Для чего нужен тренажер степпер: какие мышцы работают, польза тренировок

польза и вред, эффективность, как заниматься, отзывы

Редко процесс похудения или улучшения собственной физической формы обходится без полезных свойств физических нагрузок. Кто-то ходит в зал и работает со штангой или гантелями, кто-то предпочитает турники и брусья, а кто-то занимается на тренажере степпер. С последним стоит подробно разобраться. В чем состоят польза и вред степпера?

Что такое степпер?

Степпер относится к полезным кардиотренажерам. Его принцип действия похож на движение по лестнице вверх, как по ступенькам. Благодаря этому значительно напрягаются мышцы, расположенные ниже или несколько выше пояса, вроде мышц таза.

Виды степперов и их особенности

Степпер – довольно распространенный тренажер, удобный для занятий дома. Поэтому рынок предлагает разновидности этого полезного аппарата, подходящие для различных целей.

Стандартный

Имитирует подъем по лестнице. Полезная кардиотренировка имеет куда больше полезных свойств, нежели обычный подъем по лестнице, потому что во время обычной ходьбы суставы коленей подвергаются ударной нагрузке, негативно влияющей на их износ, приносящей им вред. При занятиях на степпере такая проблема отсутствует.

Мини-степпер

Принцип полезной работы мини-степпера ничем не отличается от стандартной модели, правда, мини-версия обладает существенным недостатком. Из-за небольшого размера все подвижные механизмы расположены компактно и не всегда позволяют правильно распределять нагрузку на мышцы, а это, естественно, может причинять вред организму.

Поворотный

Благодаря поворотной опорной рукояти установка позволяет работать с мышцами бедер, ягодиц и локтевых суставов. Этим он выгодно отличается от других моделей, которые ограничиваются лишь мышцами ягодиц и бедер.

Балансировочный

Работает по принципу смещения центра тяжести из стороны в сторону во время «поднимания по ступенькам». В результате значительную пользу от такого свойства получают икроножные мышцы и пресс, не говоря о ягодицах. Также при работе с таким видом степпера неплохо развивается координация.

Какие мышцы работают на степпере

Основные мышцы, которые тренируются при занятиях на установке степпер:

• мышцы бедер;
• мышцы живота;
• ягодичные.

Также работают икроножные мышцы. Им «ходьба» приносит особую пользу. Конечно, нагрузка на пресс во время тренировки на степпере несколько меньше, чем на другие группы мышц, но все же она есть.

Польза степпера для здоровья

Правильная работа с установкой степпер помогает:

• избавиться от некрасивых галифе;
• накачать и сделать более стройными ноги.

Кроме того, занятия на этой установке помогают избавиться от целлюлита, это можно назвать несомненной пользой степпера для женщин. Упражнением на тренажере можно влиять за здоровье кожи, благодаря особым свойствам полезных физнагрузок. Естественно, параллельно с выполнением упражнений нужно проходить курс лечения различными кремами. Так желаемого эффекта можно добиться гораздо быстрее.

Упражнения на степпере помогут сделать кожу в проблемных местах на ногах упругой и гладкой, избавят от «апельсиновой корочки».

Помимо этого, регулярные и, что главное, правильно выполняемые упражнения на тренажере помогут избавиться от жировых сладок на животе.

Чтобы добиться максимально полезного результата, следует совмещать тренировки на установке с курсом правильного питания. У диетической еды большое количество полезных свойств, необходимых для похудения.

Также работа на установке степпер:

• улучшает самочувствие;
• приводит организм в тонус;
• с пользой влияет на сердечно-сосудистую систему;
• помогает настроить правильное дыхание.

Кроме того, она делает работу легких эффективнее.

Польза занятий на степпере несомненна. Но главное – не переусердствовать с физическими нагрузками. С непривычки можно нанести организму серьезный вред.

Эффективен ли степпер для похудения

Для человека, который ставит перед собой цель похудеть, вопрос об эффективности тренажера степпера имеет лишь один ответ: «Да, полезен».

Другой вопрос – «Вредны ли тренировки?» На него тоже можно ответить положительно, но причиняют вред они только в том случае, если выполнять все упражнения бессистемно и бесконтрольно.

Важно! Тренировки на степпере будут приносить пользу только в том случае, если придерживаться правильного питания и грамотного выполнения всех упражнений. Иначе организму, наоборот, будет наноситься вред.

Вредный (лишний) жир из организма выводится во многом благодаря кислороду, который обладает такими свойствами: чем быстрее кровь проходит через организм, тем больше вместе с ней проходит кислорода, тем больше сжигается подкожного жира.

Упражнения на степпере как раз заставляют активно работать сердечно-сосудистую систему, увеличивают полезную нагрузку на сердце, которое выступает в качестве главной кровеносной помпы. Правда, важно не переусердствовать. Слишком большая нагрузка на сердце может принести и вред.

Сколько калорий сжигается от занятий на степпере

Количество сожженных калорий зависит от трех факторов тренировок:

1. Длительность.
2. Интенсивность.
3. Регулярность.

Например, при весе человека 60 кг получается следующая взаимозависимость времени тренировки и количества сожженных калорий благодаря свойствам физнагрузок на степпере.

Время, мин	Энергия, ккал
5	25
10	50
20	100
30	150
45	225
60	300
90	450

За час полезных физнагрузок на установке степпер человек с весом 60 кг теряет 300 ккал, что на 38 ккал больше, чем при ходьбе со скоростью 6 км/ч.

Правда, даже полезные тренировки на степпере ни в какое сравнение не идут с бегом в плане жиросжигания.

Бег по пересеченной местности Масса тела 60 кг
Скорость, км/ч	Энергия, ккал
8	480
10	600
12	720
14	840
16	960

Занятия на степпере для похудения

Чтобы физнагрузки принесли пользу благодаря своим свойствам, а не вред, следует грамотно выполнять все упражнения.

Прежде чем приступить к занятию, необходимо тщательно размяться. Иначе в ходе выполнения программы можно навредить собственному организму.

Совет! Каждая тренировки начинается с разминки.

При выполнении упражнений мышцы живота должны быть напряжены, спина выпрямлена, а ступни плотно прижаты к педалям. Шагать нужно начинать медленно, потом увеличивать интенсивность нажатий на педаль. Так организм получит больше пользы. Никакого вреда. Амплитуда шагов может быть различной.

Чтобы нагрузить корпус тела, придется немного податься вперед, а выполнение упражнений с прямым корпусом будет воздействовать на переднюю часть таза. Эти свойства упражнений тоже стоит учитывать.

Внимание! Ни в коем случае нельзя полностью выпрямлять колени. Так увеличится нагрузка на суставы, что вредным образом на них же и скажется. Стопы и колени нельзя разворачивать наружу или внутрь.

Первая полезная тренировка на степпере не должна превышать 15 минут. Организм должен привыкнуть к нагрузкам. Далее длительность выполнения упражнений необходимо будет увеличивать с каждым днем.

Во время тренировки обязательно нужно следить за пульсом. Он не должен превышать 100 ударов в минуту. Так организм получит больше пользы от физических нагрузок.

Совет! Любые тренировки могут принести пользу. А могут причинить вред. Важно знать меру.

Как правильно заниматься на степпере

Тем, кто регулярно и с пользой старается заниматься на тренажере степпер, следует придерживаться следующих рекомендаций:

1. Необходимо соблюдать рацион. Полезные свойства правильного питания неоспоримы. Последний прием пищи должен быть не позднее чем за час до тренировки. Иначе можно получить только вред. Никакой пользы.
2. Для получения максимальной пользы от физических нагрузок в течение получаса после физнагрузок нельзя употреблять какие-либо продукты. Далее можно съесть что-то нежирное и не содержащее сахара.
3. Перед физическими нагрузками не стоит принимать каких-либо лекарств. Это может привести если не к летальному исходу, то к нанесению огромного вреда организму.
4. Полезную работу на установке свойственно проводить минимум за два часа до сна.
5. Необходимо следить за ритмом дыхания, чтобы принести пользу, а не вред телу. Если стали появляться прерывистые вдохи и выдохи, то нужно снизить нагрузку, иначе очень легко навредить, например, здоровью легких или сердца.

Можно ли заниматься на степпере при варикозе

Какие же полезные для людей, страдающим варикозом, свойства имеет степпер?

При выполнении упражнений на установке:

• мышцы становятся более эластичными, а вены – крепкими;
• нормализуется работа кровеносной системы;
• улучшается метаболизм.

Так проявляются полезные свойства степпера, который со временем поможет избавиться от варикоза. Правда, перед тем как пытаться вылечить варикоз степпером самостоятельно, следует обратиться к врачу за консультацией, чтобы не нанести телу вред вместо желанной пользы.

