Motor de Passo

Há uma grande variedade de tipos, alguns dos quais exigem condutores muito especializados. Para os propósitos robóticos, vamos nos concentrar em motores de passo que podem ser conduzidos com sistemas comumente disponíveis. São eles: com ímã permanente ou híbrido steppers, seja bipolar de 2 fases ou 4 fases unipolar.

Para escolher o motor de passo ideal para o projeto é preciso ficar atento ao tamanho físico, pois vai fazer total diferença quando aplicado em projetos de grande ou pequeno porte, em razão da grande quantidade existente. Os modelos mais pequenos apresentam estrutura de até 2cm, enquanto os maiores passam de 10cm.

A maioria deles são classificados em razão do torque que possuem, visto que é uma informação essencial ao projetista como forma de definir a força necessária para o projeto. O NEMA 17, por exemplo, é um modelo muito comum que aparece em impressoras 3D e pequenas CNCs, apresentando o tamanho padrão mediano. Para quem pretende utilizar no desenvolvimento robótico, recomendamos a escolha de motores de passo menores, muito embora quem vai definir o ideal será a proporção física do projeto desenvolvido.

O motor passo a passo em geral pode ter qualquer número de bobinas, e elas estão interligadas em grupos conhecidos como fases, onde cada conjunto de de bobinas de uma fase é energizado ao mesmo tempo, permitindo o perfeito funcionamento do conjunto.

O motor de passo unipolar possui um mecanismo que pode ser facilmente reconhecido em razão da forma central como deriva cada uma de suas bobinas, apresentando o dobro de fases em relação ao número de bobinas, já que cada bobina é dividida em duas. Importante mencionar que nesse tipo de motor a derivação central das bobinas interligada ao terminal positivo da fonte de energia e os extremos de cada bobina são interligados ao negativo em sequência por meio de um driver ou controlador.  

Por sua vez, o motor de passo bipolar não apresenta bobinas com derivação central, contanto com bobinas que precisam ser alimentadas eletricamente de forma que a corrente vá na direção inversa a cada 2 passos, possibilitando o movimento contínuo do rotor, em resumo, quer dizer que a polaridade precisa ser invertida quando o motor estiver em funcionamento.

Na prática que dizer que um motor de passo bipolar de duas fases apresenta 2 grupos de bobinas e um motor de passo unipolar 4 fases tem 4, um motor de duas fases bipolar terá 4 fios (2 para cada fase). No entanto, alguns motores vêm com fiação flexível que permitem que você execute o motor como bipolar ou unipolar, de acordo com a forma de ligação.

• Posicionamento: é uma das suas principais características pois são especialmente indicados para projetos que exijam precisão de posicionamento, superando em muito outros modelos, sendo ideais para plataformas de câmeras, impressoras 3D, tornos CNC, alguns modelos de plotters, esteiras eletrônicas, braços robóticos e os mais diversos projetos que possam ser desenvolvidos com o Arduino ou outros microcontroladores.
  
  
• Controle de Velocidade: Além do motor de passo efetuar movimentos com posicionamentos precisos, também permite controlar a velocidade da rotação de forma eficaz, mostrando-se ótimo para automação e projetos robóticos em geral.
  
  
• Torque em Baixas Velocidades: Motores normais do tipo DC não possuem baixas velocidades um torque alta, alcançando somente picos de força em altas rotações. Um motor de passo, por sua vez, apresenta em baixas velocidades torque máximo, sendo a melhor escolha para projetos que exijam alta precisão em velocidade baixa.

• Baixa eficiência - Ao contrário de motores de corrente contínua, o motor de passo mantém o mesmo consumo independente da carga, fazendo com que sempre esteja quente quando está trabalhando, mesmo sem carga.
  
  
• Limitações em velocidade alta - Em geral, o motor de passo apresenta um binário inferior em altas velocidades do que em baixas, entretanto alguns motores de passo (steppers) apresentam otimizações para melhorar seu desempenho em alta velocidade, precisando ser utilizados em conjunto com drivers para isso.
  
  
• Retorno - Ao contrário do servomotor, o de passo não tem retorno integral para posição de origem. Interruptores de limite ou detectores de 'casa' são normalmente necessários para a segurança ou para estabelecer uma posição de referência para o motor de passo.