Tekniskt stegmotorförare krets är en decennie binär räknare krets. Fördelen med denna krets är att den kan användas för att driva stegmotorer med 2-10 steg. Innan vi går vidare, låt oss diskutera mer om grunderna i stegmotor.
Namnet på denna motor ges så att axelns rotation är i stegform som skiljer sig från DC eller någon annan motor. I andra motorer är rotationshastigheten, stoppvinkeln inte i fullständig kontroll om inte nödvändig krets sätts in. Denna icke-kontroll är närvarande på grund av tröghetsmoment, som helt enkelt är ett tecken att starta och stoppa på kommando utan dröjsmål. Tänk på en likströmsmotor, när den väl drivs ökar motorns hastighet långsamt tills den når den nominella hastigheten. Nu om en belastning läggs på motorn minskar hastigheten över märket och om belastningen ökar ytterligare minskar hastigheten ytterligare. Om strömmen nu stängs av stannar inte motorn omedelbart eftersom den kommer att få ett tröghetsmoment, den stannar långsamt. Tänk på att detta är fall i en skrivare att pappersutflödet inte stannar i tid,vi tappar papper varje gång vi börjar och slutar. Vi måste vänta på att motorn väljer hastigheten och papperet försvinner. Detta är oacceptabelt för de flesta styrsystem, så för att lösa denna typ av problem använder vi stegmotorer.
Den stegmotorn fungerar inte på konstant tillförsel. Den kan bara arbetas på styrda och beställda effektpulser. Innan vi går vidare måste vi prata om UNIPOLAR och BIPOLAR stegmotorer. Som framgår av figuren i en UNIPOLAR stegmotor kan vi ta mittuttaget på både faslindningarna för en gemensam mark eller för en gemensam kraft. I det första fallet kan vi ta svartvitt för en gemensam grund eller makt. I fall 2 är svart ta för en gemensam. I fall 3 orange svart röd gul alla tillsammans för en gemensam grund eller makt.
I BIPOLAR stegmotor har vi fasändar och inga mittkranar, så vi kommer bara att ha fyra terminaler. Drivningen av denna typ av stegmotor är annorlunda och komplex och drivkretsen kan inte enkelt utformas utan en mikrokontroller.
Kretsen som vi konstruerade här kan endast användas för stegmotorer av UNIPOLAR-typ.
Kraftpulseringen av UNIPOLAR stegmotor kommer att diskuteras i kretsförklaringen.
Kretskomponenter
- +9 till +12 matningsspänning
- 555 IC
- 1KΩ, 2K2Ω motstånd
- 220KΩ pott eller variabelt motstånd
- 1 µF kondensator, 100 µF kondensator (inte obligatorisk, ansluten parallellt med ström)
- 2N3904 eller 2N2222 (antal bitar beror på typ av stepper om det är ett 2-steg behöver vi 2 om det är ett fyra steg behöver vi fyra)
- 1N4007 (antal dioder är lika med antal transistorer)
- CD4017 IC,.
Stegmotordrivkretsdiagram och förklaring
Figuren visar kretsschemat för tvåstegs stegmotordrivrutin. Nu som visas i kretsschemat är 555-kretsen här att generera klocka eller fyrkantvåg. Frekvensen för klockgenerering i det här fallet kan inte hållas konstant så vi måste få variabel hastighet för stegmotorn. För att få denna variabla hastighet stegas en pott eller en förinställning i serie med 1K-motstånd i gren mellan 6: e och 7: e stift. När potten varieras förändras motståndet i grenen och så genereras klockfrekvensen 555.
I figuren är det viktiga bara den tredje formeln. Du kan se att frekvensen är omvänt relaterad till R2 (som är 1K + 220k POT i kretsen). Så om R2 ökar minskar frekvensen. Och så om potten justeras för att öka motståndet i grenen minskar klockfrekvensen.
Klockan som genereras av 555 timer matas till DECADE BINARY-räknaren. Nu räknar årets binära räknare antalet pulser som matas med klockan och låter motsvarande stiftutgång gå högt. Till exempel om händelseantalet är 2 kommer Q1-räknaren att vara hög och om 6 är räknas kommer nålen Q5 att vara hög. Detta liknar binär räknare, men räkningen kommer att vara i decimal (dvs. 1 2 3 4 __ 9), så om räkningen är sju blir endast Q6-stift hög. I binär räknare Q0, Q1 och Q2 (1 + 2 + 4) kommer stiften att vara höga. Dessa utgångar matas till transistorn för att driva stegmotorn på ett ordnat sätt.
I figuren ser vi en fyrstegs stegmotormotorkrets mycket lik den tvåstegs. I denna krets kan det observeras att RESET ansluten till Q2 tidigare flyttas nu till Q4 och de öppnade Q2- och Q3-stiften är anslutna till ytterligare två transistorer för att få en fyrpulsdrivsats för att köra stegmotorn i fyra steg. Så det är klart att vi kan köra upp till tio stegs stegmotor. Man bör dock flytta RESET-stiftet uppåt så att det passar i att köra transistorer på plats.
Dioderna som placeras här är för att skydda transistorerna från induktiv spikning av stegmotorns lindning. Om dessa inte placeras kan man riskera att blåsa transistorerna. Ökad frekvens av pulser, större chans att spränga utan dioder.
Arbeta med stegmotorförare
För bättre förståelse av stegmotorns stegrotation överväger vi en stegmotor i fyra steg som visas i figuren.
Tänk nu, till exempel, magnetiseras alla spolar åt gången. Rotorn upplever krafter av samma storlek från hela omgivningen och rör sig därför inte. Eftersom alla är lika stora och uttrycker motsatt riktning. Nu om spolen D bara magnetiseras, upplever tänderna 1 på rotorn en attraktiv kraft mot + D och tänderna 5 hos rotorn upplever en avstötande kraft som motsätter sig –D, dessa två krafter representerar en tillsatskraft medurs. Så rotorn rör sig för att slutföra ett steg. Därefter stannar det för nästa spole att aktiveras för att slutföra nästa steg. Detta fortsätter tills de fyra stegen är klara. För att rotorn ska kunna rotera måste denna pulserande cykel pågå.
Som förklarats tidigare är förinställningen inställd på ett värde för en viss frekvens av pulser. Denna klocka matas till decennieräknaren för att få regelbundna utgångar från den. Utgångarna från decennieräknare ges till transistorer för att driva stegmotorns högeffektspolar i sekventiell ordning. Den knepiga delen är att när en sekvens är klar säger 1, 2, 3, 4 stegmotorn slutför fyra steg och så är den redo att starta igen men räknaren har kapacitet att gå 10 och så fortsätter den utan avbrott. Om detta händer måste stegmotorn vänta tills räknaren slutför sin cykel på 10 vilket inte är acceptabelt. Detta regleras genom att ansluta RESET till Q4, så när räknaren går för fem räknar återställer den sig själv och börjar från en, detta startar sekvensen av steg.
Så det är så här steget fortsätter steget och så rotationen sker. För ett tvåsteg måste RESET-stiftet anslutas till Q2 för att räknaren ska återställa sig själv i den tredje pulsen. På detta sätt kan man justera kretsen för att driva tiostegs stegmotor.