Žingsninio variklio vairuotojo grandinė

Techniškai žingsninio variklio tvarkyklė yra dešimtmečio dvejetainio skaitiklio grandinė. Šios grandinės privalumas yra tas, kad ją galima naudoti 2–10 pakopų pakopiniams varikliams vairuoti. Prieš eidami toliau, aptarkime daugiau apie žingsninio variklio pagrindus.

Šio variklio pavadinimas suteiktas todėl, kad velenas sukasi pakopos forma, kuri skiriasi nuo nuolatinės srovės ar bet kurio kito variklio. Kituose varikliuose sukimosi greitis, stabdymo kampas nėra visiškai valdomi, nebent įterpta būtina grandinė. Šis nevaldymas yra dėl inercijos momento, kuris yra tiesiog simbolis, kurį reikia pradėti ir sustabdyti paleidus komandą nedelsiant. Apsvarstykite nuolatinės srovės variklį, kai jo variklis variklio greitis didėja lėtai, kol jis pasiekia vardinį greitį. Dabar, kai varikliui tenka apkrova, greitis sumažėja viršijant nominalųjį dydį, o dar labiau padidinus apkrovą - dar labiau sumažėja. Dabar, kai maitinimas išjungtas, variklis neužsibūna iškart, nes jis turės inercijos momentą, jis lėtai sustoja. Dabar manau, kad tai yra spausdintuvo atvejis, kai popieriaus nutekėjimas nesustoja laiku,mes prarandame popierių kiekvieną kartą, kai pradedame ir sustojame. Turime palaukti, kol variklis pasirinks greitį ir tinkamu laiku pradings popierius. Tai nepriimtina daugumai valdymo sistemų, todėl norėdami išspręsti tokio pobūdžio problemas naudojame žingsninius variklius.

Stepper motorinių neveikia pastoviai tiekimo. Jį galima dirbti tik valdant ir užsakant galios impulsus. Prieš eidami toliau, turime pakalbėti apie „UNIPOLAR“ ir „BIPOLAR“ žingsninius variklius. Kaip parodyta UNIPOLAR žingsninio variklio paveiksle, mes galime paimti abiejų fazių apvijų centrinį bakstelėjimą, kad būtų galima naudoti bendrą žemę arba bendrą galią. Pirmuoju atveju galime naudoti juodą ir baltą spalvą, kad gautume bendrą pagrindą ar galią. Jei 2 juoda spalva yra įprasta. 3 atveju oranžinė, juoda, raudona, geltona spalva susideda iš bendro pagrindo ar jėgos.

BIPOLAR žingsniniame variklyje mes turime fazinius galus ir be centrinių čiaupų, todėl turėsime tik keturis gnybtus. Šio tipo žingsninių variklių vairavimas yra skirtingas ir sudėtingas, be to, variklio grandinė negali būti lengvai suprojektuota be mikrovaldiklio.

Čia sukurtą grandinę galima naudoti tik UNIPOLAR tipo žingsniniams varikliams.

UNIPOLAR žingsninio variklio impulsas bus aptartas paaiškinant grandinę.

Grandinės komponentai

• Maitinimo įtampa nuo +9 iki +12
• 555 IC
• 1KΩ, 2K2Ω rezistoriai
• 220KΩ puodas arba kintamas rezistorius
• 1µF kondensatorius, 100µF kondensatorius (neprivalomas, prijungtas lygiagrečiai su maitinimu)
• 2N3904 arba 2N2222 (vienetų skaičius priklauso nuo žingsnio tipo, jei mums reikia 2 pakopų, jei mums reikia keturių pakopų)
• 1N4007 (diodų skaičius lygus tranzistorių skaičiui)
• CD4017 IC,.

Žingsninio variklio vairuotojo grandinės schema ir paaiškinimas

Paveiksle parodyta dviejų pakopų žingsninio variklio tvarkyklės schema. Dabar, kaip parodyta schemoje, 555 grandinė turi sukurti laikrodį arba kvadratinę bangą. Laikrodžio generavimo dažnis šiuo atveju negali būti pastovus, todėl turime gauti kintamą žingsninio variklio greitį. Norint gauti šį kintamą greitį, puodas ar iš anksto nustatytas žingsnis nuosekliai su 1K rezistoriumi šakoje tarp 6 ^-ojo ir 7 ^-ojo kaiščių. Keičiant puodą, keičiasi šakos pasipriešinimas ir 555 generuojamas laikrodžio dažnis.

