Léptető motor meghajtó áramköre az IC 555 segítségével

Ebben a projektben megtanuljuk, hogyan készítsünk egyszerű unipoláris léptető motor meghajtó áramkört az 555 időzítő IC segítségével. Az 555 időzítőn kívül szükségünk van az IC CD 4017-re is, amely egy évtizedes számláló IC.

Írta Ankit Negi

Bármely unipoláris motor csatlakoztatható ehhez az áramkörhöz bizonyos feladatok elvégzéséhez, bár előbb néhány apró változtatást kell végrehajtania.

A léptető motor fordulatszámát a kisülés és a küszöb közé kapcsolt potenciométerről lehet szabályozni tű 555 időzítő .

Léptető motor alapjai

A léptetőmotorokat olyan területeken használják, ahol meghatározott mennyiségű forgásra van szükség, ami nem érhető el a szokásos egyenáramú motorok használatával. A léptetőmotor tipikus alkalmazása egy 3D NYOMTATÓ. Kétféle népszerű léptetőmotort talál: UNIPOLAR és BIPOLAR.

Ahogy a neve is sugallja, az unipoláris léptetőmotor tekercseket tartalmaz közös huzallal, amelyek egyesével könnyen bekapcsolhatók.

Mivel a bipoláris léptetőmotornak nincs közös kapcsa a tekercsek között, ami miatt egyszerűen nem működtethető a javasolt áramkör használatával. A bipoláris léptetőmotor vezetéséhez h-híd áramkörre van szükségünk.

ALKATRÉSZEK:

1. 555 IDŐZÍTŐ IC

két. CD 4017 IC

3. Ellenállások 4,7K, 1K

4. POTENCIOMÉTER 220K

5. 1 KAPCSOLÓ

6. 4 DIÓD 1N4007

7. 4 TRanzisztor 2N2222

8. UNIPOLÁRIS LÉPTETŐ MOTOR

9. DC áramforrás

555 IDŐZÍTŐ CÉLJA:

Itt 555 időzítőre van szükség egy bizonyos frekvenciájú (220 k pot használatával változtatható) impulzusok előállításához, amely meghatározza a léptető motor fordulatszámát.

IC 555 Pinout részletek

A CD4017 CÉLJA:

Mint már fentebb említettük, ez egy évtizedes számláló IC, vagyis akár 10 óra impulzust képes megszámolni. Különlegessége ennek az IC-nek, hogy saját beépített dekóderrel rendelkezik. Ennek köszönhetően nem kell további IC-t hozzáadnia a bináris számok dekódolásához.

A 4017 legfeljebb 10 óra impulzust számol 555 óra és nagy kimenetet ad minden óra impulzusnak, egyenként a 10 kimeneti tüskéjéből. Egyszerre csak egy tű magas.

Tranzisztorok célja:

A tranzisztornak két célja van:

1. A tranzisztorok itt kapcsolóként működnek, így egy-egy tekercset táplálnak.

2. A tranzisztorok lehetővé teszik a nagy áram áthaladását rajtuk keresztül, majd a motort, így teljesen kizárják az 555 időzítőt, mivel nagyon kevés áramot tud táplálni.

KÖRDIAGRAMM:

Csatlakoztassa az ábrán látható módon.

1. Csatlakoztassa az 555-ös időzítő 3-as vagy kimeneti tűjét az IC 4017 IC-hez (14-es érintkező).
2. Csatlakoztassa a 4017 engedélyező tűjét vagy a 13. tűt a földhöz.
3. Csatlakoztassa a 3,2,4,7 csapokat egyenként az 1,2,3,4 tranzisztorokhoz.
4. Csatlakoztassa a 10 és a 15. csapot a földhöz egy 1k ellenálláson keresztül.
5. Csatlakoztassa a léptetőmotor közös vezetékét az áramellátás pozitívjához.
6. Csatlakoztassa a léptetőmotor egyéb vezetékeit úgy, hogy a tekercsek egyesével feszültség alá kerüljenek egy teljes fordulat megfelelő elvégzéséhez. (Megtekintheti a motor gyártó által megadott adatlapját)

MIÉRT CSATLAKOZIK AZ IC 4017 10. KIMENETI KAPCSOLÓJA 15. PIN-JEHEZ (RESET PIN)?

Amint azt már fentebb említettük, a 4017 egyesével számolja az óraimpulzusokat a 10. óraimpulzusokig, és ennek megfelelően nagy kimenetet ad a kimeneti csapokon, mindegyik kimeneti tű magasra megy.

Ez bizonyos késleltetést okoz a motor forgásában, ami felesleges. Mivel csak az első négy csapra van szükségünk a motor teljes fordulatához, vagy az első négy decimális számláláshoz o-tól 3-ig van szükség, A 10 a 15-ös csaphoz van csatlakoztatva, így a negyedik számlálás után az IC visszaáll és a számlálás újra kezdődik az elejétől. Ez biztosítja, hogy a motor forgása ne szakadjon meg.

DOLGOZÓ:

A megfelelő csatlakoztatás után, ha bekapcsolja az áramkört, a motor lépésenként kezd forogni. Az 555 időzítő az impulzusokat az ellenállás, a potenciométer és a kondenzátor értékeitől függően állítja elő.

Ha megváltoztatja a három komponens bármelyikének értékét, az órajel impulzusának frekvenciája megváltozik.

Ezeket az óraimpulzusokat az IC CD 4017 kapja, amely ezt követően egyesével megszámolja az óraimpulzusokat, és 1-et ad ki kimenetként a 3,2,4,7-es érintkezőhöz, és ezt a folyamatot folyamatosan megismétli.

Mivel a Q1 tranzisztor a 3. érintkezőhöz van csatlakoztatva, először bekapcsol, majd a Q2 tranzisztor, majd a Q3 és a Q4. De amikor az egyik tranzisztor be van kapcsolva, a többi kikapcsol.

Amikor a Q1 be van kapcsolva, zárt kapcsolóként működik, és az áram a közös vezetéken át az 1. vezetékre, majd a Q1 tranzisztoron keresztül a földre áramlik.

Ez energiát ad az 1. tekercsnek, és a motor bizonyos szögben forog, amely az óra frekvenciájától függ. Ekkor ugyanaz történik a Q2-vel, amely energiával ellátja a 2. tekercset, majd a 3. és a 4. tekercset. Így egy teljes fordulat érhető el.

A potenciométer forgatásakor:

Tegyük fel, hogy a bank kezdetben olyan helyzetben van, hogy maximális ellenállás (220k) legyen a kisülés és a küszöbcsap között. A kimeneti óra impulzus frekvenciájának képlete:

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

A képletből egyértelmű, hogy az óraimpulzusok frekvenciája csökken, mivel az R2 értéke növekszik. Így amikor R2 vagy pot értéke maximális, akkor a frekvencia minimális, ami miatt az IC 4017 lassabban számol és késleltetettebb kimenetet ad.

Az R2 ellenállás értékének csökkenésével a frekvencia növekszik, ami minimális késést okoz az IC 4017 kimenetei között. Ezért a léptető motor gyorsabban forog.

Így a potenciométer értéke határozza meg a léptető motor fordulatszámát.

SZIMULÁCIÓS VIDEÓ:

Itt jól látható, hogy a motor sebessége hogyan változik az R2 ellenállással. Értékét először csökkentik, majd növelik, ami viszont először növeli, majd csökkenti a léptetőmotor sebességét.