Кому-то тренировки на этом тренажере могут быть строго запрещены, потому что обладают вредными конкретно для них свойствами.

Вред степпера и противопоказания

На установке запрещено упражняться тем, у кого:

• не вылечено до конца какое-либо повреждение;
• есть проблемы с суставами или позвоночником;
• были случаи инсульта / инфаркта;
• имеются хронические болезни внутренних органов;
• была выявлена артериальная гипертензия;
• есть сахарный диабет;
• наблюдаются простудные заболевания с высокой температурой.

Также нельзя упражняться на степпере женщинам, находящимся на крайних сроках беременности.

Спорт может приносить как пользу, так и вред для здоровья. Это касается и степпера.

Как выбрать степпер для дома

Прежде чем покупать степпер домой, необходимо не только изучить его свойства, но и учесть несколько дополнительных моментов.

1. Габариты жилья. Если жилище просто не позволяет купить большой стационарный степпер, то можно взять балансировочный или мини-версию. Последняя, конечно, имеет свои противопоказания и особые свойства. Мини-степпер может принести как пользу, так и вред, но если выбора нет, то можно приобрести и его.
2. Наличие поручней или эспандеров. Эти дополнения позволяют сохранить равновесие и активизируют верхние мышцы при выполнении упражнений.
3. Вес. В технических характеристиках тренажера можно найти предельно допустимый вес. Если вес того или иного человека больше этого критического значения, необходимо рассмотреть более грузоподъемный вариант.
4. Программа занятий. Если есть серьезное намерение похудеть при помощи выполнения упражнений на тренажере степпер, то стоит выбрать такую модель, которая оснащена техническими дополнениями вроде регулировки нагрузки и прочего. Эти свойства пригодятся при детальном планировании программы.

Заключение

Польза и вред степпера зависят исключительно от того, насколько серьезно подходить к занятиям на тренажере. Степпер не только может поднять тонус организма и улучшить самочувствие того, кто на нем занимается, но и поможет похудеть или, например, избавиться от целлюлита.

Правда, заниматься на данной установке можно далеко не всем. Беременным, людям, которые перенесли инфаркт или инсульт, а также имеют заболевания, перечисленные выше, заниматься не стоит.

Перед началом курса упражнений на степпере лучше проконсультироваться со специалистом на наличие противопоказаний.

Отзывы

Фомина Ольга Васильевна, 31 год, г. Москва

После родов, к сожалению, сильно поправилась, но, так как я нахожусь в декрете и ребенка мне не с кем оставить, в спортзал ходить не могу. Начала искать возможные варианты похудеть. Наткнулась на информацию о том, что с помощью степпера для похудения можно сбросить лишний вес и привести себя в форму. Я поискала в интернете подходящую модель и купила по приемлемой цене. Буквально через 3 месяца занятий увидела неплохой результат. Минус 15 кг, да и в целом улучшилось самочувствие. Польза и вред степпера для меня теперь очевидны.

Игнатьев Валентин Викторович, 45 лет, г. Владивосток

Когда жена сделала мне замечание, что я сильно поправился, решил начать заниматься спортом. Сначала начал просто больше физически нагружать себя, а потом посмотрел в интернете, чем можно заниматься в домашних условиях, чтобы избавиться от лишнего веса. Наткнулся на этот замечательный тренажер. Почитав рекомендации, я выбрал подходящую модель и приступил к тренировкам. Тренажер для дома степпер заменил скандинавскую ходьбу, а уже через месяц на весах у меня было минус 7 кг, жена была довольна. Полезные свойства тренажер проявил полностью.

Была ли Вам данная статья полезной?

Да Нет

Тренажер степпер что это такое, какие мышцы работают, результаты и эффективность

Любой, кто хоть раз был в тренажерном зале, знает о таком устройстве, как степпер. С его помощью можно подтянуть мышцы, похудеть и просто укрепить здоровье. Степпер имитирует одно из самых энергозатратных упражнений – шаги по лестнице, именно потому его эффективность так велика. Занятия позволяют тратить большое количество калорий и сжигать жир. Людям с сидячим образом жизни занятия на степпере пойдут только на пользу. Занятия помогут укрепить дыхательную, нервную систему, а также сердце и сосуды.

Тренажер степпер для дома очень полезен при артритах, остеохондрозах и подобных заболеваниях. Кардиотренажер поможет подкачать ноги и ягодицы, а также укрепить мышцы спины и пресса. Уровень нагрузки зависит от типа тренажера. Если вы занимаетесь дома на мини-степпере, то работают исключительно мышцы ног. Такой тип тренажера подходит для людей с ограниченным бюджетом или тех, кто не может позволить себе посещение спортивных залов. К некоторым мини-тренажерам в комплекте предлагается эспандер или другой тренажер для рук. Что касается стандартного устройства, то занятия на нем укрепляет не только мышцы ног – задействованы также мышцы спины и пресса.

Содержание статьи

Чем полезен степпер

Для чего вообще нужен степпер? Этот ножной тренажер придуман для увеличения двигательной активности человека и имитирует движения подъема по ступенькам. На это указывает и название тренажера: по-английски «step» переводится как «шаг». Известно, что прогулка в среднем темпе очень хорошо сжигает лишний жир, не перегружая суставы. Занятия на кардиотренажере помогут сымитировать прогулку по улице и потратить лишние калории. Какие мышцы тренирует степпер, кроме мышц ног? Кардиотренажер в основном нагружает мышцы бедер и ягодиц, подтягивая их и делая более упругими.

Он используется во многих тренажерных залах, его рекомендуют для снижения веса. Польза кардиотренажера для похудения действительно велика, однако он применяется не только для борьбы с ожирением. Степпер укрепляет здоровье, развивает многие группы мышц и улучшает здоровье суставов.

Польза от занятий на степпере

Подъем вверх очень эффективен для похудения, именно на этом и основан тренажер-ступеньки.

Занятия на кардиотренажере помогают человеку:

• Укрепить стенки сосудов и сердечную мышцу;
• Улучшить дыхательную систему.

Степ тренажер задействует не только ноги и ягодицы (как это происходит с обычной ходьбой), а также мышцы кора и пресса. Степпер очень удобен в использовании, не требует специальной подготовки и навыков. Он достаточно компактный, а потому не занимает много места в комнате. Степперы бывают разного размера, нужно лишь подобрать вариант под габариты своей квартиры. Работа разных устройств также различается – выберите с нагрузкой для тех мышц, которые хотите подкачать.

Видео

Типы тренажеров

При выборе степппера необходимо ориентироваться на его размер. Небольшой экземпляр стоит дешевле, чем стандартный. Он отлично подойдет для экономных людей и тех, у кого мало места в квартире. Они подразделяются на:

Стандартные.

Полноценные тренажеры с поручнями или рычагами, помогающими равномерно распределять нагрузку на мышцы спины. Не подойдут для маленьких квартир. Часто используются в тренажерных залах;

Мини-тренажеры.

Упрощенные степперы, которые представляют собой приспособления с педалями. По сути, это устройство – половина обычного степпера, которая включает только корпус и педали. Иногда в комплекте с ними продается эспандер, который добавляет нагрузки спине и рукам. На нем можно заниматься, сидя на диване перед телевизором. Министеппер поможет сэкономить и место, и деньги;

Классические.

Такие тренажеры полностью имитируют подъем по лестнице. Бывают с зависимым и независимым ходом педалей. Ножной тренажер не нагружает суставы, а наоборот, снимает с них чрезмерную нагрузку;

Балансировочные.

Такие устройства имеют более сложное устройство, потому что во время занятий платформ совершает движение, перенося центр тяжести. Это заставляет включаться в работу все больше мышц (даже пресс). Заниматься на нем гораздо сложнее, чем на классическом, однако результат стоит усилий. Такое устройство сжигает больше калорий, чем классическое;

Поворотные.

Такие тренажеры отлично нагружают спину при занятиях. Отлично подходит для любителей интенсивных тренировок. Степпер поворотного типа качает ромбовидные, квадратные и трапециевидные мышцы;

Гидравлические.

Создают сильное напряжение во время занятий за счет специального встроенного винта, который также регулирует нагрузку.

Также степперы различаются по своей конструкции. Они разделяются на складные, автономные и профессиональные. Последний вид обычно используется в спортзалах, он отличается большим размером и прочностью. Второй тип устройства может работать на батарейках, а потому отлично подходит для использования дома. Небольшой размер также имеют и складные степперы. Их единственный минус – это небольшая прочность, поэтому интенсивно тренироваться на них не получится.

