esigenze di spazio si è costretti a sorvolare su alcune dinamiche specifiche relative alle operazioni di messa in moto e di fruizione del motore in questione.

L'operazione della messa in moto del motore passo-passo non è affatto conclusa. Come ogni altro tipo di motore, anche in questo caso è necessario rispettare una sequenza precisa di azioni che prevede che si svolgano in ordine quattro passi differenti, ognuno dei quali conseguenza del precedente. Nel momento in cui si commettesse qualche errore nella fase sequenziale, infatti, il motore produrrebbe particolari vibrazioni e ronzii, senza però entrare in funzione. Innanzitutto bisogna specificare che esistono varie tipologie di motori passo-passo: motori passo-passo a riluttanza variabile, motori passo-passo a magnete permanente e, infine, i motori passo-passo ibridi, realizzati secondo tecniche particolari a metà tra quelli a riluttanza variabile e quelli a magnete permanente. Nello specifico, i motori ibridi sono composti da un rotore diviso lungo il proprio asse da due settori dentati. Questi sono montati su di un magnete permanente cilindrico, dotato di polarità N-S alle sue estremità; sono realizzati in questo modo in virtù del fatto che i settori rotorici dispongano di polarità magnetiche fisse. Infine, da specificare che la realizzazione complessiva dei motori passo-passo non comporta affatto costi elevati, soprattutto se paragonati a motori dotati di prestazioni analoghe ma assai più costosi. Nel caso in cui desideraste altre informazioni sul funzionamento dei motori passo-passo consultate il link: http://www.adrirobot.it/elettronica/stepper/stepper_motor_theory.htm.

• Nel caso in cui si voglia mettere in moto un motore passo-passo è bene prendere tutte le dovute precauzioni, soprattutto nel caso in cui si sia dei principianti dal punto di vista della meccanica e dei motori. Se si riscontrano difficoltà nello svolgimento delle operazioni è fortemente consigliato chiedere assistenza ad un esperto.

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