Circuitul driverului pas cu pas

Tehnic circuitul driverului motorului pas cu pas este un circuit de contor binar de decenii. Avantajul acestui circuit este că poate fi utilizat pentru a acționa motoare pas cu pas cu 2-10 trepte. Înainte de a merge mai departe, să discutăm mai multe despre elementele de bază ale motorului pas cu pas.

Numele acestui motor este dat, deoarece rotația arborelui este sub formă de trepte, care este diferită de curent continuu sau orice alt motor. La alte motoare, viteza de rotație, unghiul de oprire nu sunt controlate complet, cu excepția cazului în care este introdus circuitul necesar. Această necontrol este prezentă pentru că momentul de inerție, care este pur și simplu un caracter pentru a porni și opri la comandă fără întârziere. Luați în considerare un motor de curent continuu, odată ce este alimentat, viteza motorului crește încet până când prinde viteza nominală. Acum, dacă se pune o sarcină pe motor, viteza scade peste valoarea nominală și, dacă sarcina este crescută, viteza scade și mai mult. Acum, dacă alimentarea este oprită, motorul nu se oprește imediat, deoarece va avea un moment de inerție, se oprește încet. Acum considerați că acesta este un caz într-o imprimantă, ieșirea hârtiei nu se oprește la timp,pierdem hârtie de fiecare dată când începem și ne oprim. Trebuie să așteptăm ca motorul să aleagă viteza și timpul necesar se pierde hârtia. Acest lucru este inacceptabil pentru majoritatea sistemelor de control, deci pentru a rezolva acest tip de probleme folosim motoare pas cu pas.

Motorul pas cu pas nu funcționează la alimentare constantă. Poate fi lucrat doar pe impulsuri de putere comandate și comandate. Înainte de a merge mai departe, trebuie să vorbim despre motoarele pas cu pas UNIPOLAR și BIPOLAR. Așa cum se arată în figură într-un motor pas cu pas UNIPOLAR putem prelua atingerile centrale ale înfășurărilor de fază pentru un teren comun sau pentru o putere comună. În primul caz, putem lua alb-negru pentru un teren comun sau putere. În cazul în care 2 negru este considerat un lucru comun. În cazul 3 portocaliu negru roșu galben toate se reunesc pentru un teren comun sau putere.

În motorul pas cu pas BIPOLAR avem capete de fază și nicio priză centrală și astfel vom avea doar patru terminale. Conducerea acestui tip de motor pas cu pas este diferită și complexă și, de asemenea, circuitul de conducere nu poate fi proiectat cu ușurință fără un microcontroler.

Circuitul pe care l-am proiectat aici poate fi utilizat numai pentru motoare pas cu pas de tip UNIPOLAR.

Pulsarea puterii motorului pas cu pas UNIPOLAR va fi discutată în explicația circuitului.

Componentele circuitului

• +9 la +12 tensiune de alimentare
• 555 IC
• Rezistențe 1KΩ, 2K2Ω
• Pot de 220KΩ sau rezistor variabil
• Condensator 1µF, condensator 100µF (nu este obligatoriu, conectat în paralel cu puterea)
• 2N3904 sau 2N2222 (numărul de piese depinde de tipul de stepper dacă este vorba de 2 trepte, avem nevoie de 2, dacă este vorba de patru trepte, avem nevoie de patru)
• 1N4007 (numărul de diode este egal cu numărul de tranzistoare)
• CD4017 IC,.

Schema și explicația circuitului driverului motorului pas cu pas

Figura prezintă schema circuitului șoferului motorului cu două trepte. Acum, așa cum se arată în diagrama circuitului, circuitul 555 aici este pentru a genera ceasul sau unda pătrată. Frecvența generării ceasului în acest caz nu poate fi menținută constantă, așa că trebuie să obținem viteză variabilă pentru motorul pas cu pas. Pentru a obține această viteză variabilă o oală sau o presetare este ritm în serie cu 1K rezistor în ramură între 6 - ^lea și 7 - ^lea pini. Pe măsură ce potul variază, rezistența în ramură se schimbă și astfel frecvența ceasului generată de 555.

În figură, cel mai important lucru este doar a treia formulă. Puteți vedea că frecvența este invers legată de R2 (care este 1K + 220k POT în circuit). Deci, dacă R2 crește, frecvența scade. Deci, dacă potul este reglat pentru a crește rezistența în ramură, frecvența ceasului scade.