Практический совет: Если у вас нет места в квартире для степпера, то придется приобрести не очень надежный, но компактный складной тренажер. Еще один плюс такого степпера – он стоит меньше, чем стандартный.

Также они различаются по своему строению. Существует механический тип, отлично подходящий для использования дома, а также электромагнитный, который чаще всего приобретают для фитнес-центров и залов. Механические степперы устроены довольно просто, ведь их действие основывается на гидравлике. Когда человек надавливает одной ногой на педаль, цилиндр сжимается, а при давлении на другую – разжимается. Электромагнитные устройства, соответственно, более сложно устроены, так как включают в себя консольное управление, важные функции и программы тренировок.

Видео

Чем полезен степпер?

Степпер полезен как для похудения, так и для здоровья человека. Занятия на нем улучшают метаболизм и состояние организма в целом.

Он оказывает на организм положительное влияние:

• Сжигание жировых отложений;
• Укрепление разных групп мышц: спины, бедер, ягодиц, пресса;
• Улучшение работы сердца и сосудов;
• Улучшение работы легких, устранение одышки;
• Повышение уровня координации;
• Общее улучшение самочувствия и укрепление иммунитета.

Тренировки на степпере очень полезны, причем не только для тех, кто худеет. Они укрепляют иммунитет и организм в целом, а потому переоценить их значение сложно. Кроме того, занятия на степпере помогают не просто тратить калории и сжигать жир, но и помогают прорисовать рельеф мышц, сделать их более заметными. Упругие мышцы помогут вам выглядеть более спортивно и подтянуто. Многие врачи советуют заниматься на степпере после перенесения травм позвоночника и переломов костей, так как это помогает быстрее восстанавливаться.

Противопоказания

Перед покупкой степпера желательно проконсультироваться с врачом (особенно при наличии хронических заболеваний). Если врач разрешит вам заниматься, то можно с радостью приступать к занятиям.

Видео

Противопоказания к тренировке на степпере довольно серьезные:

• Невылеченные до конца растяжения, вывихи и другие подобные повреждения;
• Болезни сердечно-сосудистой системы, почек, печени;
• Беременность во втором и третьем триместре;
• Артериальная гипертония третьей степени;
• Острая форма диабета (декомпенсированный диабет). При этом виде болезни лечение отсутствует или же не помогает.

Важно! Нельзя заниматься на степпере во время болезни (простуда, ОРВИ), особенно при повышенной температуре тела. Не торопитесь – как только вы выздоровеете и организм окрепнет, можно будет возобновить занятия. Люди пожилого возраста должны с осторожность подходить к тренировкам на степпере, перед началом занятий необходима консультация специалиста.

Если вас не устраивают результаты от тренировок на степпере или же занятия приносят вам дискомфорт, перечитайте инструкцию к его использованию. Часто эффективность устройств зависит от того, насколько правильно их используют.

Видео

Сколько калорий тратится от занятий на степпере

Занятия на степпере тратят много калорий, что в свою очередь приводит к сжиганию лишних жировых запасов. Если вы занимаетесь интенсивно, то сможете потратить целых 500 ккал за час! Количество израсходованной энергии может варьироваться в зависимости от веса, уровня физической подготовки, активности метаболизма и интенсивности тренировки. Занимаясь на нем по часу в день, вы будете успешно худеть или поддерживать вес, немного повысив калорийность рациона. Степпер – это аэробный тренажер, который направлен не на увеличение мышц, а на сжигание подкожного жира. Также он укрепляет сердечную мышцу и сосуды, тренирует легкие. Тренировка средней интенсивности позволит вам сжечь 200-250 ккал за полчаса.

Важно! Нагрузки следует наращивать постепенно. Не стоит в первый день тренировок заниматься целый час – от перенапряжения вам не захочется заниматься на следующий день. Идеальная схема для тренировок – это 3 раза в неделю. Между тренировками должен быть 1-2 дня отдыха, чтобы мышцы успели восстановиться.

Если отдыха не будет, то результат от занятий будет намного хуже. Кроме того, такая встряска вредна для организма и здоровья.  Результаты от занятий на степпере зависят от степени ваших усилий. Если вы занимаетесь на облегченном варианте, то не ждите быстрых результатов. Лучше всего подключить к занятиям на степпере какие-либо упражнения: приседания, выпады, скручивания и отжимания. Также можно чередовать упражнения на степпере с другими кардиотренажерами. Тренируйте все группы мышц, чтобы тратить максимальное количество калорий. Для занятий в домашних условиях желательно приобрести тренажер для рук. При похудении важно учитывать, что одни лишь тренировки не помогут похудеть. Важен комплексный подход – правильное питание и достаточное количество сна и отдыха.

Отзывы

Что такое степпер и какой выбрать на для дома?

В основе названия этого кардиотренажера лежит слово « step» (с анг.– шаг) и это неспроста. Основным принципом действия данного типа тренажера является как раз шагание. Занятия на степпере походит на имитацию подъема по лестнице.

Действует все достаточно просто, вес тела переносится с одной ноги на другую с последующим упором на платформу. Можно подумать что это ничем не отличается от бега на беговой дорожке. Но это лишь на первый взгляд. Вроде бы простые и обычные движения для ног, но нагрузка приходится на большую группу мышц, нежели при простом беге.

Регулярные тренировки на степпере считаются очень эффективными и полезными для здоровья.

1. Тренажер дает ощутимую физическую нагрузку на большую часть мышц, и на весь организм в принципе. Преимущественно задействуются мышцы ног, бедер и ягодиц;

2. Благодаря подобной кардионагрузки довольно быстро сжигаются калории и значительно уменьшается жировой объем. Так степпер отлично подходит для похудения, и борьбы лишним весом.

3. Следующий плюс проистекает из предыдущего, таким образом степпер очень эффективен в растяжке мышц, и считается лучшим средством по борьбе с целлюлитом. Особенно помогает при подтяжке ягодиц.

4. Если степер имеет поручни, рычаги или эспандеры, то можно создать дополнительную нагрузка на руки, плечи, спины и даже мышцы живота.

5. Степпер является кардиотренажером, а значит, будет происходить нагрузка на сердечно-сосудистую систему. Это укрепляет выносливость, улучшает кровообращение и снижает негативный эффект.

6. Классическое улучшение координации движения, вестибулярного аппарата и силы.

Особенности

На сегодняшний день этот вид тренажера имеет большое разнообразие моделей и модификаций. Подразделяются степперы на следующие виды:

По системе нагружения

· Механические

· Электрические

По типу педального узла

· С зависимым ходом педалей

· С независимым ходом педалей

Механическая система. Тренажеры этого типа снабжены двумя педалями и двумя цилиндрами, которые поочередно сжиматься по типу гидравлики. Эта самая обычная система механического движения для степперов, она довольно популярна из-за бесшумности работы и небольших габаритов.

Электромагнит. Принцип работы подобного тренажера заключается в магнитном управлении движением педалей. Модели этого типа оснащены продвинутой электроникой, и оснащены большим количеством функций. Они позволяют заниматься по встроенным программам или создать собственную тренировку, отслеживать параметры тренировки, дополнительными рычагами для рук и прочими мелочами.

Но у таких тренажеров есть и своё «но» и даже несколько — это большие габариты, цена и некоторая сложность с размещением. Такие тренажеры можно увидеть не только дома, но

