Les moteurs pas à pas sont des moteurs qui tournent d’un nombre défini de degrés en réponse à une impulsion électronique. Cette méthode permet de contrôler minutieusement la vitesse et l’amplitude de rotation sans utiliser de système de rétroaction. Les moteurs pas à pas sont souvent utilisés dans les lecteurs de disque, les machines-outils et la robotique. Ils sont appréciés pour leur couple élevé à basse vitesse et parce qu’ils ont tendance à être extrêmement fiables dans tous les environnements.
Un moteur pas à pas est essentiellement un cercle d’électro-aimants disposés autour d’un seul aimant permanent, appelé rotor. Une impulsion électrique est envoyée à chaque électro-aimant à tour de rôle, le chargeant. Cela provoque la rotation de l’aimant vers cet électro-aimant. Cet électro-aimant est déchargé, puis une charge est envoyée au suivant. La charge et la décharge des électro-aimants font tourner le rotor à 360 degrés sur son axe. Si les impulsions électroniques sont suffisamment rapides, il en résulte une rotation continue du rotor.
Un mouvement du rotor est appelé un pas. Chaque marche est de la même taille, avec une variation ne dépassant pas 3 à 5 degrés. Comme chaque impulsion est un événement discret, les variations ne s’additionnent pas dans le temps et entraînent une perte importante de précision. Cela signifie que les moteurs pas à pas ne peuvent jamais être à plus de 5 degrés d’une précision parfaite.
La vitesse de rotation du moteur peut être modifiée en faisant varier la fréquence de l’impulsion. Si les impulsions s’arrêtent, comme lorsqu’aucune puissance n’est envoyée au moteur, le rotor s’alignera avec l’aimant le plus proche et y restera. L’attraction entre l’aimant et le métal est suffisante pour empêcher l’arbre de tourner.
Les moteurs pas à pas ont généralement trois modes pas. Le mode pas complet fait que le rotor se déplace d’un pas complet pour chaque impulsion. De nombreux moteurs pas à pas standard font 200 pas, ce qui signifie que chaque impulsion fait bouger le rotor sur 1/200 du cercle de 360 degrés. Un moteur pas à pas standard réglé en mode pas complet tournera donc d’environ 1.8 degrés pour chaque impulsion.
Le mode demi-pas permet à l’opérateur de doubler le nombre de pas par rotation complète. Un moteur standard à 200 pas réglé sur le mode demi-pas aura effectivement 400 pas, car le rotor se déplace d’un demi-pas pour chaque impulsion. Le mode Microstep divise la rotation en étapes encore plus petites. Chaque division d’une impulsion permet une plus grande précision, mais elle fait également perdre au moteur une partie de son couple.