Tehnički sklop pokretačkog motora koračnog motora sklop je desetljećnog binarnog brojača. Prednost ovog kruga je što se može koristiti za pogon koračnih motora koji imaju 2-10 koraka. Prije nego što nastavimo dalje, razgovarajmo više o osnovama koračnog motora.
Ime ovog motora dato je zato jer je rotacija osovine u stupnjevitom obliku koji se razlikuje od istosmjernog ili bilo kojeg drugog motora. Kod ostalih motora brzina vrtnje, kut zaustavljanja nisu u potpunosti pod nadzorom ako nije umetnut potreban krug. Ova je nekontrola prisutna zbog momenta tromosti, koji je jednostavno znak koji se započinje i zaustavlja na naredbu bez odgađanja. Razmislite o jednosmjernom motoru, kad se njegov pogon polako povećava brzina motora dok ne dostigne nazivnu brzinu. Ako se na motor stavi opterećenje, brzina se smanjuje u odnosu na nazivnu, a ako se opterećenje dodatno povećava, brzina se dodatno smanjuje. Ako se napajanje isključi, motor se ne zaustavi odmah, jer će imati moment inercije, polako se zaustavlja. Sada uzmite u obzir da je ovo slučaj u pisaču koji odljev papira ne zaustavlja na vrijeme,gubimo papir svaki put kad započnemo i zaustavimo se. Moramo pričekati da motor odabere brzinu i da se vremenom papir izgubi. To je neprihvatljivo za većinu upravljačkih sustava, pa za rješavanje takve vrste problema koristimo koračne motore.
Stepper motor ne radi na stalnu opskrbu. Može se raditi samo na kontroliranim i uređenim impulsima snage. Prije daljnjeg razgovora moramo razgovarati o koračnim motorima UNIPOLAR i BIPOLAR. Kao što je prikazano na slici u koračnom motoru UNIPOLAR, možemo uzeti središnje pucanje oba fazna namota za zajedničko tlo ili za zajedničku snagu. U prvom slučaju možemo uzeti crno-bijelo za zajedničko tlo ili moć. U slučaju da je 2 crna boja za zajedničku. U slučaju 3 narančaste crne crvene žute sve se skupa dovode do zajedničkog tla ili snage.
U koračnom motoru BIPOLAR imamo fazne krajeve i bez središnjih slavina, tako da ćemo imati samo četiri terminala. Pogon ove vrste koračnog motora različit je i složen, a također se pogonski krug ne može lako dizajnirati bez mikrokontrolera.
Strujni krug koji smo ovdje osmislili može se koristiti samo za koračne motore tipa UNIPOLAR.
Pulsiranje snage koračnog motora UNIPOLAR bit će razmotreno u objašnjenju kruga.
Komponente sklopa
- +9 do +12 opskrbni napon
- 555 IK
- Otpornici 1KΩ, 2K2Ω
- 220KΩ lonac ili promjenjivi otpornik
- Kondenzator od 1µF, kondenzator od 100µF (nije obvezan, paralelno priključen na napajanje)
- 2N3904 ili 2N2222 (broj komada ovisi o vrsti koraka ako je u 2 stupnju potreban nam je 2 ako je u četverostupanjskom trebamo četiri)
- 1N4007 (broj dioda jednak je broju tranzistora)
- CD4017 IC,.
Šema i objašnjenje kruga pokretača koračnog motora
Na slici je prikazana shema sklopa dvostupanjskog pokretača koračnog motora. Kao što je prikazano na shemi sklopa, 555 krug ovdje treba generirati sat ili kvadratni val. Učestalost generiranja takta u ovom slučaju ne može se održavati konstantnom, tako da moramo dobiti promjenjivu brzinu koračnog motora. Da biste dobili ovaj promjenjive brzine lonac ili neki unaprijed se tempom u seriji s 1K otpornik u grani između 6 -og i 7 -og pin. Kako se lonac mijenja, mijenja se i otpor u grani, a time i frekvencija takta generirana od 555.