Лучший степпер для дома – рейтинг 2020 года — Будьте здоровы! — Блоги

• Главная
• Футбол
  • Матчи
  • Новости
  • Блоги
  • Статусы
  • Трансферы
  • Россия
  • Лига чемпионов
  • Лига Европы
  • Евро-2020
  • Англия
  • Испания
  • Италия
  • Германия
  • Франция
  • Сборные
  • Олимп-ФНЛ
  Все турниры
  • Ливерпуль
  • Тоттенхэм
  • Челси
  • Арсенал
  • Зенит
  • Барселона
  • Реал Мадрид
  • Спартак
  • Сборная России
  • Манчестер Юнайтед
  Все клубы
  • Салах
  • Сон Хын Мин
  • Азар
  • Месси
  • Роналду
  • Головин
  • Мбаппе
  • Суарес
  • Дзюба
  • Неймар
  Все футболисты
• Хоккей
  • Матчи
  • Новости
  • Блоги
  • Статусы
  • КХЛ
  • НХЛ
  • Кубок Гагарина
  • Кубок Стэнли
  Все турниры
  • Вашингтон
  • СКА
  • ЦСКА
  • Авангард
  • Тампа-Бэй
  • Питтсбург
  • Спартак
  • Динамо Москва
  • Рейнджерс
  • Нью-Джерси
  Все клубы
  • Александр Овечкин
  • Артемий Панарин
  • Никита Кучеров
  • Андрей Свечников
  • Евгений Малкин
  • Евгений Кузнецов
  • Сергей Бобровский
  • Андрей Василевский
  • Никита Гусев
  • Илья Ковальчук
  Все хоккеисты
• Баскетбол
  • Матчи
  • Новости
  • Блоги
  • Статусы
  • НБА
  • Turkish Airlines EuroLeague
  • Единая лига ВТБ
  • НБА плей-офф
  • Зарплаты НБА
  Все турниры
  • Лейкерс
  • ЦСКА
  • Бостон
  • Голден Стэйт
  • Милуоки
  • Торонто
  • Чикаго
  • Сан-Антонио
  • Оклахома-Сити
  • Зенит
  • Сборная России
  • Сборная США
  Все клубы
  • Леброн Джеймс
  • Стефен Карри
  • Кобе Брайант
  • Джеймс Харден
  • Кайри Ирвинг
  • Кевин Дюрэнт
  • Кавай Ленард
  • Расселл Уэстбрук
  • Алексей Швед
  • Яннис Адетокумбо
  • Зайон Уильямсон
  Все баскетболисты
• Авто
  • Гонки
  • Новости
  • Блоги
  • Статусы
  • Формула 1
  • MotoGP
  • Формула 2
  • Формула E
  • Ралли Дакар
  Все турниры
  • Феррари
  • Макларен
  • Ред Булл
  • Мерседес
  • Уильямс
  • Хаас
  • Альфа Таури
  • Рейсинг Пойнт
  • Рено
  • Альфа Ромео
  Все команды
  • Льюис Хэмилтон
  • Себастьян Феттель
  • Даниил Квят
  • Ландо Норрис
  • Кими Райкконен
  • Карлос Сайнс
  • Шарль Леклер
  • Валттери Боттас
  • Даниэль Риккардо
  • Макс Ферстаппен
  Все пилоты
• Теннис
  • Новости
  • Блоги
  • Статусы
  • Ролан Гаррос
  • Уимблдон
  • US Open
  • Australian Open
  • Мужчины
  • Женщины
  • Кубок Дэвиса
  Все турниры
  • Новак Джокович
  • Роджер Федерер
  • Рафаэль Надаль
  • Наоми Осака
  • Симона Халеп
  • Мария Шарапова
  • Серена Уильямс
  • Карен Хачанов
  • Даниил Медведев
  • Александр Зверев
  • Эшли Барти
  Все теннисисты
• Бокс/MMA/UFC
  • Новости
  • Блоги
  • Статусы
  • UFC
  • MMA
  • Бокс
  • Хабиб — Гэтжи
  • Тайсон — Рой Джонс
  • Даниэль Кормье — Стипе Миочич 3
  • UFC 252
  • UFC 253
  • UFC Fight Night
  Все турниры
  • Хабиб Нурмагомедов
  • Конор Макгрегор
  • Федор Емельяненко
  • Александр Усик
  • Василий Ломаченко
  • Энтони Джошуа
  • Деонтей Уайлдер
  • Сауль Альварес
  • Тони Фергюсон
  • Александр Емельяненко
  Все бойцы
• Ставки
• Фигурное катание
  • Новости
  • Блоги
  • Статусы
  • Чат
  • Гран-при
  • Чемпионат мира
  Все турниры
  • Сборная России
  • Сборная Японии
  • Сборная США
  • Сборная Канады
  • Сборная Франции
  Все сборные
  • Алена Косторная
  • Алина Загитова
  • Евгения Медведева
  • Александра Трусова
  • Анна Щербакова
  • Дмитрий Алиев
  • Елизавета Туктамышева
  • Этери Тутберидзе
  • Татьяна Тарасова
  • Евгений Плющенко
  Все фигуристы
• Биатлон
  • Гонки
  • Новости
  • Блоги
  • Статусы
  • Кубок мира
  • Кубок IBU
  • Чемпионат России
  Все турниры
  • Сборная России
  • Сборная России жен
  • Сборная Германии
  • Сборная Германии жен
  • Сборная Норвегии
  • Сборная Норвегии жен
  Все сборные
  • Александр Логинов
  • Йоханнес Бо
  • Доротея Вирер
  • Дмитрий Губерниев
  • Лиза Виттоцци
  • Светлана Миронова
  • Екатерина Юрлова
  • Дмитрий Малышко
  • Александр Тихонов
  • Лариса Куклина
  Все биатлонисты
• Здоровье
• Стиль
• Лыжи
• Легкая атлетика
• Волейбол
• Регби
• Олимпиада-2020
• Американский футбол
• Бадминтон
• Бейсбол
• Бильярд/снукер
• Борьба
• Бобслей/сани/скелетон
• Велоспорт
• Водные виды
• Гандбол
• Гимнастика
• Гольф
• Гребля
• Единоборства
• Керлинг
• Конный спорт
• Коньки/шорт-трек
• Мини-футбол
• Настольный теннис
• Парусный спорт
• Пляжный футбол
• Покер
• Современное пятиборье
• Стрельба
• Триатлон
• Тяжелая атлетика
• Фехтование
• Хоккей на траве
• Хоккей с мячом
• Шахматы
• Экстремальные виды
• Экзотические виды
• Промокоды

• Прочие

• Главная
• Футбол
• Хоккей
• Баскетбол
• Авто
• Теннис
• Бокс/MMA/UFC
• Ставки
• Фигурное катание
• Биатлон
• Здоровье
• Стиль
• Лыжи
• Легкая атлетика
• Волейбол
• Регби
• Олимпиада-2020
• Американский футбол
• Бадминтон
• Бейсбол
• Бильярд/снукер
• Борьба
• Бобслей/сани/скелетон
• Велоспорт
• Водные виды
• Гандбол
• Гимнастика
• Гольф
• Гребля
• Единоборства
• Керлинг
• Конный спорт
• Коньки/шорт-трек
• Мини-футбол
• Настольный теннис
• Парусный спорт
• Пляжный футбол
• Покер
• Современное пятиборье
• Стрельба
• Триатлон
• Тяжелая атлетика
• Фехтование
• Хоккей на траве
• Хоккей с мячом
• Шахматы
• Экстремальные виды
• Экзотические виды
• Промокоды

• Матч-центр
  • Футбол
  • Хоккей
  • Баскетбол
  • Авто
  • Биатлон
• Новости
  • Футбол
  • Хоккей
  • Баскетбол
  • Теннис
  • Авто
  • Бокс/MMA/UFC
  • Биатлон
  • Фигурное катание
  • Прочие
• YouTube
  • UFC/MMA: «Руки выше»
  • Футбол: «Аналитика Глебчика»
  • Футбол: Квиз «Who is?»
  • Подкасты
  • Канал Sports.ru
  • ФК: «Наша фигурка»
  • Ставки: «Betting insider»
  • Кибер: «Player 1»
  • Интервью: «Один дома»
  • Интервью: «Всему Головин»
• Блоги
  • Блоги
  • Форумы
  • Статусы
  • Комментарии
  • Футбол
    • Россия
    • Сборные
    • Лига чемпионов
    • Лига Европы
    • Англия
    • Испания
    • Италия
    • Германия
    • Франция
    • Украина
    • Южная Америка
    • Голландия
    • Португалия
    • Африка
    • Любительский
    • Азия
    • Беларусь
    • ФНЛ
  • Хоккей
    • 🏒Чемпионат мира по хоккею 2019
    • Россия
    • Сборные
    • НХЛ
    • КХЛ
  • Баскетбол
    • Turkish Airlines Euroleague
    • Россия
    • НБА
    • Зарплаты НБА
    • Еврокубки
    • Сборные
    • Еврочемпионаты
    • Женский баскетбол
  • Биатлон
    • Чемпионат мира по биатлону
    • Кубок мира по биатлону
  • Теннис
    • ATP
    • WTA
    • Кубок Дэвиса
    • Кубок Федерации
    • Ролан Гаррос
  • Авто
    • Формула-1
    • Мото
    • Ралли
    • ДТМ
    • Другие серии
  • Бокс/MMA/UFC
    • Бокс Профи
    • ММА
    • Прочее
  • Фигурное катание
    • Чемпионат мира по фигурному катанию
  • Прочие
    • Американский футбол
    • Бадминтон

Что такое шаговый двигатель и как он работает

От простого DVD-плеера или принтера в вашем доме до сложного станка с ЧПУ или роботизированного манипулятора — шаговые двигатели можно найти почти везде. Его способность выполнять точные движения с электронным управлением позволила этим двигателям найти применение во многих отраслях, таких как камеры наблюдения, жесткие диски, станки с ЧПУ, 3D-принтеры, робототехника, сборочные роботы, лазерные резаки и многое другое. В этой статье мы узнаем, что делает эти моторы особенными, и что за этим стоит теория.Мы узнаем, как использовать его для вашего приложения.

