Исследование деления шага шагового двигателя для высокоточного перемещения объектов

1.

Федеральный исследовательский центр
Институт прикладной физики
Российской академии наук
Школа юного исследователя
(ШЮИ ИПФ РАН)
Исследование деления шага
шагового двигателя для
высокоточного перемещения
объектов
Работу выполнил:
Семериков Виктор Алексеевич, 10 класс
Лицей №40 г. Нижний Новгород
Научный руководитель:
Кирсанов Алексей Владимирович,
к.т.н. ИПФ РАН

2.

Цель: исследовать микрошаговый режим шагового двигателя
(ШД) и его возможность для применения для высокоточного
перемещения объектов в эксперименте
Задачи:
1. Изучить принцип работы шагового двигателя и его
драйвера в микрошаговом режиме
2. Собрать экспериментальную установку
3. Выполнить измерения и обработать результаты

3.

Шаговый двигатель
Шаговый двигатель – двигатель способный выполнять
дискретные перемещения(шаги)
Рис. 1 анимация работы шагового двигателя. Источник:
http://www.electronica52.in.ua/proekty-arduino/kak-rabotaut-shagovye-dvigateli
Рис. 2 разобранный шаговый двигатель. Источник: https://avrlab.com/node/60

4.

Драйвер шагового двигателя
Драйвер шагового двигателя – устройство генерирующее и подающее сигнал
на обмотки шагового двигателя в соответствии с входным сигналом,
кодирующим параметры поворота двигателя.

5.

Микрошаговый режим работы двигателя

6.

Перемещение L источника
Перемещение источника
света
света
Экспериментальная установка
Точечный
Точечный
источник
света
источник света
(точка)
Линза
видеокамера
видеокамера
Линза
Компьютер

7.

Проведение эксперимента

8.

Результаты
Смещение за шаг,мкм
Полный шаг
1/2 шага
1/4 шага
1/8 шага
2,1
1,05
0,5
0,2
1
1/8
1/4
1/2
30
30
30
16
25
25
25
20
20
20
15
15
15
8
10
10
10
6
5
5
5
4
0
0
0
14
12
1,2
1,6
2
2,4
2,8
3,2
3,6
0,6
0,8
1
1,2
1,4
1,6
1,8
10
2
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0
0,1
0,125
0,15
0,175
0,2
0,225
0,3

9.

Заключение
1. C помощью микрошагового режима работы шагового двигателя
можно увеличить точность перемещения объекта, но в
ограниченных пределах.
2. До 1/8 дробление шага (0.2микрометра) выше шумов
установки. Для регистрации дальнейшего дробления шага
требуется снижение шумов установки.

10.

Спасибо за внимание