Élimination de l'instabilité lors de la détection de la rotation du moteur pas à pas

Pour détecter le sens et la vitesse de rotation d'un moteur pas à pas, il est possible d'utiliser un disque de code fixé à l'arbre, en s'appuyant sur l'ombrage par le disque de code de deux optocoupleurs à fente pour produire des signaux de sortie en quadrature à deux phases. Ces signaux peuvent être analysés pour obtenir la direction et la vitesse de rotation du moteur.

Cependant, le moteur pas à pas présente une instabilité à la position qu'il occupe à chaque pas. L'instabilité est particulièrement visible à faible vitesse. Il en résulte une gigue le long de la sortie de l'optocoupleur. Le logiciel n'est pas en mesure de la traiter.

Dans le logiciel de simulation, vous pouvez utiliser la source d'horloge et les portes logiques pour simuler le phénomène de gigue de sortie. Q1 sur la figure est la partie de sortie de l'optocoupleur analogique, la forme d'onde rouge sur les bords ascendants et descendants est superposée à la gigue.

Forme d'onde de la gigue de sortie synchrone du circuit illustré dans la figure.

Si un condensateur est connecté directement à la sortie, la sortie peut être ralentie aux temps forts.

Si une résistance est ajoutée au chemin de décharge, le temps de descente peut être ralenti et la gigue peut être éliminée de manière plus fiable. Il est nécessaire de choisir le paramètre de temps de résistance approprié en fonction de la vitesse maximale afin d'éviter de perdre des impulsions à des vitesses élevées. On peut constater que la forme d'onde de sortie de l'optocoupleur n'est pas régulière et qu'il est possible de commettre une erreur en utilisant directement la logique.

Des comparateurs peuvent être utilisés ultérieurement pour réaliser un circuit de comparaison à hystérésis afin de façonner la forme d'onde. Le principe est le suivant : l'entrée de détection vers l'entrée négative du comparateur, l'entrée positive utilisant une résistance de diviseur de tension, puis une autre résistance pour relier la sortie à l'entrée positive comme tension de référence. Lorsque la tension de l'entrée négative est inférieure à la tension de référence, la sortie du comparateur est élevée, la tension de référence est élevée, l'entrée négative doit être une tension de référence plus élevée que la tension de référence est élevée, afin de rendre la sortie basse. De même, lorsque la sortie est basse, la tension de référence est abaissée et l'entrée négative doit avoir une tension inférieure à la tension de référence abaissée pour que la sortie soit haute.

Comme vous pouvez le voir sur la forme d'onde, Vref varie vers le haut et vers le bas en fonction de Vcc/2. Cela garantit que la sortie est stable lorsque le niveau de sortie change, même si l'entrée négative présente une gigue.

Le comparateur à hystérésis de sortie peut également être réduit à un inverseur avec des caractéristiques d'hystérésis d'entrée, par opposition à un circuit qui utilise un comparateur avec une tension de référence non réglable et une plage de tension d'hystérésis.

Le circuit utilisé en pratique est le suivant :

La forme d'onde après mise en forme par le comparateur à hystérésis est propre et sans gigue.