Введение в шаговые двигатели

Как и все двигатели, шаговые двигатели также имеют статор и ротор , но в отличие от обычного двигателя постоянного тока статор состоит из отдельных наборов катушек. Количество катушек будет отличаться в зависимости от типа шагового двигателя , но пока просто поймите, что в шаговом двигателе ротор состоит из металлических полюсов, и каждый полюс будет притягиваться набором катушек в статоре.На схеме ниже показан шаговый двигатель с 8 полюсами статора и 6 полюсами ротора.



Если вы посмотрите на катушки на статоре, они расположены в виде пар катушек, например, A и A ’образуют пару, B и B’ образуют пару и так далее. Таким образом, каждая из этих пар катушек образует электромагнит, и на них можно подавать питание индивидуально с помощью схемы драйвера. Когда на катушку подается напряжение, она действует как магнит, и полюс ротора выравнивается с ним, когда ротор вращается, чтобы приспособиться к выравниванию со статором, это называется одной ступенью .Аналогичным образом, последовательно запитывая катушки, мы можем вращать двигатель небольшими шагами, чтобы сделать полный оборот.

Типы шаговых двигателей

В основном существуют три типа шаговых двигателей в зависимости от конструкции:

• Шаговые двигатели с регулируемым сопротивлением: Они имеют ротор с железным сердечником, который притягивается к полюсам статора и обеспечивает движение за счет минимального сопротивления между статором и ротором.
• Шаговый двигатель с постоянным магнитом: У них есть ротор с постоянными магнитами, и они отталкиваются или притягиваются к статору в соответствии с приложенными импульсами.
• Гибридный синхронный шаговый двигатель: Они представляют собой комбинацию шагового двигателя с переменным сопротивлением и шагового двигателя с постоянным магнитом.

Помимо этого, мы также можем классифицировать шаговые двигатели как униполярные и биполярные в зависимости от типа обмотки статора.

• Биполярный шаговый двигатель: Катушки статора в этом типе двигателя не имеют общего провода. Привод этого типа шагового двигателя отличается и сложен, а схема управления не может быть легко спроектирована без микроконтроллера.
• Униполярный шаговый двигатель: В этом типе шагового двигателя мы можем взять центральное ответвление обеих фазных обмоток на общую землю или на общую мощность, как показано ниже. Это упрощает управление двигателями, также существует много типов униполярных шаговых двигателей.



Режимы работы шагового двигателя

Поскольку статор шагового режима состоит из разных пар катушек, каждую пару катушек можно возбуждать множеством различных методов, что позволяет управлять режимами во многих различных режимах.Ниже приведены общие классификации

Полный шаговый режим

В режиме полного шага возбуждения мы можем добиться полного вращения на 360 ° с минимальным количеством оборотов (шагов). Но это приводит к меньшей инерции, а также вращение не будет плавным. Есть еще две классификации в режиме полного шага возбуждения, это с пошаговым режимом с одной фазой и двумя фазами .

1. Однофазное пошаговое или волновое пошаговое выполнение: В этом режиме только одна клемма (фаза) двигателя будет находиться под напряжением в любой момент времени.Он имеет меньшее количество ступеней и, следовательно, может обеспечить полное вращение на 360 °. Поскольку количество шагов меньше, ток, потребляемый этим методом, также очень низкий. В следующей таблице показана последовательность сигналов для 4-фазного шагового двигателя

.

Шаг	1 этап	Фаза 2	Этап 3	Этап 4
1	1	0	0	0
2	0	1	0	0
3	0	0	1	0
4	0	0	0	1

2.Двухэтапное включение: Как видно из названия, в этом методе две фазы будут одной. Он имеет такое же количество шагов, как и волновой, но поскольку одновременно возбуждаются две катушки, он может обеспечить лучший крутящий момент и скорость по сравнению с предыдущим методом. Хотя с одной стороны, этот метод потребляет больше энергии.

Шаг	Фаза 1	Фаза 2	Фаза 3	Фаза 4
1	1	1	0	0
2	0	1	1	0
3	0	0	1	1
4	1	0	0	1

Полушаговый режим

Полушаговый режим представляет собой комбинацию однофазного и двухфазного режимов.Эта комбинация поможет нам преодолеть вышеупомянутый недостаток обоих режимов.

Как вы, возможно, догадались, поскольку мы комбинируем оба метода, нам нужно выполнить 8 шагов в этом методе, чтобы получить полное вращение. Последовательность переключения для 4-фазного шагового двигателя показана ниже

Шаг	Фаза 1	Фаза 2	Фаза 3	Этап 4
1	1	0	0	0
2	1	1	0	0
3	0	1	0	0
4	0	1	1	0
5	0	0	1	1
6	0	0	0	1
7	1	0	0	1
8	1	0	0	0

Микрошаговый режим

Микрошаговый режим — это комплекс всего, но он обеспечивает очень хорошую точность наряду с хорошим крутящим моментом и плавной работой.В этом методе катушка будет возбуждена двумя синусоидальными волнами, разнесенными на 90 °. Таким образом, мы можем контролировать направление и амплитуду тока, протекающего через катушку, что помогает нам увеличить количество шагов, которые двигатель должен сделать за один полный оборот. Микрошаговый режим может достигать 256 шагов, чтобы сделать одно полное вращение, это заставляет двигатель вращаться быстрее и плавнее.

Как использовать шаговый двигатель

Хватит скучной теории, допустим, кто-то дает вам шаговый двигатель, например, знаменитый 28-BYJ48, и вам действительно интересно, как он заработает.К этому времени вы бы поняли, что невозможно заставить эти двигатели вращаться, просто запитав их от источника питания, так как бы вы это сделали?

Давайте взглянем на этот шаговый двигатель 28-BYJ48 .



Ладно, в отличие от обычного двигателя постоянного тока, из этого выходят пять проводов всех причудливых цветов, и почему это так? Чтобы понять это, мы должны сначала узнать, как работает степпер, о котором мы уже говорили. Прежде всего, шаговые двигатели не вращают , они шаговые, поэтому их также называют шаговыми двигателями .Это означает, что они будут двигаться только на один шаг за раз. В этих двигателях присутствует последовательность катушек, и эти катушки должны быть запитаны определенным образом, чтобы двигатель вращался. Когда на каждую катушку подается питание, двигатель делает шаг, и последовательность подачи энергии заставляет двигатель делать непрерывные шаги, заставляя его вращаться. Давайте посмотрим на катушки, присутствующие внутри двигателя, чтобы точно знать, откуда берутся эти провода.

Как вы можете видеть, двигатель имеет однополярную 5-выводную катушку .Есть четыре катушки, на которые нужно подавать напряжение в определенной последовательности. На красные провода будет подано + 5 В, а остальные четыре провода будут заземлены для запуска соответствующей катушки. Мы используем любой микроконтроллер, чтобы запитать эти катушки в определенной последовательности и заставить двигатель выполнять необходимое количество шагов. Опять же, есть много последовательностей, которые вы можете использовать, обычно используется 4-шаговый , а для более точного управления также может использоваться 8-шаговый элемент . Таблица последовательности для 4-ступенчатого управления приведена ниже.

Шаг	Катушка под напряжением
Шаг 1	А и В
Шаг 2	B и C
Шаг 3	C и D
Шаг 4	D и

Итак, почему этот мотор называется 28-BYJ48 ? Шутки в сторону!!! Я не знаю.У этого двигателя нет никаких технических причин для такого названия; Возможно, нам не стоит углубляться в это. Давайте посмотрим на некоторые важные технические данные, полученные из таблицы данных этого двигателя на картинке ниже.

Это голова, полная информации, но нам нужно взглянуть на несколько важных, чтобы знать, какой тип шагового двигателя мы используем, чтобы мы могли его эффективно программировать. Сначала мы знаем, что это шаговый двигатель 5 В, поскольку мы запитываем красный провод напряжением 5 В.Кроме того, мы знаем, что это четырехфазный шаговый двигатель, поскольку в нем было четыре катушки. Теперь передаточное число равно 1:64. Это означает, что вал, который вы видите снаружи, сделает один полный оборот только в том случае, если двигатель внутри вращается 64 раза. Это связано с шестернями, которые соединены между двигателем и выходным валом, эти шестерни помогают увеличить крутящий момент.

Еще одна важная информация, на которую следует обратить внимание, — это угол шага : 5,625 ° / 64. Это означает, что двигатель при работе в 8-ступенчатой ​​последовательности будет двигаться на 5.625 градусов для каждого шага, и потребуется 64 шага (5,625 * 64 = 360), чтобы совершить один полный оборот.

