วงจรขับสเต็ปเปอร์มอเตอร์

เทคนิควงจรขับรถมอเตอร์ เป็นทศวรรษไบนารีเคาน์เตอร์วงจรข้อดีของวงจรนี้คือสามารถใช้ขับสเต็ปเปอร์มอเตอร์ได้ 2-10 ขั้นตอน ก่อนที่จะดำเนินการต่อไปเรามาพูดคุยเพิ่มเติมเกี่ยวกับพื้นฐานของสเต็ปเปอร์มอเตอร์

ชื่อของมอเตอร์นี้ได้รับเนื่องจากการหมุนของเพลาอยู่ในรูปแบบขั้นตอนซึ่งแตกต่างจาก DC หรือมอเตอร์อื่น ๆ ในมอเตอร์อื่นความเร็วของการหมุนมุมหยุดจะไม่อยู่ในการควบคุมที่สมบูรณ์เว้นแต่จะใส่วงจรที่จำเป็น การไม่ควบคุมนี้เกิดขึ้นเนื่องจากช่วงเวลาแห่งความเฉื่อยซึ่งเป็นเพียงตัวละครที่จะเริ่มและหยุดคำสั่งโดยไม่ชักช้า พิจารณามอเตอร์กระแสตรงเมื่อขับเคลื่อนความเร็วของมอเตอร์จะเพิ่มขึ้นอย่างช้าๆจนกว่าจะได้ความเร็วที่กำหนด ตอนนี้ถ้าโหลดบนมอเตอร์ความเร็วจะลดลงเมื่อเทียบกับพิกัดที่กำหนดและถ้าโหลดเพิ่มขึ้นความเร็วจะลดลงอีก ตอนนี้ถ้าปิดเครื่องมอเตอร์ไม่หยุดทันทีเพราะจะมีโมเมนต์ความเฉื่อยมันจะหยุดช้า ลองพิจารณาว่านี่เป็นกรณีของเครื่องพิมพ์ที่การไหลออกของกระดาษไม่หยุดลงทันเวลาเราเสียกระดาษทุกครั้งที่เริ่มและหยุด เราจำเป็นต้องรอให้มอเตอร์เลือกความเร็วและเวลาที่กำหนดกระดาษหาย นี่เป็นสิ่งที่ยอมรับไม่ได้สำหรับระบบควบคุมส่วนใหญ่ดังนั้นในการแก้ปัญหาประเภทนี้เราจึงใช้สเต็ปเปอร์มอเตอร์

มอเตอร์ไม่ทำงานบนอุปทานคงที่ สามารถทำงานได้เฉพาะกับพัลส์กำลังที่ควบคุมและสั่งการเท่านั้น ก่อนที่จะดำเนินการต่อไปเราต้องพูดคุยเกี่ยวกับมอเตอร์สเต็ป UNIPOLAR และ BIPOLAR ดังที่แสดงในรูปในมอเตอร์สเต็ปของ UNIPOLAR เราสามารถแตะตรงกลางของขดลวดเฟสทั้งสองสำหรับกราวด์ทั่วไปหรือสำหรับกระแสไฟฟ้าร่วม ในกรณีแรกเราสามารถใช้สีดำและสีขาวสำหรับพื้นดินหรือพลังงานทั่วไป ในกรณีที่ 2 สีดำใช้ร่วมกัน ในกรณีที่ 3 สีส้มสีดำสีแดงสีเหลืองทั้งหมดมารวมกันเพื่อพื้นดินหรืออำนาจร่วมกัน

ในมอเตอร์สเต็ป BIPOLAR เรามีปลายเฟสและไม่มีก๊อกตรงกลางดังนั้นเราจะมีขั้วเพียงสี่ขั้ว การขับเคลื่อนของมอเตอร์สเต็ปเปอร์ประเภทนี้มีความแตกต่างและซับซ้อนและไม่สามารถออกแบบวงจรการขับขี่ได้อย่างง่ายดายหากไม่มีไมโครคอนโทรลเลอร์

วงจรที่เราออกแบบไว้ที่นี่สามารถใช้ได้กับสเต็ปเปอร์มอเตอร์ประเภท UNIPOLAR เท่านั้น

