Quelle est la différence entre les moteurs pas à pas et les servomoteurs?

Je ne suis pas sûr de comprendre quelle est la différence entre un moteur pas à pas et un servomoteur. Quelqu'un pourrait-il m'expliquer cela?

De plus, comment ces moteurs se comportent-ils lorsqu'ils sont arrêtés ou éteints, ont-ils une force de résistance suffisante pour maintenir quelque chose en position (disons 1 kg) ou dois-je faire quelque chose de spécial pour cela?

Lequel de ces deux pensez-vous serait un meilleur choix pour une application dans laquelle j'aimerais avoir un mouvement lent par petits pas (c'est-à-dire que j'aurai besoin d'un très petit pas suivi d'une pause dans cette position, puis d'un autre petit pas et ainsi de suite et je préférerais que chaque étape change exactement du même degré).

Contexte de cette question: je veux créer un montage timelapse qui fera un panoramique et inclinera un appareil photo reflex numérique sur une période de temps.

Alors que l'autre réponse actuelle à cette question cite une réponse suffisamment complète fournie par WikiPedia, voici un TL; DR simplifié:

Moteur pas à pas : se déplace par étapes , avec un nombre fixe d'étapes par tour. Ainsi, contrôlable sur n'importe quel nombre de tours, par sauts de la taille du pas.

Peut être unidirectionnel ou bidirectionnel. Chaque pas est exactement le même nombre de degrés .

Le couple de maintien est (relativement) élevé et un couple de maintien réduit est maintenu même avec des bobines hors tension .

Servomoteur (en particulier, servomoteurs amateurs): se déplace en douceur d'une "position de repos" à une "position cible", fonctionne pour conserver cette position jusqu'à ce que le signal de commande change. Pas d'étapes .

Plage de déviation intrinsèquement bidirectionnelle, mais intrinsèquement limitée. Un contrôle analogique pur est une option. Pas nécessairement un contrôle linéaire, cependant.

Le couple de maintien dépend du moteur sous tension , contrairement aux moteurs pas à pas.

Les servos de loisir typiques passeront de -90 degrés à +90 degrés, ou -170 degrés à +170 degrés. Les servos multitours passeront d'un écart de x tours par rapport au repos dans une direction, à x tours dans le sens opposé.

Pour un contrôleur de panoramique / inclinaison, un moteur pas à pas correspond à la description de la question, car un panoramique / inclinaison en douceur n'est pas une exigence. Si un lissage du mouvement est nécessaire, une réduction de vitesse suffisamment élevée sur le moteur pas à pas y parvient.

Il y a beaucoup de bruit dans les réponses à cette question qui semblent confondre "servomoteur" en tant que terme générique pour une variété de servomoteurs à rétroaction en boucle fermée, et "servomoteur" comme utilisé essentiellement exclusivement dans la communauté des modèles RC.

Notez que "servomoteur" ne fait PAS spécifiquement référence aux actionneurs "servo" à rotation non continue et à potentiomètre contrôlé par durée d'impulsion, tels qu'utilisés dans le modèle RC et la communauté des amateurs. Il a une large utilisation dans une variété d'applications de contrôle industriel et CNC, dont la grande majorité ne serait en aucune façon reconnaissable à une personne qui pense à un "servomoteur" comme aux petites choses que vous mettez dans un modèle RC ou un robot jouet. .

Quoi qu'il en soit, fondamentalement, un servomoteur est la combinaison d'un moteur et d'un mécanisme de rétroaction, qui est utilisé avec un servocommande qui contrôle l'alimentation du moteur afin de contrôler sa position. Le contrôleur, le moteur et le système de rétroaction forment un système d'asservissement .

Maintenant, une chose que vous pouvez réaliser ici, c'est que c'est une définition très large. C'est vrai. En fait, si vous ajoutez l'élément de rétroaction et de contrôle à un moteur pas à pas, un moteur pas à pas peut être (une partie) d'un servomoteur!(J'ai en fait une scène XY contrôlée par le mouvement qui utilise des steppers avec des encodeurs optiques pour le feedback, et en tant que telle est "servocommandée" pour un projet sur lequel je travaille).

Le mécanisme de servomoteur RC qui est si communément confondu avec le terme plus générique de servomoteur est en effet un type de système de servomoteur, mais c'est un sous - ensemble de terme, pas l'intégralité.

Probablement 99% de l'automatisation industrielle et du contrôle par ordinateur utilisent des mécanismes d'entraînement qui relèvent de la bannière "servomoteur", mais ils ont beaucoup moins d'exposition sur Internet (c'est un domaine de spécialité), donc le "servo" passe-temps est devenu dominant usage courant du terme, et confondre l'enfer des gens qui commencent juste à s'intéresser à l'électronique.

En ce qui concerne votre question, nous avons besoin que vous clarifiiez si vous faites spécifiquement référence aux servos RC de style hobby ou au "servo" plus générique lorsque vous posez votre question.

En réalité, un système de servomoteur correctement conçu surclassera un moteur pas à pas dans toutes les catégories en dehors de la facilité de conception, mais votre application peut ne pas avoir besoin de performances suffisantes pour que l'effort supplémentaire en vaille la peine, et un système pas à pas peut être entièrement capable de la tâche.