Расчет шагов на оборот для шагового двигателя

Важно знать, как рассчитать количество шагов на оборот для вашего шагового двигателя, потому что только тогда вы сможете эффективно программировать / управлять им.

Предположим, что мы будем работать с двигателем в 4-х шаговой последовательности, поэтому угол шага будет 11,25 °, поскольку он составляет 5,625 ° (указано в таблице данных) для 8-шаговой последовательности, он будет 11.25 ° (5,625 * 2 = 11,25).

  Шагов на оборот = 360 / угол шага 
  Здесь 360 / 11,25 = 32 шага на оборот.  

Зачем нужны модули драйверов для шаговых двигателей?

Большинство шаговых двигателей работают только с помощью модуля драйвера. Это связано с тем, что модуль контроллера (микроконтроллер / цифровая схема) не сможет обеспечить достаточный ток от своих контактов ввода / вывода для работы двигателя. Поэтому мы будем использовать внешний модуль, например модуль ULN2003 , в качестве драйвера шагового двигателя .Существует много типов модулей драйвера, и номинальные характеристики одного будут меняться в зависимости от типа используемого двигателя. Основным принципом для всех модулей драйверов будет обеспечение достаточного тока для работы двигателя. Кроме того, существуют также модули драйверов, в которых заранее запрограммирована логика, но мы не будем обсуждать это здесь.

Если вам интересно узнать , как вращать шаговый двигатель с помощью микроконтроллера и микросхемы драйвера, то мы рассмотрели много статей о его работе с различными микроконтроллерами:

Теперь я считаю, что у вас достаточно информации, чтобы управлять любым шаговым двигателем, который вам нужен для вашего проекта.Давайте посмотрим на преимущества и недостатки шаговых двигателей.

Преимущества шаговых двигателей

Одним из основных преимуществ шагового двигателя является то, что он имеет отличное управление положением и, следовательно, может использоваться для точного управления. Кроме того, он имеет очень хороший удерживающий момент, что делает его идеальным выбором для робототехники. Считается, что шаговые двигатели имеют более продолжительный срок службы, чем обычные двигатели постоянного тока или серводвигатели.

Недостатки шаговых двигателей

Как и все двигатели, шаговые двигатели также имеют свои недостатки: они вращаются небольшими шагами и не могут достичь высоких скоростей.Также он потребляет энергию для удержания крутящего момента, даже когда он идеален, что увеличивает потребление энергии.

,

Насколько точен микрошаг на самом деле?

Шаговые двигатели

делят полный оборот на сотни дискретных шагов, что делает их идеальными для точного управления движениями, будь то в автомобилях, роботах, 3D-принтерах или станках с ЧПУ. Большинство шаговых двигателей, которые вы встретите в проектах DIY, 3D-принтерах и небольших станках с ЧПУ, представляют собой биполярные двухфазные гибридные шаговые двигатели с 200 или — в варианте с высоким разрешением — с 400 шагами на оборот. В результате получается угол шага 1,8 °, соответственно 0.9 °.

Можете ли вы увеличить разрешение этого шагового двигателя?

В каком-то смысле шаги — это пиксели движения, и зачастую данного физического разрешения недостаточно. Жесткое переключение катушек шагового двигателя в полношаговый режим (волновой режим) заставляет двигатель перескакивать из одного положения шага в другое, что приводит к перерегулированию, пульсации крутящего момента и вибрациям. Кроме того, мы хотим увеличить разрешение шагового двигателя для более точного позиционирования. В современных драйверах шаговых двигателей используется микрошаговый метод управления, который сжимает произвольное количество микрошагов на каждом полном шаге шагового двигателя, что заметно снижает вибрации и (предположительно) увеличивает разрешение и точность шагового двигателя.

С одной стороны, микрошаги — это действительно шаги, которые шаговый двигатель может физически выполнять даже под нагрузкой. С другой стороны, они обычно не повышают точность позиционирования шагового двигателя. Микрошаг обязательно вызовет путаницу. Эта статья посвящена тому, чтобы немного прояснить это, и, поскольку это очень зависит от драйвера, я также сравняю возможности микрошага обычно используемых драйверов двигателей A4988, DRV8825 и TB6560AHQ.

Микрошаг

Символ биполярного шагового двигателя

В гибридном шаговом двигателе драйвер двигателя с микрошагом регулирует ток в обмотках статора, чтобы установить ротор с постоянным магнитом в промежуточное положение между двумя последовательными полными шагами.Затем полный шаг делится на несколько микрошагов, и каждый микрошаг достигается двумя токами катушки.

Многие старые драйверы промышленных двигателей имеют только 4 микрошага (четвертьшаговый режим), но сегодня обычно встречаются 16, 32 и даже 256 микрошагов на полный шаг. Если раньше у нас был шаговый двигатель с 200 шагами на оборот, то теперь у нас есть 51 200 шагов на оборот. Теоретически.

Символический пример шага на четверть биполярного шагового двигателя. Постепенные изменения тока и поля на каждом микрошаге приводят к тому, что ротор устанавливается в промежуточное положение.Ужасающе упрощенный.

На практике мы все еще имеем дело с драйверами с разомкнутым контуром, что означает, что драйвер мотора не знает точного углового положения вала мотора и не исправляет отклонения. Трение, собственный фиксирующий момент двигателя и, что самое поразительное, внешняя нагрузка, действующая на ротор, останутся незамеченными водителем. Не замыкая цикл через энкодер и более сложный специальный драйвер, лучшее, что мы можем предположить, это то, что двигатель будет где-то на ± 2 полных шага (да, это плохо) около своего целевого положения, которое является максимальным отклонением перед ротором. защелкивается в неправильном положении полного шага, что приводит к потере шага.

Приращение крутящего момента от одного микрошага к другому — регулируемое безжалостной тригонометрией — составляет лишь часть динамического крутящего момента двигателя. Чтобы гарантировать, что вал двигателя действительно устанавливается в пределах +/- 1 микрошага, нам также необходимо соответственно снизить нагрузку. Превышение этого меньшего инкрементного крутящего момента не приведет к потере шага, но вызовет такую ​​же абсолютную ошибку позиционирования до ± 2 полных шагов. В таблице ниже показаны разрушительные отношения.

Микрошагов на полный шаг	Приращение удерживающего момента за микрошаг
1	100%
2	70.71%
4	38,27%
8	19,51%
16	9,80%
32	4,91%
64	2,45%
128	1,23%
256	0,61%

Источник: Техническое примечание шагового двигателя: Микрошаговые мифы и реальность от Micromo

Хорошая новость заключается в том, что до тех пор, пока мы используем достаточно мощный привод двигателя, и если мы не превысим этот инкрементный крутящий момент, будь то из-за внешней нагрузки или внутренней инерции двигателя, единственный теоретический предел для достижения микрошаговой точности позиционирования. — внутреннее трение двигателя и момент фиксации.Эти значения сильно зависят от типа двигателя, но, как правило, являются довольно низкими (почти незначительными) значениями. Например, двигатель, используемый в следующем испытании, имеет фиксирующий момент 200 г см. Это всего лишь 5% от удерживающего момента в 4000 г / см. Согласно приведенной выше таблице, этот двигатель должен обеспечивать точное позиционирование с точностью до 16 микрошагов на шаговый драйвер.

Итак, применима ли эта теория? И все ли драйверы микрошаговых двигателей обеспечивают одинаковую производительность с точки зрения точности позиционирования микрошагов? Недавно у меня была возможность протестировать несколько драйверов для одного проекта, и результаты меня весьма удивили.

Тестовая установка

Для испытательной установки я позаимствовал красную лазерную указку из своего ИК-термометра и прикрепил ее к двигателю с помощью 3D-печатного приспособления. Крепление для зеркала, напечатанное на 3D-принтере, прикрепляет первое поверхностное зеркало к валу двигателя и имеет два рычага длиной 100 мм каждый для нагружения двигателя заданной массой. Для испытания под нагрузкой я прикрепил к одному рычагу груз массой 100 г, в результате чего через рычаг был получен момент нагрузки 1000 г / см. Это четверть удерживающего момента двигателя, использованного в этом тесте: A Wantai 42BYGHW609 с 1.7 А на фазу, крутящий момент 4000 г см и 200 шагов на оборот.

Испытательная установка без нагрузки, пар для потрясающих лазерных эффектов.

Испытательная установка с загрузкой 1000 г см.