Ceasul generat de temporizatorul 555 este alimentat la contorul DECADE BINARY. Acum, contorul binar de deceniu contează numărul de impulsuri alimentate la ceas și lasă ieșirea pinului corespunzătoare să crească. De exemplu, dacă numărul de evenimente este 2, atunci pinul Q1 al contorului va fi mare, iar dacă 6 este numărat, pinul Q5 va fi mare. Acest lucru este similar cu contorul binar, cu toate acestea numărarea va fi în zecimal (adică 1 2 3 4 __ 9), deci dacă numărul este șapte, numai pinul Q6 va fi mare. În contorul binar Q0, Q1 și Q2 (1 + 2 + 4) pinii vor fi mari. Aceste ieșiri sunt alimentate la tranzistor pentru a acționa în mod ordonat motorul pas cu pas.

În figură, vedem un circuit de conducere a motorului cu patru trepte, foarte similar cu cel din două trepte. În acest circuit, se poate observa că RESET-ul conectat la Q2 înainte este acum mutat la Q4 și pinii Q2 și Q3 deschisi sunt conectați la alți doi tranzistori pentru a obține un set de acționare cu patru impulsuri pentru a rula motorul pas cu pas în patru trepte. Deci, este clar că putem conduce până la zece trepte cu motor pas cu pas. Cu toate acestea, ar trebui să mutați pinul RESET în sus, astfel încât să se potrivească în tranzistorii de conducere în loc.

Diodele plasate aici sunt pentru a proteja tranzistoarele de îndoirea inductivă a înfășurării motorului pas cu pas. Dacă acestea nu sunt plasate, s-ar putea risca să sufle tranzistoarele. Cu cât frecvența impulsurilor este mai mare, cu atât este mai mare șansa de a exploda fără diode.

Funcționarea șoferului motorului pas cu pas

Pentru o mai bună înțelegere a rotației pasului motorului pas cu pas, avem în vedere un motor pas cu pas în patru trepte, așa cum se arată în figură.

Acum, ia în considerare, de exemplu, toate bobinele sunt magnetizate la un moment dat. Rotorul se confruntă cu forțe de aceeași magnitudine din jurul său și astfel nu se mișcă. Deoarece toate sunt de aceeași magnitudine și exprimă direcție opusă. Acum, dacă bobina D s-a magnetizat, dinții 1 de pe rotor experimentează o forță atractivă spre + D, iar dinții 5 ai rotorului experimentează o forță respingătoare care se opune –D, aceste două forțe reprezintă o forță aditivă în sensul ceasului. Deci, rotorul se mișcă pentru a finaliza un pas. După aceea se oprește pentru ca bobina următoare să se energizeze pentru a finaliza pasul următor. Acest lucru continuă până la finalizarea celor patru pași. Pentru ca rotorul să se rotească, acest ciclu de pulsare trebuie să se desfășoare.

După cum sa explicat anterior, presetarea este setată la o valoare pentru o anumită frecvență a impulsurilor. Acest ceas este alimentat la contorul de deceniu pentru a obține ieșiri regulate din acesta. Ieșirile din contorul de decenii sunt date tranzistoarelor pentru a conduce bobinele de mare putere ale motorului pas cu pas în ordine secvențială. Partea dificilă este că, odată ce o secvență este completă, să spunem 1, 2, 3, 4, motorul pas cu pas parcurge patru pași și, prin urmare, este gata să pornească din nou, totuși contorul are o capacitate de 10 și astfel continuă fără întrerupere. Dacă se întâmplă acest lucru, motorul pas cu pas trebuie să aștepte până când contorul își termină ciclul de 10, ceea ce nu este acceptabil. Acest lucru este reglementat prin conectarea RESET la Q4, astfel încât atunci când contorul merge pentru cinci conturi, se resetează singur și pornește de la unul, acesta pornește secvența pasului.

Așa că acesta este modul în care pasul continuu este în mișcare și astfel se întâmplă rotația. Pentru două etape pinul RESET trebuie să fie conectat la Q2 pentru ca contorul să se reseteze în al treilea impuls. În acest fel se poate regla circuitul pentru a acționa motorul pas cu pas în zece pași.