De plus, vous pouvez utiliser un moteur pas à pas comme élément moteur dans un système d' asservissement , en ajoutant une rétroaction en boucle fermée autour du moteur (généralement via un codeur quelconque).
Cependant, les steppers sont normalement utilisés car ils peuvent souvent fonctionner suffisamment bien sans rétroaction en boucle fermée, ce qui réduit le coût global du système en ne nécessitant pas les encodeurs supplémentaires.

Une fois que vous avez des codeurs, vous pouvez généralement obtenir de meilleures caractéristiques de couple en utilisant des servomoteurs CC à balais de prix équivalent à la place des moteurs pas à pas, la boucle de commande fournissant la précision requise qui est perdue par l'utilisation des servomoteurs à balais.

Google est ton ami. Depuis https://www.modmypi.com/blog/whats-the-difference-between-dc-servo-stepper-motors

Servomoteurs

Les servomoteurs sont généralement un assemblage de quatre éléments: un moteur à courant continu, un ensemble d'engrenages, un circuit de commande et un capteur de position (généralement un potentiomètre).

La position des servomoteurs peut être contrôlée plus précisément que celle des moteurs à courant continu standard, et ils ont généralement trois fils (alimentation, terre et contrôle). L'alimentation des servomoteurs est constamment appliquée, le circuit de servocommande régulant le tirage pour entraîner le moteur. Les servomoteurs sont conçus pour des tâches plus spécifiques où la position doit être définie avec précision, comme le contrôle du gouvernail sur un bateau ou le déplacement d'un bras ou d'une jambe de robot dans une certaine plage.

Les servomoteurs ne tournent pas librement comme un moteur à courant continu standard. Au lieu de cela, l'angle de rotation est limité à 180 degrés (ou plus) dans les deux sens. Les servomoteurs reçoivent un signal de commande qui représente une position de sortie et applique la puissance au moteur à courant continu jusqu'à ce que l'arbre tourne à la position correcte, déterminée par le capteur de position.

PWM est utilisé pour le signal de commande des servomoteurs. Cependant, contrairement aux moteurs à courant continu, c'est la durée de l'impulsion positive qui détermine la position, plutôt que la vitesse, de l'arbre servo. Une valeur d'impulsion neutre dépendant du servo (généralement environ 1,5 ms) maintient l'arbre du servo en position centrale. L'augmentation de cette valeur d'impulsion fera tourner le servo dans le sens horaire, et une impulsion plus courte fera tourner l'arbre dans le sens antihoraire. L'impulsion de servocommande est généralement répétée toutes les 20 millisecondes, indiquant essentiellement au servo où aller, même si cela signifie rester dans la même position.

Lorsqu'un servo reçoit l'ordre de se déplacer, il se déplace vers la position et la maintient, même si une force externe pousse contre lui. Le servo résistera de sortir de cette position, avec la quantité maximale de force résistive que le servo peut exercer étant le couple nominal de ce servo.

Moteurs pas à pas

Un moteur pas à pas est essentiellement un servomoteur qui utilise une méthode de motorisation différente. Lorsqu'un servomoteur utilise un moteur à courant continu à rotation continue et un circuit de commande intégré, les moteurs pas à pas utilisent plusieurs électroaimants dentés disposés autour d'un engrenage central pour définir la position.

Les moteurs pas à pas nécessitent un circuit de commande externe ou un microcontrôleur (par exemple un Raspberry Pi ou un Arduino) pour alimenter individuellement chaque électro-aimant et faire tourner l'arbre du moteur. Lorsque l'électro-aimant «A» est alimenté, il attire les dents de l'engrenage et les aligne, légèrement décalées de l'électro-aimant «B» suivant. Lorsque 'A' est éteint et 'B' allumé, le pignon tourne légèrement pour s'aligner sur 'B', et ainsi de suite autour du cercle, chaque électro-aimant autour du pignon étant excité et désexcité à son tour pour créer une rotation. Chaque rotation d'un électro-aimant à l'autre est appelée un "pas", et ainsi le moteur peut être tourné par des angles de pas prédéfinis précis à travers une rotation complète de 360 ​​degrés.

Les moteurs pas à pas sont disponibles en deux variétés; unipolaire ou bipolaire. Les moteurs bipolaires sont le type de moteur pas à pas le plus puissant et ont généralement quatre ou huit fils. Ils ont deux ensembles de bobines électromagnétiques à l'intérieur, et le pas est réalisé en changeant la direction du courant à l'intérieur de ces bobines. Les moteurs unipolaires, identifiables par 5,6 ou même 8 fils, ont également deux bobines, mais chacune a une prise centrale. Les moteurs unipolaires peuvent avancer sans avoir à inverser le sens du courant dans les bobines, ce qui simplifie l'électronique. Cependant, parce que la prise centrale est utilisée pour alimenter seulement la moitié de chaque bobine à la fois, elles ont généralement moins de couple que bipolaire.

La conception du moteur pas à pas fournit un couple de maintien constant sans que le moteur soit alimenté et, à condition que le moteur soit utilisé dans ses limites, les erreurs de positionnement ne se produisent pas, car les moteurs pas à pas ont des stations physiquement prédéfinies.

SI vous voulez économiser de l'énergie et que vous maintenez le couple pendant longtemps, je suggère d'acheter l'un de ces moteurs avec frein EM (frein électromagnétique) généralement NC (normalement fermé. Vous appliquez une tension pour que le frein se desserre et que le moteur peut se déplacer librement lorsque vous atteignez la position souhaitée, vous coupez le courant de freinage, maintenant la mécanique est actionnée.