Я установил двигатель в сборе на жесткий подоконник и расположил его так, чтобы точка лазерного указателя проецировалась через комнату на карманный правил, прикрепленный к противоположной стене, примерно в 6 метрах от него. Оптический рычаг увеличивает ступеньки для точных показаний. Первоначально я планировал просто записывать показания вручную, но затем быстро понял, что написание небольшого сценария обработки изображений Java для извлечения показаний из фотографий может быть выполнено за очень короткое время.Итак, к моей тестовой электронике — Arduino и RAMPS 1.4 — была подключена цифровая зеркальная камера, которая запускалась для получения показаний положения. Я, конечно, должен был направить лазер на чистую белую стену рядом с линейкой, но простой порог на красном канале хорошо справился с точным выделением ярко-красного лазерного пятна с линейки. По показаниям на линейке и расстоянию на стене я позже рассчитал угловое положение вала двигателя.

Угловое положение двигателя получается с помощью arctan (dy / dx) / 2

Отладочный вывод программы CV

Все драйверы шаговых двигателей были протестированы в их 16 микрошаговых режимах на полный шаг.Перед измерением шаговый двигатель приводился в фиксированное положение полного шага, а зеркало выравнивалось по лучу, перпендикулярному стене. Затем выполнялось 16 микрошагов в одном направлении с запуском камеры после каждого шага. После этого было выполнено 16 микрошагов в обратном направлении, в результате чего шаговый двигатель вернулся в исходное положение. Опять же, камера срабатывала после каждого шага. Измерение положения в обоих направлениях должно позволить мне получить представление о смягченном люфте двигателя (если он есть), но привело к более интересным выводам, чем ожидалось.Эта последовательность испытаний была выполнена для каждого водителя, как разгруженного, так и нагруженного 1000 г / см3. Более сильные драйверы вызвали небольшой выброс во время нагрузочных тестов, поэтому им было дано время отдохнуть, прежде чем была сделана фотография.

Стоит отметить, что все следующие результаты получены для одного и того же двигателя и одного и того же физического шага двигателя для обеспечения сопоставимости. Ничего не усреднялось и не обрабатывалось иным образом, кроме расчета угла положения вала. Однако все тесты проводились несколько раз на разном оборудовании (т.е.е. та же микросхема драйвера, но разные коммутационные платы из разных источников), чтобы гарантировать корректность результатов. Даже необычные результаты (например, DRV8825) можно было воспроизвести на разных настройках. Имейте в виду, что следующие графики могут создать ложное впечатление о непрерывном измерении во времени. На самом деле они показывают серию дискретных измерений в точках на оси x, и только линейный график должен упростить просмотр нелинейностей с первого взгляда.

Аллегро A4988

Allegro A4988 на коммутационной плате с шаговым драйвером, подобной Pololu, показал лучшие результаты как без нагрузки, так и под нагрузкой.Несмотря на то, что он выдает только 1 А на фазу, он достиг очень линейных, равномерно разнесенных микрошагов в ненагруженном тесте с небольшими, но воспроизводимыми отклонениями от идеального положения в пределах ± 1 микрошага. Интересно, что A4988 показывает наибольшее отклонение в положении полушага.

Шаги с 1 по 16 идут в положительном направлении, шаги с 17 по 32 — в отрицательном.

Неудивительно, что положение вала заметно отклоняется под нагрузкой: более половины полного шага. Вот и мечта о бесконечном разрешении.Однако график также показывает, что положения полного шага не защищены от этого отклонения, даже если они поддерживаются небольшим крутящим моментом двигателя.

Texas Instruments DRV8825

Texas Instruments DRV8825 на коммутационной плате с шаговым драйвером, подобной Pololu, показал худшие результаты. Я повторил измерения несколько раз с разными коммутационными платами из разных источников, все они дали кривые, почти идентичные этой. Однако, поскольку драйвер способен обеспечивать более высокий ток 2.2 А к двигателю, он показывает значительно меньший прогиб под нагрузкой в ​​положениях полного и полушага.

Шаги с 1 по 16 идут в положительном направлении, шаги с 17 по 32 идут в отрицательном направлении.

Как загруженный, так и разгруженный, DRV8825 работает хорошо, пока не достигнет полутона. Затем он переходит почти к следующему положению полного шага за один микрошаг. В обратном направлении он снова работает хорошо, пока не достигнет полушага — на этот раз во второй половине полного шага — прежде чем он вернется в исходное положение полного шага.Такое поведение сложно объяснить. По крайней мере, недостатки в цепи измерения тока двигателя должны более равномерно влиять на позиционирование. Я уверен, что читатели Hackaday могут внести свой вклад в объяснение, подтверждение или опровержение такого поведения DRV8825 или, возможно, указать на недостатки в измерительной установке, которые могли стать причиной таких результатов.


Toshiba TB6560AHQ

Признаюсь, я не ожидал многого от дешевой красной платы драйвера ST6560T4 с четырьмя каналами драйверов двигателя Toshiba TB6560AHQ 3A, но это отличная ИС для драйвера, и она показала себя на удивление хорошо.Для этого теста драйверы были настроены на 2,25 А и достигли хорошей линейности на протяжении всей последовательности микрошагов с отклонением ± 2 микрошага в ненагруженном состоянии.

Шаги с 1 по 16 в положительном направлении, шаги с 17 по 32 в отрицательном направлении.

Однако в верхнем положении полного шага наблюдались воспроизводимые нелинейности, которые A4988 не демонстрировал, а поведение TB6560AHQ под нагрузкой заметно отличается от поведения в режиме ожидания. Также удивительно, что двигатель отклоняется под нагрузкой более чем на половину полного шага, поскольку более высокий ток должен увеличивать крутящий момент двигателя, как и в случае с DRV8825.

Заключение

Я надеюсь, что эта запись и результаты измерений помогут вам в принятии дизайнерских решений и при работе с этими очень распространенными драйверами. Я проводил эти тесты для довольно узкого приложения, и их не следует слишком обобщать. Хотя смею заключить следующее:

Шаговые двигатели

в более тяжелых станках, таких как фрезерные станки с ЧПУ, которые используют микрошаговый режим с разомкнутым контуром, в основном выигрывают от уменьшения вибрации и более низкой пульсации крутящего момента в микрошаговом режиме.Они не могут полагаться на микрошаг как средство повышения точности позиционирования (по крайней мере, без сохранения большого запаса крутящего момента), поскольку нагрузка может все же отклонить положение оси более чем на полный шаг.

Тем не менее, небольшие и легкие приложения с низкой нагрузкой и низким трением действительно могут прибегать к микрошагу как дешевому трюку, чтобы выжать большую точность из стандартного шагового двигателя. Даже с дешевым слаботочным приводом двигателя, если смотреть на очень хорошо работающий A4988, возможно точное угловое позиционирование, пока нагрузка остается низкой, в идеале в пределах увеличивающегося крутящего момента микрошага.

Как всегда, я буду рад услышать ваши мысли, мнения и опыт по теме этой публикации. Что происходит с моими DRV8825? На какие драйверы шагового двигателя вы полагаетесь чаще всего? Дайте нам знать об этом в комментариях!

,

Типы, работа и применение

Шаговый двигатель — это электромеханическое устройство, которое преобразует электрическую энергию в механическую. Кроме того, это бесщеточный синхронный электродвигатель, который может разделить полный оборот на большое количество шагов. Положение двигателя можно точно контролировать без какого-либо механизма обратной связи, если двигатель точно рассчитан для конкретного применения. Шаговые двигатели аналогичны вентильным реактивным двигателям.

Шаговый двигатель использует теорию работы магнитов, чтобы заставить вал двигателя вращаться на точное расстояние при подаче электрического импульса.У статора восемь полюсов, а у ротора — шесть. Ротору потребуется 24 импульса электричества, чтобы переместить 24 ступени на один полный оборот. Другими словами, ротор будет перемещаться точно на 15 ° за каждый электрический импульс, который получает двигатель.


Шаговый двигатель

Типы шаговых двигателей:

Существует три основных типа шаговых двигателей:

1. Шаговый двигатель с постоянным магнитом
2. Гибридный синхронный шаговый двигатель
3. Шаговый двигатель с переменным магнитным сопротивлением

Шаговый двигатель с постоянным магнитом : Двигатели с постоянными магнитами используют постоянный магнит (PM) в роторе и работают за счет притяжения или отталкивания между PM ротора и электромагнитами статора.

Шаговый двигатель с переменным сопротивлением: Двигатели с регулируемым сопротивлением (VR) имеют ротор из гладкого железа и работают по принципу, согласно которому минимальное сопротивление достигается при минимальном зазоре, следовательно, точки ротора притягиваются к полюсам магнита статора.

Гибридный синхронный шаговый двигатель: Гибридные шаговые двигатели названы так потому, что в них используется комбинация методов постоянного магнита (PM) и переменного магнитного сопротивления (VR) для достижения максимальной мощности в небольшом корпусе.




