Stepper motora vadītāja shēma, izmantojot IC 555

Šajā projektā mēs iemācīsimies izveidot vienkāršu vienpolāru pakāpienu motora vadītāja shēmu, izmantojot 555 taimera IC. Bez 555 taimera mums ir nepieciešams arī IC CD 4017, kas ir desmitgades skaitītāja IC.

Autors Ankits Negi

Jebkuru vienpolāru motoru var pievienot šai shēmai, lai veiktu konkrētu uzdevumu, lai gan vispirms jums ir jāveic dažas nelielas izmaiņas.

Stepper motora ātrumu var kontrolēt no potenciometra, kas savienots starp izlādi un slieksni tapa ar 555 taimeri .

Stepper Motor pamati

Stepper motori tiek izmantoti vietās, kur nepieciešams īpašs rotācijas lielums, ko nevar sasniegt, izmantojot parastos d.c motorus. Tipisks soļu motora pielietojums ir 3D PRINTERIS. Jūs atradīsit divu veidu populārus soļu motorus: UNIPOLAR un BIPOLAR.

Kā norāda nosaukums, vienpolārais pakāpienu motors satur tinumus ar kopēju vadu, kurus var viegli ieslēgt pa vienam.

Tā kā bipolārajam pakāpju motoram nav kopīgas spailes starp spolēm, kuru dēļ to nevar vadīt, vienkārši izmantojot piedāvāto shēmu. Lai vadītu bipolāru soļu motoru, mums ir nepieciešama h-tilta ķēde.

SASTĀVDAĻAS:

1. 555 TAIMERA IC

2. CD 4017 IC

3. REZISTORI 4,7K, 1K

4. POTENCIOMETRS 220K

5. 1 kondensators

6. 4 DIODES 1N4007

7. 4 TRANSISTORI 2N2222

8. UNIPOLĀRAIS DZINĒJS

9. Līdzstrāvas avots

555 TAIMERA MĒRĶIS:

Šeit ir vajadzīgs 555 taimeris, lai ģenerētu īpašas frekvences pulksteņa impulsus (var mainīt, izmantojot 220 k pot), kas nosaka soļa motora ātrumu.

IC 555 Pinout informācija

CD4017 MĒRĶIS:

Kā jau minēts iepriekš, tas ir desmitgades skaitītāja IC, t.i., tas var skaitīt līdz 10 pulksteņa impulsiem. Šo IC padara īpašu, ka tam ir savs iebūvēts dekoders. Sakarā ar to, lai atšifrētu bināros skaitļus, jums nav jāpievieno papildu IC.

4017 skaita līdz 10 pulksteņa impulsus no 555 stundas un dod augstu izvadi, kas atbilst katram pulksteņa impulsam pa vienam no tā 10 izejas tapām. Vienlaikus tikai viena tapa ir augsta.

TRANSISTORU MĒRĶIS:

Šeit ir divi tranzistora mērķi:

1. Transistori šeit darbojas kā slēdži, tādējādi vienlaikus aktivizējot vienu spoli.

2. Transistori ļauj caur tām iziet lielu strāvu un pēc tam motoru, tādējādi pilnībā izslēdzot 555 taimeri, jo tas var piegādāt ļoti mazu strāvas daudzumu.

APKURES DIAGRAMMA:

Veiciet savienojumus, kā parādīts attēlā.

1. Savienojiet taimera 3. kontaktu vai 555 taimera izvades tapu ar IC 4017 14. kontaktu (pulksteņa tapa).
2. Pievienojiet iespiešanas tapu vai 4017 13. tapu zemei.
3. Savienojiet tapas 3,2,4,7 pa vienam ar attiecīgi tranzistoriem 1,2,3,4.
4. Pievienojiet 10. un 15. tapu zemei ​​caur 1k rezistoru.
5. Pievienojiet kopējo motora vadu pie padeves pozitīvā.
6. Pievienojiet citus soļu motora vadus tā, lai spoles tiktu aktivizētas pa vienai, lai pareizi izpildītu vienu pilnu apgriezienu. (Jūs varat apskatīt ražotāja sniegto motora datu lapu)

KĀPĒC IC 4017 IZEJAS PIN 10 ir SAISTĪTS AR TĀ 15 PIN (ATIESTATĪT PIN)?

Kā jau minēts iepriekš, 4017 skaita pulksteņa impulsus pa vienam līdz 10. pulksteņa impulsam un attiecīgi dod lielu izejas tapu izvadi, katrs izejas tapas iet augstu.

Tas izraisa zināmu nevajadzīgu motora rotācijas aizkavēšanos. Tā kā vienam pilnīgam motora apgriezienam ir nepieciešami tikai pirmie četri tapas vai pirmie četri cipari aiz komata ir no o līdz 3, tapas Nr. 10 ir savienots ar pin15 tā, ka pēc 4.rindas skaitītāja IC tiek atiestatīts un skaitīšana sākas no jauna. Tas nodrošina nepārtrauktu motora rotāciju.

DARBS:

Pēc pareizu savienojumu izveidošanas, ieslēdzot ķēdes motoru, sāks griezties pa soļiem. Taimeris 555 rada pulksteņa impulsus atkarībā no rezistora, potenciometra un kondensatora vērtībām.

Ja maināt kādu no šiem trim komponentiem, pulksteņa impulsa frekvence mainīsies.

Šie pulksteņa impulsi tiek piešķirti IC CD 4017, kas pēc tam skaita pulksteņa impulsus pa vienam un dod 1 kā izeju attiecīgi tapai Nr. 3,2,4,7 un nepārtraukti atkārto šo procesu.

Tā kā tranzistors Q1 ir savienots ar tapu 3, tas vispirms ieslēdzas, pēc tam tranzistors Q2, kam seko Q3 un Q4. Bet, kad viens tranzistors ir ieslēgts, visi pārējie paliek izslēgti.

Kad Q1 ir ieslēgts, tas darbojas kā slēgts slēdzis, un strāva caur kopējo vadu plūst uz 1. vadu un pēc tam uz zemi caur tranzistoru Q1.

Tas aktivizē 1. spoli un motors pagriežas kādā leņķī, kas ir atkarīgs no pulksteņa frekvences. Tad tas pats notiek ar Q2, kas aktivizē spoli 2, kam seko spole 3 un spole 4. Tādējādi tiek iegūts viens pilnīgs apgrieziens.

Kad potenciometrs tiek pagriezts:

Pieņemsim, ka katla sākotnējā pozīcija ir tāda, ka starp izlādi un sliekšņa tapu ir maksimāla pretestība (220k). Izejas pulksteņa impulsa frekvences formula ir:

F = 1,44 / (R1 + 2R2) C1

No formulas ir skaidrs, ka pulksteņa impulsu biežums samazinās, palielinoties R2 vērtībai. Tādējādi, ja R2 vai pot vērtība ir maksimāla, frekvence ir minimāla, tāpēc IC 4017 skaitās lēnāk un dod vairāk aizkavētas izejas.

Samazinoties pretestības R2 vērtībai, palielinās frekvence, kas izraisa minimālu kavēšanos starp IC 4017 izejām. Tādējādi soļu motors griežas ātrāk.

Tādējādi potenciometra vērtība nosaka soļa motora ātrumu.

SIMULĒŠANAS VIDEO:

Šeit jūs varat skaidri redzēt, kā motora ātrums mainās atkarībā no pretestības R2. Tās vērtība vispirms tiek samazināta un pēc tam palielināta, kas savukārt vispirms palielina un pēc tam samazina pakāpiena motora ātrumu.