Léptetőmotor-meghajtó áramkör

Technikailag a léptető motor meghajtó áramköre egy évtizedes bináris számláló áramkör. Ennek az áramkörnek az az előnye, hogy 2-10 lépéses léptetőmotorok meghajtására használható. Mielőtt tovább folytatnánk, beszéljünk többet a léptetőmotor alapjairól.

Ennek a motornak a nevét azért adják meg, mert a tengely forgása lépcsős formában van, amely különbözik a DC-től vagy bármely más motortól. Más motorokban a forgási sebesség, a leállási szög nincs teljesen szabályozva, hacsak a szükséges áramkört be nem helyezik. Ez a nem vezérlés a tehetetlenségi pillanat miatt van jelen, amely egyszerűen egy karakter, amely késedelem nélkül parancsra indul és áll meg. Vegyünk egy egyenáramú motort, ha a motor be van kapcsolva, a motor sebessége lassan növekszik, amíg el nem éri a névleges fordulatszámot. Ha most terhelést helyeznek a motorra, a fordulatszám csökken a névleges érték fölé, és ha a terhelést tovább növelik, a sebesség tovább csökken. Ha az áramot kikapcsolják, a motor nem áll le azonnal, mivel tehetetlenségi nyomatéka van, lassan leáll. Most vegyük figyelembe, hogy ez egy nyomtató esetében a papír kiáramlása nem áll meg időben,minden alkalommal elvesztjük a papírt, amikor elindulunk és leállunk. Meg kell várnunk, amíg a motor felveszi a sebességet, és a papír megfelelő időben elvész. Ez a legtöbb vezérlőrendszer számára elfogadhatatlan, ezért az ilyen jellegű problémák megoldásához léptetőmotorokat használunk.

A léptetőmotor nem működik állandó tápellátás mellett. Csak vezérelt és rendezett teljesítményimpulzusokon lehet dolgozni. Mielőtt tovább mennénk, beszélnünk kell az UNIPOLAR és a BIPOLAR léptető motorokról. Amint az egy UNIPOLAR léptetőmotor ábráján látható, mindkét fázis tekercsének középső csapolását megtehetjük egy közös föld vagy egy közös teljesítmény érdekében. Első esetben fekete-fehéret vehetünk egy közös alap vagy hatalom érdekében. Abban az esetben, ha 2 fekete a közös. Abban az esetben, ha a narancssárga, fekete, piros, sárga, mind összefognak egy közös alap vagy erő érdekében.

A BIPOLAR léptetőmotorban fázisvégek és nincsenek középső csapok, ezért csak négy terminálunk lesz. Az ilyen típusú léptetőmotorok hajtása eltérő és összetett, és a meghajtó áramkört sem lehet könnyen megtervezni mikrovezérlő nélkül.

Az itt tervezett áramkört csak UNIPOLAR típusú léptetőmotorokhoz lehet használni.

Az UNIPOLAR léptetőmotor impulzusát az áramkör magyarázata tárgyalja.

Áramköri alkatrészek

• +9 - +12 tápfeszültség
• 555 IC
• 1KΩ, 2K2Ω ellenállások
• 220KΩ fazék vagy változtatható ellenállás
• 1µF kondenzátor, 100µF kondenzátor (nem kötelező, a tápellátással párhuzamosan csatlakozik)
• 2N3904 vagy 2N2222 (darabszám a léptető típusától függ, ha 2 fokozatú, akkor 2 kell, ha négyfokozatú, négyre van szükség)
• 1N4007 (a diódák száma megegyezik a tranzisztorok számával)
• CD4017 IC.

Léptetőmotor-meghajtó áramköri rajza és magyarázata

Az ábra kétlépcsős léptetőmotor-meghajtó kapcsolási rajzát mutatja. Most, ahogy a kapcsolási rajz mutatja, az 555 áramkör itt órát vagy négyzethullámot generál. Az óra generálásának frekvenciája ebben az esetben nem tartható állandó, ezért változó sebességet kell kapnunk a léptetőmotorhoz. Ahhoz, hogy ez a változó sebességű egy bankot, vagy egy előre beállított értéken ingereljük sorosan 1K ellenállás ága közötti 6 ^th és 7 ^-én pin. Amint a pot változik, az ág ellenállása megváltozik, és így az 555 által generált óra frekvenciája.