Преимущества шагового двигателя:

1. Угол поворота двигателя пропорционален входному импульсу.
2. Двигатель имеет полный крутящий момент в состоянии покоя.
3. Точное позиционирование и повторяемость движения, поскольку хорошие шаговые двигатели имеют точность 3-5% шага, и эта ошибка не накапливается от одного шага к другому.
4. Отличная реакция на пуск, остановку и движение задним ходом.
5. Очень надежен, так как в моторе нет контактных щеток.Следовательно, срок службы двигателя просто зависит от срока службы подшипника.
6. Реакция двигателя на цифровые входные импульсы обеспечивает управление без обратной связи, что упрощает управление двигателем и снижает его стоимость.
7. Можно достичь очень низкоскоростного синхронного вращения с нагрузкой, непосредственно связанной с валом.
8. Может быть реализован широкий диапазон скоростей вращения, поскольку скорость пропорциональна частоте входных импульсов.

Применения:

1. Промышленные машины — Шаговые двигатели используются в автомобильных датчиках и станках для автоматизированного производственного оборудования.
2. Security — новые продукты наблюдения для индустрии безопасности.
3. Медицинское оборудование — Шаговые двигатели используются в медицинских сканерах, пробоотборниках, а также в цифровой стоматологической фотографии, жидкостных насосах, респираторах и оборудовании для анализа крови.
4. Бытовая электроника — Шаговые двигатели в камерах для автоматической фокусировки и масштабирования цифровых камер.

А также есть приложения для бизнес-машин, приложения для компьютерной периферии.

Работа шагового двигателя:

Шаговые двигатели работают иначе, чем щеточные двигатели постоянного тока, которые вращаются при подаче напряжения на их клеммы. Шаговые двигатели, с другой стороны, фактически имеют несколько зубчатых электромагнитов, расположенных вокруг куска железа в форме центральной шестерни. Электромагниты получают питание от внешней схемы управления, например, микроконтроллера.

Схема шагового двигателя

Чтобы заставить вал двигателя вращаться, сначала на один электромагнит подается мощность, которая заставляет зубья шестерни магнитно притягиваться к зубцам электромагнита.В момент, когда зубья шестерни совмещены с первым электромагнитом, они слегка смещены относительно следующего электромагнита. Поэтому, когда следующий электромагнит включается, а первый выключается, шестерня слегка поворачивается, чтобы выровняться со следующей, и оттуда процесс повторяется. Каждое из этих небольших поворотов называется шагом, при котором целое число шагов совершает полный оборот. Таким образом, мотор можно вращать с помощью точного. Шаговые двигатели не вращаются постоянно, они вращаются ступенчато.На статоре закреплены 4 катушки с углом между собой 90 ^o . Подключение шагового двигателя определяется способом соединения катушек. В шаговом двигателе катушки не соединены. Двигатель имеет шаг вращения 90, ^— , при этом на катушки подается питание в циклическом порядке, определяющем направление вращения вала. Работа этого двигателя отображается с помощью переключателя. Катушки активируются последовательно с интервалом в 1 секунду. Вал вращается на 90 ^o каждый раз, когда активируется следующая катушка.Его крутящий момент на низкой скорости будет напрямую зависеть от тока.

Управление шаговым двигателем с помощью изменяющихся тактовых импульсов

Схема управления шаговым двигателем — это простая и недорогая схема, в основном используемая в приложениях с низким энергопотреблением. Схема, представленная на рисунке, состоит из 555 таймеров IC как стабильного мультивибратора. Частота рассчитывается с использованием приведенного ниже соотношения:

Частота = 1 / T = 1,45 / (RA + 2RB) C, где RA = RB = R2 = R3 = 4,7 кОм и C = C2 = 100 мкФ.

Управление шаговым двигателем путем изменения тактовых импульсов

Выход таймера используется в качестве тактового сигнала для двух двойных триггеров 7474 «D» (U4 и U3), сконфигурированных как счетчик звонков.При первоначальном включении питания устанавливается только первый триггер (т. Е. Выход Q на выводе 5 U3 будет на логической «1»), а остальные три триггера сбрасываются (т. Е. Выход Q находится в логической 0). При получении тактового импульса выход логической «1» первого триггера смещается на второй триггер (вывод 9 U3). Таким образом, выход логической 1 продолжает циклически сдвигаться с каждым тактовым импульсом. Выходы Q всех четырех триггеров усиливаются решетками транзисторов Дарлингтона внутри ULN2003 (U2) и подключаются к обмоткам шагового двигателя оранжевого, коричневого, желтого, черного цветов на 16, 15, 14, 13 ULN2003, а красный — на + ve поставка.

Общая точка обмотки подключена к источнику постоянного тока +12 В, который также подключен к выводу 9 ULN2003. Цветовой код, используемый для обмоток, может варьироваться от производителя к производителю. При включении питания управляющий сигнал, подключенный к контакту SET первого триггера и контактам CLR трех других триггеров, становится активным ‘низким’ (из-за схемы включения питания при сбросе, сформированной R1- Комбинация C1), чтобы установить первый триггер и сбросить остальные три триггера. При сбросе Q1 IC3 становится «высоким», а все остальные выходы Q становятся «низкими».Внешний сброс может быть активирован нажатием переключателя сброса. Нажав переключатель сброса, вы можете остановить шаговый двигатель. Двигатель снова начинает вращаться в том же направлении, если отпустить переключатель сброса.

Теперь у вас есть представление о типах супермоторов и их применении. Если у вас есть какие-либо вопросы по этой теме или электрические и электронные проекты, оставьте комментарии ниже.

Фото:

.

Шаговые двигатели и приводы, что такое полный шаг, полушаг и микрошаг?

Полный шаг и полушаг

Шаговые приводы управляют тем, как работает шаговый двигатель, есть три обычно используемых режима возбуждения для шаговых двигателей: полный шаг, полушаг и микрошаг. Эти режимы возбуждения влияют как на рабочие характеристики, так и на крутящий момент двигателя.

Шаговый двигатель преобразует электронные сигналы в механическое движение каждый раз, когда на двигатель подается входящий импульс.Каждый импульс перемещает вал с фиксированными приращениями. Если шаговый двигатель имеет разрешение шага 1,8 °, то для того, чтобы вал совершил один полный оборот в режиме полного шага, шаговый двигатель должен получить 200 импульсов, 360 ° ÷ 1,8 = 200.

Есть два типа полноступенчатых режимов возбуждения.

При однофазном включении — полном шаге, рис. 1, двигатель работает только с одной фазой, находящейся под напряжением одновременно. Этот режим требует наименьшего количества энергии от драйвера из всех режимов возбуждения.

При двухфазном включении — полном шаге, рис. 2, двигатель работает с обеими фазами, запитанными одновременно. Этот режим обеспечивает улучшенные характеристики крутящего момента и скорости. Двухфазное включение обеспечивает на 30-40% больше крутящего момента, чем однофазное, однако требует от привода вдвое большей мощности.



Полушаговый режим возбуждения представляет собой комбинацию однофазного режима и двухфазного полного шага. В результате получается половина основного угла шага. Этот меньший угол шага обеспечивает более плавную работу из-за повышенного разрешения угла.

Полушаг создает примерно на 15% меньший крутящий момент, чем двухфазный полный шаг, однако модифицированный половинный шаг устраняет уменьшение крутящего момента за счет увеличения тока, подаваемого на двигатель, когда одна фаза активирована. См. Рис. 3

Микрошаговый для большего контроля и более плавной работы

Microstepping может разделить базовый шаг двигателя до 256 раз, уменьшая маленькие шаги. В микроприводе используются две синусоиды тока, разнесенные на 90 °, что идеально подходит для обеспечения плавной работы двигателя.Вы заметите, что двигатель работает тихо и без каких-либо заметных шагов.

За счет управления направлением и амплитудой тока, протекающего в каждой обмотке, разрешение увеличивается, а характеристики двигателя улучшаются, обеспечивая меньшую вибрацию и более плавную работу. Поскольку синусоиды работают вместе, существует плавный переход от одной обмотки к другой. Когда ток увеличивается в одном, он уменьшается в другом, что приводит к плавному переходу на шаг и поддержанию выходного крутящего момента.См. Рис. 4

Ознакомьтесь с нашими последними новинками шаговых двигателей и микроконтроллеров Sanyo Denki, а также других отличных диапазонов от следующих брендов.

Ключевые производители шаговых двигателей доступны от RS


Пример продукта: (535-0401)


Пример продукта: (829-3525)


Пример продукта: (044-0262)


Пример продукта: (877-7247)


Пример продукта: (337-3727)


Пример продукта: (793-4127)

,