Obvod vodiča krokového motora pomocou IC 555

Vyskúšajte Náš Nástroj Na Odstránenie Problémov





V tomto projekte sa naučíme, ako vytvoriť jednoduchý unipolárny obvod budiča krokového motora pomocou časovača IC 555. Okrem časovača 555 potrebujeme aj IC CD 4017, čo je dekáda počítadla IC.

Autor: Ankit Negi



K tomuto obvodu je možné pripojiť akýkoľvek unipolárny motor na vykonávanie konkrétnych úloh, aj keď najskôr musíte urobiť malé zmeny.

Otáčky krokového motora je možné ovládať z potenciometra zapojeného medzi výbojom a prahom špendlík 555 .



Základy krokového motora

Krokové motory sa používajú v oblastiach, kde sa vyžaduje určitá miera otáčania, ktorú nie je možné dosiahnuť pomocou bežných jednosmerných motorov. Typická aplikácia krokového motora je v 3D TLAČIARNE. Nájdete dva typy populárnych krokových motorov: UNIPOLAR a BIPOLAR.

Ako naznačuje názov, unipolárny krokový motor obsahuje vinutia so spoločným vodičom, ktoré je možné ľahko napájať jeden po druhom.

Zatiaľ čo bipolárny krokový motor nemá spoločnú svorku medzi cievkami, kvôli čomu ho nemožno poháňať jednoducho pomocou navrhovaného obvodu. Na pohon bipolárneho krokového motora potrebujeme obvod h-mostíka.

KOMPONENTY:

1. IC 555 TIMER

dva. CD 4017 IC

3. ODPORY 4,7 tis., 1 tis

4. POTENCIOMETER 220K

5. 1 uf KAPACITOR

6. 4 DIÓDY 1N4007

7. 4 TRANSISTORY 2N2222

8. UNIPOLAR STEPPER MOTOR

9. ZDROJ DC VÝKONU

ÚČEL ČASOVAČA 555:

Tu je potrebný časovač 555 na generovanie hodinových impulzov konkrétnej frekvencie (je možné ich meniť pomocou 220k potu), ktorý určuje rýchlosť krokového motora.

Podrobnosti IC 555 Pinout

Detaily pinoutu IC 555, zem, Vcc, reset, prahová hodnota, výboj, riadiace napätie

ÚČEL CD4017:

Ako už bolo spomenuté vyššie, jedná sa o dekádový čítač IC, to znamená, že môže počítať až 10 hodinových impulzov. Špeciálne pre tento IC je to, že má vlastný vstavaný dekodér. Kvôli tomu nemusíte na dekódovanie binárnych čísel pridávať ďalšie IC.

4017 počíta od 10 hodinových impulzov od 555 hodín a poskytuje vysoký výstup zodpovedajúci každému hodinovému impulzu jeden po druhom z jeho 10 výstupných pinov. Súčasne je vysoký iba jeden kolík.

ÚČEL TRANSISTOROV:

Existujú dva účely tranzistora:

1. Tranzistory tu fungujú ako spínače, a tým napájajú jednu cievku súčasne.

2. Tranzistory umožňujú, aby cez ne prešiel vysoký prúd a potom motor, čím sa úplne vylúči časovač 555, pretože môže dodávať veľmi malé množstvo prúdu.

SCHÉMA OKRUHU:

jednoduchý obvod budiča krokového motora pomocou IC 555

Pripojte káble podľa obrázku.

1. Pripojte pin 3 alebo výstupný pin časovača 555 na pin 14 (pin hodín) IC 4017.
2. Pripojte aktivačný pin alebo 13. pin 4017 k zemi.
3. Pripojte kolíky 3,2,4,7 jeden po druhom k tranzistorom 1,2,3,4.
4. Pripojte 10. a 15. kolík k zemi cez rezistor 1k.
5. Pripojte spoločný vodič krokového motora k kladnému pólu napájania.
6. Pripojte ďalšie vodiče krokového motora tak, aby boli cievky napájané jedna po druhej, aby sa správne dokončila jedna celá otáčka. (Môžete si pozrieť údajový list motora poskytnutý výrobcom)

PREČO JE VÝSTUPNÝ PIN 10 IC 4017 PRIPOJENÝ K JEHO PIN 15 (RESETOVACÍ PIN)?

Ako už bolo uvedené vyššie, 4017 počíta jednotlivé impulzy jeden po druhom až do 10. hodinového impulzu a podľa toho poskytuje vysoký výstup na výstupných kolíkoch, každý výstupný kolík ide vysoko.

To spôsobuje určité oneskorenie v otáčaní motora, ktoré nie je potrebné. Pretože požadujeme iba prvé štyri kolíky pre jednu úplnú otáčku motora alebo prvé štyri desatinné počty od o do 3, pin č. 10 je pripojený k kolíku15, takže po 4. počítaní sa IC resetuje a počítanie začne znova od začiatku. To nezabráni prerušeniu rotácie motora.

PRÁCA:

Po správnom pripojení, ak zapnete obvodový motor, začne sa otáčať v krokoch. Časovač 555 produkuje hodinové impulzy v závislosti od hodnôt odporu, potenciometra a kondenzátora.

Ak zmeníte hodnotu ktorejkoľvek z týchto troch zložiek, zmení sa frekvencia hodinového impulzu.

Tieto hodinové impulzy sú dané IC CD 4017, ktorý potom počíta jednotlivé hodinové impulzy a dáva 1 ako výstup do kolíka č. 3,2,4,7, a opakuje tento proces kontinuálne.

Pretože tranzistor Q1 je pripojený k pinu 3, zapne sa najskôr tranzistor Q2, potom Q3 a Q4. Ale keď je jeden tranzistor zapnutý, všetky ostatné zostanú vypnuté.

Keď je Q1 zapnutá, správa sa ako uzavretý spínač a prúd preteká bežným vodičom k vodiču 1 a potom k zemi cez tranzistor Q1.

Toto napája cievku 1 a motor sa otáča v určitom uhle, ktorý závisí od frekvencie hodín. To isté sa potom stane s Q2, ktorá napája cievku 2, po ktorej nasleduje cievka 3 a cievka 4. Takto sa získa jedna úplná revolúcia.

Keď sa potenciometer otáča:

Povedzme, že počiatočná poloha hrnca je taká, aby medzi výbojom a prahovým kolíkom bol maximálny odpor (220 k). Vzorec pre frekvenciu výstupného hodinového impulzu je:

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

Z vzorca je zrejmé, že frekvencia hodinových impulzov klesá so zvyšovaním hodnoty R2. Keď je teda hodnota R2 alebo potenciálu maximálna, frekvencia je minimálna, kvôli čomu sa IC 4017 počíta pomalšie a poskytuje oneskorenejší výstup.

Keď hodnota odporu R2 klesá, frekvencia stúpa, čo spôsobuje minimálne oneskorenie medzi výstupmi IC 4017. Preto sa krokový motor otáča rýchlejšie.

Hodnota potenciometra teda určuje rýchlosť krokového motora.

SIMULAČNÉ VIDEO:

Tu jasne vidíte, ako sa rýchlosť motora mení s odporom R2. Jeho hodnota sa najskôr zníži a potom zvýši, čo zase najskôr zvýši a potom zníži rýchlosť krokového motora.




Ďalej: Ako fungujú baterky Ďalej: Okruh tachometra Arduino pre presné čítanie