Les moteurs pas-à-pas : Partie 1

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Les moteurs pas-à-pas sont des moteurs qui offrent une grande précision. On les retrouve beaucoup dans les imprimantes, les CNC ou d'autres appareils qui nécessite une bonne précision. Leur désavantage c'est leur vitesse. Plus on augmente leur précision, plus leur vitesse diminue.

Les moteurs pas-à-pas sont catégorisé dans deux grandes familles : les moteurs bipolaire et les moteurs unipolaires. Il faudra choisir une des deux familles lors d'un démarrage de projet pour ces caractéristiques de courant, de couple ou autre. Chaque famille a ses avantages et ses inconvénients. Par contre, les deux types offrent une bonne précision.

Contrairement aux moteurs DC standard, les moteurs pas-à-pas ont plusieurs enroulements à l'intérieur. C'est ce qui fait qu'on peut faire tourner le moteur d'un seul pas à la fois. Dans le cas des moteurs bipolaires, la plus part du temps, ils ont deux enroulements qui seront contrôlés par deux pont en H. De l'autre côté, les moteurs unipolaires ont quatre enroulements qui devront être contrôlés simplement par quatre transistors.

Les caractéristiques importantes à savoir sur les moteurs pas-à-pas sont principalement la tension d'alimentation, le courant d'une phase et le nombre de pas par tour. Évidement que si vous gérer aussi la partie mécanique du projet, vous aller devoir choisir le format du moteur (NEMA 17, NEMA 23...) et prendre en compte d'autres caractéristiques techniques dont le couple du moteur.

La tension est un élément important puisqu'il va déterminé quel contrôleur de moteur vous allez prendre. Certains contrôleurs peuvent alimenter seulement des moteurs 12V alors que d'autres peuvent alimenter tous les moteurs fonctionnant de 8 à 35V. La tension est aussi liée à la vitesse. Plus la tension de fonctionnement du moteur est élevé, plus le moteur pourra tourner rapidement. Le courant est aussi important puisque lui aussi déterminera le contrôleur à choisir. Le courant est habituellement donné pour chacune des phases étant donné qu'elles doivent être contrôlées indépendamment. Aussi, plus le courant est élevé, c'est nécessairement parce que la résistance de l'inducteur est plus petite, mais cela indique aussi que le moteur aura un plus grand couple. Finalement, le nombre de pas par tour va déterminé la précision de votre moteur et cela indique aussi qu'elle peut être la vitesse du moteur. Par exemple, un moteur de 200 pas par tour pourra aller deux fois plus vite qu'un moteur qui fait 400 pas par tour.

Pour faire tourner ce type de moteur, il faut effectuer des combinaisons. Seulement l'alimentation direct des enroulements ne suffira pas à le faire tourner contrairement au moteur DC standard. Que ce soit les moteurs bipolaires ou unipolaires, on peut les contrôler en pas complet (Full Step), en demi pas (Half Step) ou en multi-pas (Microstepping). En utilisant le pas complet, le moteur aura le même nombre de pas par tour que sa fabrication nous le permet. Par exemple, un moteur de 100 pas par tour contrôler en pas complet aura nécessairement 100 pas à faire pour faire un tour de 360 degré. Lorsqu'un contrôle un moteur en demi-pas ou en multi-pas, on augmente la précision du même moteur sans changer sa mécanique. Ainsi, le même moteur qui fait 100 pas par tour contrôler en demi-pas aura à faire 200 pas pour faire un tour de 360 degré. Certains contrôleurs permettent même de contrôler un moteur avec un trente-deuxième (1/32) de la valeur mécanique du nombre de tour. Ce qui fait que ce même moteur qui a une configuration mécanique pour faire 100 pas par tour activé par un contrôleur qui permet de faire 1/32 du pas réel nous permet d'attendre 3200 pas par tour.