การเต้นของกำลังของมอเตอร์ UNIPOLAR จะถูกกล่าวถึงในคำอธิบายวงจร

ส่วนประกอบของวงจร

• แรงดันไฟฟ้า +9 ถึง +12
• 555 ไอซี
• ตัวต้านทาน1KΩ, 2K2Ω
• หม้อ220KΩหรือตัวต้านทานตัวแปร
• ตัวเก็บประจุ 1µF ตัวเก็บประจุ 100µF (ไม่ใช่ตัวบังคับเชื่อมต่อแบบขนานกับพลังงาน)
• 2N3904 หรือ 2N2222 (จำนวนชิ้นขึ้นอยู่กับประเภทของสเต็ปเปอร์ถ้าเป็น 2 สเตจเราต้องการ 2 ถ้าเป็นสี่สเตจเราต้องการสี่)
• 1N4007 (เลขที่ไดโอดเท่ากับจำนวนทรานซิสเตอร์)
• CD4017 IC,.

ไดอะแกรมและคำอธิบายวงจรขับสเต็ปมอเตอร์

ตัวเลขที่แสดงให้เห็นวงจรของขั้นตอนที่สองคนขับมอเตอร์ดังที่แสดงในแผนภาพวงจร 555 วงจรที่นี่คือการสร้างนาฬิกาหรือคลื่นสี่เหลี่ยม ความถี่ของการสร้างสัญญาณนาฬิกาในกรณีนี้ไม่สามารถรักษาให้คงที่ได้ดังนั้นเราจึงต้องได้รับความเร็วตัวแปรสำหรับมอเตอร์สเต็ปเปอร์ ที่จะได้รับความเร็วตัวแปรนี้หม้อหรือที่ตั้งไว้จะเดินในชุดที่มีความต้านทาน 1K ในสาขาระหว่างวันที่ 6 ^วันและ 7 ^วันขา เนื่องจากหม้อมีความแตกต่างกันความต้านทานในสาขาจึงเปลี่ยนไปดังนั้นความถี่ของนาฬิกาที่สร้างขึ้นโดย 555

ในรูปสิ่งที่สำคัญคือสูตรที่สามเท่านั้น คุณจะเห็นว่าความถี่นั้นสัมพันธ์กับ R2 (ซึ่งก็คือ 1K + 220k POT ในวงจร) ดังนั้นถ้า R2 เพิ่มความถี่จะลดลง ดังนั้นถ้าหม้อถูกปรับเพื่อเพิ่มความต้านทานในสาขาความถี่ของนาฬิกาจะลดลง

นาฬิกาที่สร้างขึ้นโดยตัวจับเวลา 555 ตัวจะถูกส่งไปยังตัวนับ DECADE BINARY ตอนนี้ตัวนับไบนารีของทศวรรษจะนับจำนวนพัลส์ที่ป้อนที่นาฬิกาและปล่อยให้เอาต์พุตพินที่สอดคล้องกันสูงขึ้น ตัวอย่างเช่นหากจำนวนเหตุการณ์เป็น 2 พินของตัวนับ Q1 จะสูงและหากนับ 6 พิน Q5 จะสูง สิ่งนี้คล้ายกับตัวนับไบนารี แต่การนับจะเป็นทศนิยม (เช่น 1 2 3 4 __ 9) ดังนั้นหากนับเป็น 7 พิน Q6 เท่านั้นจะสูง ในตัวนับไบนารีพิน Q0, Q1 และ Q2 (1 + 2 + 4) จะสูง เอาต์พุตเหล่านี้ป้อนให้กับทรานซิสเตอร์เพื่อขับเคลื่อนสเต็ปเปอร์มอเตอร์อย่างเป็นระเบียบ

ในรูปเราจะเห็น วงจรขับสเต็ปมอเตอร์สี่ขั้นตอนคล้ายกับสองขั้นตอนที่หนึ่ง ในวงจรนี้สามารถสังเกตได้ว่า RESET ที่เชื่อมต่อกับ Q2 ก่อนหน้านี้จะถูกย้ายไปที่ Q4 และพิน Q2 และ Q3 ที่เปิดอยู่นั้นเชื่อมต่อกับทรานซิสเตอร์อีกสองตัวเพื่อให้ได้ชุดขับเคลื่อนสี่พัลส์เพื่อเรียกใช้มอเตอร์สเต็ปสี่ขั้นตอน ดังนั้นจึงเป็นที่ชัดเจนว่าเราสามารถขับสเต็ปมอเตอร์ได้ถึงสิบสเตจ อย่างไรก็ตามควรเลื่อนพิน RESET ขึ้นเพื่อให้พอดีกับการขับทรานซิสเตอร์เข้าที่

