Arduino – Controle de Motor de Passo por Encoder Rotativo

Bem-vindo a mais um artigo aqui na EletronWorld. Hoje vamos efetuar a configuração e programação de um motor de passo junto a um encoder rotativo. Para fazer isso, além do Arduino, irei utilizar os componentes a seguir.

Um Típico motor de passo, comumente vendido pelas lojas de componentes eletrônicos. Que inclusive já vem com o módulo driver ULN2003. Veja na figura abaixo:

Os motores de passo são amplamente utilizados em diversos equipamentos eletrônicos, e basicamente são motores os quais são empregados em situações onde se necessita maior precisão dos movimentos. Isso porque os mesmos permitem o ajuste do ângulo de rotação e controle de velocidade através de sinais de impulsos.

Outro componente utilizado neste tutorial, é um típico encoder. No caso estou utilizando o encoder Keyes KY-040. Basicamente ele converte movimentos rotativos em impulsos elétricos de onda quadrada. O modelo empregado, que também pode ser adquirido facilmente em lojas especializadas na área, possui ainda um botão, que pode ser utilizado ao pressionar o eixo do componente. Veja a figura abaixo:

Por fim ainda, vamos colocar um resistor e um led para testar a funcionalidade do botão embutido junto ao encoder.

Circuito

Nosso objetivo aqui é movimentar o motor de passo através do encoder. O programa irá interpretar e enviar os comandos ao motor de passo. Para isso, iremos utilizar das interrupções no Arduino. Se você ainda não viu, recomendo que faça a leitura do artigo abaixo, que já foi publicado aqui recentemente.

Arduino Interrupções (Em andamento)

Código

// Bibliotecas e Definições
#include "Stepper.h"
const int stepsPerRevolution = 32;

volatile boolean GiroIdentificado;   // Variável para a interrupção
volatile boolean RotDirection;       // Direção rotação encoder

// Terminais de conexão do Encoder
const int PinoCLK = 2;   
const int PinoDT = 3;    
const int PinoSW = 4;    

// Declaração de variáveis utilizadas para a posição e led
int led = 6;    
int RotPosition = 0;    
int PrevPosition;     
int Steps;      

// Configuração do motor de passo
Stepper MotorStepper(stepsPerRevolution, 8, 10, 9, 11);

// Rotina da interrupção
void interrupt ()  {
  delay(4); 
  if (digitalRead(PinoCLK))
    RotDirection = digitalRead(PinoDT);
  else
    RotDirection = !digitalRead(PinoDT);
  GiroIdentificado = true;
}

void setup ()  {
  pinMode(PinoCLK,INPUT);                // Configuração variáveis como entrada
  pinMode(PinoDT,INPUT);  
  pinMode(PinoSW,INPUT);
  digitalWrite(PinoSW, HIGH);            // Resistor de Pull-up para o botão
  attachInterrupt (0,interrupt,FALLING); // Configuração da interrupção
  pinMode(led,OUTPUT);                   // Config. Led como saída
}

void loop ()  {
  MotorStepper.setSpeed(600);
  
  // Teste se o botão for pressionado
  if (!(digitalRead(PinoSW))) {   
    if (RotPosition == 0) {  
    } else {
        // Troca o estado do led
        digitalWrite(led, !digitalRead(led));
        delay(500);
      }
    }

  // Rotina caso o encoder seja rotacionado
  if (GiroIdentificado)  {
    PrevPosition = RotPosition;           // Armazena Posição anterior
    if (RotDirection) {
      RotPosition = RotPosition - 1;}     // Decrementa
    else {
      RotPosition = RotPosition + 1;}     // Incrementa
      
    // Para não repetir loop até nova rotação
    GiroIdentificado = false; 

    // Rotina da direção que o motor irá girar
    // Mover motor CW
    if ((PrevPosition + 1) == RotPosition) { 
      Steps = 50; 
      MotorStepper.step(Steps);
    }
    // Mover motor CCW
    if ((RotPosition + 1) == PrevPosition) { 
      Steps = -50;
      MotorStepper.step(Steps);
    }
  }
}

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// Bibliotecas e Definições

#include "Stepper.h"

const int stepsPerRevolution = 32;

volatile boolean GiroIdentificado; // Variável para a interrupção

volatile boolean RotDirection; // Direção rotação encoder

// Terminais de conexão do Encoder

const int PinoCLK = 2;

const int PinoDT = 3;

const int PinoSW = 4;

// Declaração de variáveis utilizadas para a posição e led

int led = 6;

int RotPosition = 0;

int PrevPosition;

int Steps;

// Configuração do motor de passo

Stepper MotorStepper(stepsPerRevolution, 8, 10, 9, 11);

// Rotina da interrupção

void interrupt () {

delay(4);

if (digitalRead(PinoCLK))

RotDirection = digitalRead(PinoDT);

else

RotDirection = !digitalRead(PinoDT);

GiroIdentificado = true;

}

void setup () {

pinMode(PinoCLK,INPUT); // Configuração variáveis como entrada

pinMode(PinoDT,INPUT);

pinMode(PinoSW,INPUT);

digitalWrite(PinoSW, HIGH); // Resistor de Pull-up para o botão

attachInterrupt (0,interrupt,FALLING); // Configuração da interrupção

pinMode(led,OUTPUT); // Config. Led como saída

}

void loop () {

MotorStepper.setSpeed(600);

// Teste se o botão for pressionado

if (!(digitalRead(PinoSW))) {

if (RotPosition == 0) {

} else {

// Troca o estado do led

digitalWrite(led, !digitalRead(led));

delay(500);

}

// Rotina caso o encoder seja rotacionado

if (GiroIdentificado) {

PrevPosition = RotPosition; // Armazena Posição anterior

if (RotDirection) {

RotPosition = RotPosition - 1;} // Decrementa

else {

RotPosition = RotPosition + 1;} // Incrementa

// Para não repetir loop até nova rotação

GiroIdentificado = false;

// Rotina da direção que o motor irá girar

// Mover motor CW

if ((PrevPosition + 1) == RotPosition) {

Steps = 50;

MotorStepper.step(Steps);

}

// Mover motor CCW

if ((RotPosition + 1) == PrevPosition) {

Steps = -50;

MotorStepper.step(Steps);

}

Arduino – Controle de Motor de Passo por Encoder Rotativo