Az ábrán csak a harmadik képlet a fontos. Láthatja, hogy a frekvencia fordítottan kapcsolódik az R2-hez (ami 1K + 220k POT az áramkörben). Tehát, ha R2 növekszik, a frekvencia csökken. Ha tehát a bankot úgy állítjuk be, hogy növelje az ágban az ellenállást, akkor az óra frekvenciája csökken.

Az 555 időzítő által generált órát a DECADE BINARY számlálóba táplálják. Az évtizedes bináris számláló most megszámolja az órában betáplált impulzusok számát, és lehetővé teszi a megfelelő pin kimenet magas szintjét. Például, ha az események száma 2, akkor a számláló Q1 csapszáma magas lesz, és ha 6 számít, akkor a Q5 tű magas lesz. Ez hasonló a bináris számlálóhoz, azonban a számlálás decimális lesz (azaz 1 2 3 4 __ 9), tehát ha hét a szám, akkor csak a Q6 pin lesz magas. A bináris számlálóban a Q0, Q1 és Q2 (1 + 2 + 4) csapok magasak lesznek. Ezeket a kimeneteket a tranzisztor táplálja, hogy a léptetőmotort rendezett módon működtesse.

Az ábrán egy négyfokozatú léptetőmotor-meghajtó áramkört láthatunk, amely nagyon hasonlít a kétfokozatúhoz. Ebben az áramkörben megfigyelhető, hogy a Q2-hez korábban csatlakoztatott RESET most átkerül a Q4-be, és a nyitott Q2 és Q3 csapok további két tranzisztorhoz vannak csatlakoztatva, hogy négy impulzusú meghajtó készletet kapjanak a négyfokozatú léptetőmotor működtetéséhez. Tehát egyértelmű, hogy akár tízfokozatú léptetőmotort is vezethetünk. Azonban a RESET csapot felfelé kell mozgatni annak érdekében, hogy illeszkedjen a tranzisztorok meghajtásához.

Az itt elhelyezett diódáknak meg kell védeniük a tranzisztorokat a léptetőmotor tekercselésének induktív tapadásától. Ha ezeket nem helyezik el, fennáll annak a veszélye, hogy kifújják a tranzisztorokat. Nagyobb az impulzusok gyakorisága, nagyobb az esély a diódák nélküli felrobbantásra.

A léptetőmotor-meghajtó működése

A léptetőmotor lépésfordulatának jobb megértése érdekében egy négyfokozatú léptetőmotort veszünk figyelembe, az ábra szerint.

Most vegyük figyelembe például, hogy az összes tekercs egyszerre mágneses. A rotor egyenlő nagyságú erőket tapasztal mindenfelől, így nem mozog. Mivel mindegyik egyforma nagyságrendű és ellentétes irányú. Ha a D tekercs csak mágneses, a rotoron lévő 1 fogak vonzó erőt tapasztalnak + D felé, a rotor 5 fogai pedig a –D-vel ellentétes taszító erőt tapasztalnak. Tehát a rotor mozog, hogy teljes legyen egy lépés. Ezután megáll a következő tekercsnek, hogy energiával töltse fel a következő lépést. Ez mind a négy lépés befejezéséig tart. Ahhoz, hogy a rotor el tudjon forogni, a pulzálásnak ennek a ciklusnak kell folynia.

Amint azt korábban kifejtettük, az előre beállított érték egy bizonyos impulzus-frekvencia értékére van beállítva. Ezt az órát az évtized számlálójára táplálják, hogy rendszeres kimenetet kapjon belőle. Az évtizedes számláló kimeneteit a tranzisztorok kapják, hogy a léptetőmotor nagy teljesítményű tekercseit egymás utáni sorrendben működtessék. A trükkös rész az, hogy ha egy sorozat befejeződik, mondjuk 1, 2, 3, 4, a léptetőmotor négy lépést teljesít, így készen áll az újrakezdésre, azonban a számláló képes 10-ig menni, és így megszakítás nélkül megy tovább. Ebben az esetben a léptető motornak meg kell várnia, amíg a számláló befejezi a 10-es ciklust, ami nem elfogadható. Ezt úgy szabályozza, hogy a RESET-et összekapcsolja a Q4-gyel, így amikor a számláló öt számlálásra megy, akkor visszaállítja magát és egyből indul, ezzel elindul a lépésszám sorozat.

Tehát a léptető így folyamatosan lép, és így történik a forgás. Kétfokozatú állapotban a RESET csapot össze kell kötni a Q2-vel, hogy a számláló visszaálljon a harmadik impulzusba. Így beállíthatja az áramkört tíz lépéses léptetőmotor meghajtására.