ไดโอดที่วางไว้ที่นี่มีไว้เพื่อป้องกันทรานซิสเตอร์จากการหมุนของขดลวดสเต็ปเปอร์มอเตอร์แบบอุปนัย หากไม่ได้วางไว้อาจเสี่ยงต่อการเป่าทรานซิสเตอร์ ความถี่ของพัลส์มากขึ้นโอกาสที่จะระเบิดโดยไม่มีไดโอดมากขึ้น

การทำงานของ Stepper Motor Driver

เพื่อความเข้าใจที่ดีขึ้นเกี่ยวกับการหมุนสเต็ปของมอเตอร์สเต็ปเรากำลังพิจารณามอเตอร์สเต็ปสี่ขั้นตอนดังแสดงในรูป

ลองพิจารณาตัวอย่างเช่นขดลวดทั้งหมดจะถูกทำให้เป็นแม่เหล็กในแต่ละครั้ง โรเตอร์ประสบกับแรงที่มีขนาดเท่ากันจากรอบตัวและไม่เคลื่อนที่ เนื่องจากทั้งหมดมีขนาดเท่ากันและกำลังแสดงทิศทางตรงกันข้าม ตอนนี้ถ้าขดลวด D เป็นแม่เหล็กเพียงอย่างเดียวฟัน 1 บนโรเตอร์จะสัมผัสกับแรงที่น่าดึงดูดต่อ + D และฟัน 5 ของโรเตอร์จะสัมผัสกับแรงผลักตรงข้ามกับ –D แรงทั้งสองนี้แสดงถึงนาฬิกาแรงเสริมที่ชาญฉลาด ดังนั้นโรเตอร์จึงเคลื่อนที่เพื่อทำตามขั้นตอน หลังจากนั้นจะหยุดเพื่อให้ขดลวดถัดไปกระตุ้นเพื่อทำขั้นตอนต่อไป ขั้นตอนนี้จะดำเนินต่อไปจนกว่าสี่ขั้นตอนจะเสร็จสมบูรณ์ สำหรับโรเตอร์ที่จะหมุนรอบการเต้นนี้จะต้องดำเนินต่อไป

ตามที่อธิบายไว้ก่อนหน้านี้ค่าที่ตั้งไว้ล่วงหน้าจะถูกตั้งค่าสำหรับความถี่หนึ่งของพัลส์ นาฬิกานี้ถูกป้อนให้กับตัวนับทศวรรษเพื่อรับเอาต์พุตปกติจากนาฬิกา เอาต์พุตจากตัวนับทศวรรษจะมอบให้กับทรานซิสเตอร์เพื่อขับเคลื่อนขดลวดกำลังสูงของสเต็ปเปอร์มอเตอร์ตามลำดับ ส่วนที่ยุ่งยากคือเมื่อลำดับเสร็จสมบูรณ์แล้วให้พูดว่า 1, 2, 3, 4 สเต็ปเปอร์มอเตอร์จะทำสี่ขั้นตอนเสร็จและพร้อมที่จะสตาร์ทอีกครั้งอย่างไรก็ตามตัวนับมีความสามารถในการไปที่ 10 และดำเนินต่อไปโดยไม่หยุดชะงัก หากสิ่งนี้เกิดขึ้นสเต็ปเปอร์มอเตอร์ต้องรอจนกว่าตัวนับจะครบรอบ 10 ซึ่งไม่สามารถยอมรับได้ สิ่งนี้ได้รับการควบคุมโดยการเชื่อมต่อ RESET กับ Q4 ดังนั้นเมื่อตัวนับไปเป็นเวลาห้าครั้งมันจะรีเซ็ตตัวเองและเริ่มจากหนึ่งสิ่งนี้จะเริ่มต้นลำดับของ stepper

นี่คือวิธีที่สเต็ปเปอร์ต่อเนื่องมันกำลังก้าวและการหมุนจึงเกิดขึ้น สำหรับสองขั้นตอนขา RESET จะต้องเชื่อมต่อกับ Q2 เพื่อให้ตัวนับรีเซ็ตตัวเองในพัลส์ที่สาม วิธีนี้เราสามารถปรับวงจรเพื่อขับเคลื่อนมอเตอร์แบบสิบขั้นตอนได้