Como calcular o tempo para gerar passos em motores de passo

A biblioteca do motor de passo do Arduino apresenta o passo completo 2 conforme abaixo:

	Passo completo 1 (Full-step) -Somente uma bobina é energizada a cada passo; -Menor torque; -Pouco consumo de energia; -Maior velocidade.
	Passo completo 2 (Full-step) -Duas bobinas são energizadas a cada passo; -Maior torque; -Consome mais energia que o Passo completo 1; -Maior velocidade.
	Meio passo (Half-step) -A combinação do passo completo1 e do passo completo 2  gera um efeito de meio passo; -Consome mais energia que os passo anteriores; -É muito mais preciso que os passos anteriores; -O torque é próximo ao do Passo completo 2; -A velocidade é menor que as dos passos anteriores.

Fonte: http://www.rogercom.com/pparalela/IntroMotorPasso.htm

Ou seja, apresenta a seguinte sequência para os passos:


Step C0 C1 C2 C3
     1  1  0  1  0
     2  0  1  1  0
     3  0  1  0  1
     4  1  0  0  1

Fonte: Biblioteca Stepper Motor do Arduino

Neste caso temos sempre 2 bobinas acionadas, o que consome mais energia durante o funcionamento. Para evitar este consumo é preciso reduzir os passos ao passo completo 1:

Step C0 C1 C2 C3
     1  1  0  0  0
     2  0  1  0  0
     3  0  0  1  0
     4  0  0  0  1

Mas para isso se faz necessário a criação de um programa de passos para acionamento do motor, conforme modelo abaixo:

/* Este código permite o passo de 1 motor - PASSO 1*/

//motor direito

int motorPin1 = 7;

int motorPin2 = 8;

int motorPin3 = 3;

int motorPin4 = 4;

int tempopasso = 3000;

void setup() {

  //configura os pinos digitais do motor direito

  pinMode(motorPin1, OUTPUT);

  pinMode(motorPin2, OUTPUT);

  pinMode(motorPin3, OUTPUT);

  pinMode(motorPin4, OUTPUT);

  

}

void loop() {

//motor direito

  digitalWrite(motorPin1, HIGH);

  digitalWrite(motorPin2, LOW);

  digitalWrite(motorPin3, LOW);

  digitalWrite(motorPin4, LOW);

  delay (tempopasso);

  digitalWrite(motorPin1, LOW);

  digitalWrite(motorPin2, HIGH);

  digitalWrite(motorPin3, LOW);

  digitalWrite(motorPin4, LOW);

  delay (tempopasso);

  digitalWrite(motorPin1, LOW);

  digitalWrite(motorPin2, LOW);

  digitalWrite(motorPin3, HIGH);

  digitalWrite(motorPin4, LOW);

  delay (tempopasso);

  digitalWrite(motorPin1, LOW);

  digitalWrite(motorPin2, LOW);

  digitalWrite(motorPin3, LOW);

  digitalWrite(motorPin4, HIGH);

  delay (tempopasso);

  } 

O problema está no cálculo do tempo de passo, que não pode ser menor que 10ms. Sabendo os valores máximos de RPM e step do motor, que podem ser obtidos usando o programa stepper_oneStepAtATime (examples - stepper) basta usar a fórmula abaixo para o cálculo:

Exemplo:

RPM = 100

Passos = 48 (Step 7,5º)

Para tanto pode-se construir uma função:

int rpm = 100;

int passos = 48;

int tempo;

tempo passo = rpm/(passos*60)

Com essa função podemos usar todos os tipos de passo (passo 1, 2 e meio passo, basta modificar os HIGH e LOW dos pinos abaixo. O código final fica assim:

/* Este código permite o passo de 1 motor - PASSO 1*/

//motor direito

int motorPin1 = 7;

int motorPin2 = 8;

int motorPin3 = 3;

int motorPin4 = 4;

void setup() {

  //configura os pinos digitais do motor direito

  pinMode(motorPin1, OUTPUT);

  pinMode(motorPin2, OUTPUT);

  pinMode(motorPin3, OUTPUT);

  pinMode(motorPin4, OUTPUT);

  

}

void loop() {

//insere a função

int rpm = 100;

int passos = 48;

int tempopasso = rpm/(passos*60);

  //motor direito

  digitalWrite(motorPin1, HIGH);

  digitalWrite(motorPin2, LOW);

  digitalWrite(motorPin3, LOW);

  digitalWrite(motorPin4, LOW);

  delay (tempopasso);

  digitalWrite(motorPin1, LOW);

  digitalWrite(motorPin2, HIGH);

  digitalWrite(motorPin3, LOW);

  digitalWrite(motorPin4, LOW);

  delay (tempopasso);

  digitalWrite(motorPin1, LOW);

  digitalWrite(motorPin2, LOW);

  digitalWrite(motorPin3, HIGH);

  digitalWrite(motorPin4, LOW);

  delay (tempopasso);

  digitalWrite(motorPin1, LOW);

  digitalWrite(motorPin2, LOW);

  digitalWrite(motorPin3, LOW);

  digitalWrite(motorPin4, HIGH);

  delay (tempopasso);

  }