Na slici je najvažnija tek treća formula. Možete vidjeti da je frekvencija obrnuto povezana s R2 (što je 1K + 220k POT u krugu). Dakle, ako se R2 povećava, frekvencija se smanjuje. Dakle, ako se lonac prilagodi za povećanje otpora u grani, frekvencija takta se smanjuje.
Sat generiran pomoću 555 timera se dovodi na brojač DECENIJALNOG BINARA. Sada desetljetni binarni brojač broji broj impulsa napajanih na satu i dopušta da odgovarajući izlaz pina postane visok. Na primjer, ako je broj događaja 2, tada će Q1 pin brojača biti visok, a ako se računa 6, pin Q5 će biti visok. Ovo je slično binarnom brojaču, ali brojanje će biti u decimalu (tj. 1 2 3 4 __ 9), pa ako je brojanje sedam, bit će visok samo Q6 pin. U binarnom brojaču Q0, Q1 i Q2 (1 + 2 + 4) pinovi će biti visoki. Ti se izlazi napajaju na tranzistor za uredan pogon koračnog motora.
Na slici vidimo četverostupanjski sklop pokretačkog motora koji je vrlo sličan dvostupanjskom. U ovom se krugu može primijetiti da je RESET povezan prije na Q2 sada pomaknut na Q4, a otvoreni pinovi Q2 i Q3 spojeni su na druga dva tranzistora kako bi se dobio četveropulsni pogonski sklop za pokretanje četverostupanjskog koračnog motora. Dakle, jasno je da možemo voziti do desetstepeni koračni motor. Međutim, treba pomaknuti RESET pribadaču kako bi stao na mjesto tranzistora.
Ovdje postavljene diode štite tranzistore od induktivnog skočenja namota koračnog motora. Ako se ne postave, moglo bi riskirati puhanje tranzistora. Veća je frekvencija impulsa, veća je mogućnost puhanja bez dioda.
Rad vozača koračnog motora
Za bolje razumijevanje rotacije koraka koračnog motora razmatramo četverostupanjski koračni motor kako je prikazano na slici.
Sada uzmimo na primjer, sve zavojnice su istovremeno namagnetirane. Rotor doživljava sile jednake veličine svuda oko sebe i tako se ne pomiče. Budući da su svi jednake veličine i izražavaju suprotan smjer. Ako se svitak D samo magnetizira, zubi 1 na rotoru doživljavaju privlačnu silu prema + D, a zubi 5 rotora doživljavaju odbojnu silu koja se suprotstavlja –D, te dvije sile predstavljaju aditivnu silu u satu. Dakle, rotor se pomiče kako bi dovršio korak. Nakon toga zaustavlja se da bi se sljedeća zavojnica aktivirala kako bi dovršila sljedeći korak. To traje sve dok se ne završe četiri koraka. Da bi se rotor mogao okretati, ovaj ciklus pulsiranja mora biti u tijeku.
Kao što je prethodno objašnjeno, unaprijed postavljena vrijednost postavlja se na određenu frekvenciju impulsa. Ovaj se sat dovodi na brojač desetljeća da bi se iz njega dobivali redoviti izlazi. Izlazi iz brojača desetljeća daju se tranzistorima za pokretanje zavojnica velike snage koračnog motora u slijedu. Škakljiv je dio, kad se niz završi, recimo 1, 2, 3, 4, koračni motor završi četiri koraka i tako je spreman za ponovno pokretanje, međutim brojač ima kapacitet za 10, pa nastavlja bez prekida. Ako se to dogodi, koračni motor mora pričekati dok brojač ne završi svoj ciklus od 10, što nije prihvatljivo. To se regulira povezivanjem RESET-a na Q4, pa kada brojač krene na pet brojanja, resetira se i započinje od jednog, čime započinje slijed koraka.
Dakle, ovo je način na koji koračni korak neprestano korača i tako se događa rotacija. U dvije faze RESET pin mora biti povezan na Q2 da bi se brojač resetirao u trećem impulsu. Na taj se način može prilagoditi krug za pogon deseterostepenog koračnog motora.