I motori passo-passo sono motori che ruotano di un determinato numero di gradi in risposta a un impulso elettronico. Questo metodo consente di controllare minuziosamente la velocità di rotazione e la grandezza senza utilizzare un sistema di retroazione. I motori passo-passo sono spesso utilizzati nelle unità disco, nelle macchine utensili e nella robotica. Sono apprezzati per la loro coppia elevata a basse velocità e perché tendono ad essere estremamente affidabili in tutti gli ambienti.
Un motore passo-passo è fondamentalmente un cerchio di elettromagneti disposti attorno a un singolo magnete permanente, chiamato rotore. Un impulso di elettricità viene inviato a turno a ciascun elettromagnete, caricandolo. Ciò fa sì che il magnete ruoti verso quell’elettromagnete. Quell’elettromagnete viene scaricato e quindi viene inviata una carica a quello successivo. Caricando e scaricando gli elettromagneti, il rotore ruota di 360 gradi sul proprio asse. Se gli impulsi elettronici sono sufficientemente veloci, si ottiene una rotazione continua del rotore.
Un movimento del rotore è chiamato passo. Ogni gradino ha la stessa dimensione, con una variazione non superiore a 3-5 gradi. Poiché ogni impulso è un evento discreto, le variazioni non si sommano nel tempo e causano una grave perdita di precisione. Ciò significa che i motori passo-passo non possono mai essere a più di 5 gradi di distanza dalla precisione perfetta.
La velocità di rotazione del motore può essere modificata variando la frequenza dell’impulso. Se gli impulsi si fermano, come quando non viene inviata potenza al motore, il rotore si allineerà con il magnete più vicino e rimarrà lì. L’attrazione tra il magnete e il metallo è sufficiente per impedire la rotazione dell’albero.
I motori passo-passo hanno generalmente tre modalità di passo. La modalità passo completo fa sì che il rotore si muova di un passo completo per ogni impulso. Molti motori passo-passo standard sono a 200 passi, il che significa che ogni impulso fa muovere il rotore di 1/200 del cerchio di 360 gradi. Un motore passo-passo standard impostato sulla modalità passo completo ruoterà quindi di circa 1.8 gradi per ogni impulso.
La modalità Half Step consente all’operatore di raddoppiare il numero di passaggi per rotazione completa. Un motore standard da 200 passi impostato sulla modalità mezzo passo avrà effettivamente 400 passi, perché il rotore si muove di mezzo passo per ogni impulso. La modalità Microstep divide la rotazione in passi ancora più piccoli. Ogni divisione di un impulso consente una maggiore precisione, ma fa anche sì che il motore perda parte della sua coppia.