Paveiksle svarbu tik trečioji formulė. Galite pamatyti, kad dažnis yra atvirkščiai susijęs su R2 (kuris grandinėje yra 1K + 220k POT). Taigi, jei R2 padidėja, dažnis mažėja. Taigi, jei puodas pakoreguojamas taip, kad padidėtų šakos pasipriešinimas, laikrodžio dažnis mažėtų.

555 laikmačio sugeneruotas laikrodis tiekiamas į DECADE BINARY skaitiklį. Dabar dešimtmečio dvejetainis skaitiklis suskaičiuoja impulsų skaičių, paduodamą laikrodyje, ir leidžia atitinkamam kaiščio išėjimui pakilti. Pavyzdžiui, jei įvykių skaičius yra 2, Q1 skaitiklio kaištis bus didelis, o jei skaičius yra 6, kaištis Q5 bus didelis. Tai panašu į dvejetainį skaitiklį, tačiau skaičiavimas bus dešimtainis (ty 1 2 3 4 __ 9), taigi, jei skaičius yra septyni, tik Q6 kaištis bus didelis. Dvejetainiame skaitiklyje Q0, Q1 ir Q2 (1 + 2 + 4) kaiščiai bus aukšti. Šie išėjimai tiekiami į tranzistorių, kad tvarkingai valdytų žingsninį variklį.

Paveiksle matome keturių pakopų žingsninio variklio vairuotojo grandinę, labai panašią į dviejų pakopų. Šioje grandinėje galima pastebėti, kad RESET, prijungtas prie Q2 anksčiau, dabar yra perkeltas į Q4, o atidaryti Q2 ir Q3 kaiščiai yra prijungti prie kitų dviejų tranzistorių, kad gautų keturių impulsų pavaros rinkinį keturių pakopų žingsniniam varikliui paleisti. Taigi akivaizdu, kad galime vairuoti iki dešimties pakopų žingsninį variklį. Tačiau reikėtų perkelti RESET kaištį aukštyn, kad jis tilptų į tranzistorius.

Čia dedami diodai turi apsaugoti tranzistorius nuo indukcinio žingsnio variklio apvijos smailėjimo. Jei jų nebus, gali būti, kad bus nupūsti tranzistoriai. Didesnis impulsų dažnis, didesnė tikimybė susprogdinti be diodų.

Žingsninio variklio vairuotojo darbas

Norėdami geriau suprasti žingsninio variklio sukimosi žingsnį, svarstome keturių pakopų žingsninį variklį, kaip parodyta paveiksle.

Dabar apsvarstykime, pavyzdžiui, visos ritės įmagnetinamos vienu metu. Rotorius patiria vienodo dydžio jėgas iš visų aplinkinių vietų, todėl jis nejuda. Nes visi yra vienodo dydžio ir išreiškia priešingą kryptį. Dabar, jei ritė D tik įmagnetina, rotoriaus dantys 1 patiria patrauklią jėgą link + D, o rotoriaus 5 dantys - atstumiančią jėgą, priešingą –D, t. Taigi rotorius juda, kad užbaigtų žingsnį. Po to ji sustoja, kad kita ritė įgautų energijos, kad atliktų kitą žingsnį. Tai tęsiasi tol, kol bus baigti keturi žingsniai. Kad rotorius suktųsi, šis impulsų ciklas turi vykti.

Kaip paaiškinta anksčiau, iš anksto nustatoma tam tikro impulsų dažnio vertė. Šis laikrodis tiekiamas į dešimtmečio skaitiklį, kad gautų reguliarius jo išėjimus. Dešimtmečio skaitiklio išvestys yra pateikiamos tranzistoriams, kad pakopos variklio didelės galios ritės būtų iš eilės. Keblu yra tai, kad kai seka bus baigta, tarkim, 1, 2, 3, 4, žingsninis variklis atlieka keturis žingsnius, todėl jis yra pasirengęs paleisti iš naujo, tačiau skaitiklis gali eiti 10 ir taip tęsiasi be pertrūkių. Tokiu atveju žingsninis variklis turi palaukti, kol skaitiklis užbaigs savo 10 ciklą, o tai nėra priimtina. Tai reguliuojama prijungiant RESET prie Q4, taigi, kai skaitiklis eina penkis skaičius, jis iš naujo nustato ir prasideda nuo vieno, pradedant žingsnio seką.

Taigi šitaip žingsnis žengia nepertraukiamai, todėl sukimasis vyksta. Dviejų pakopų metu RESET kaištis turi būti prijungtas prie Q2, kad skaitiklis atsistatytų trečiuoju impulsu. Tokiu būdu galima reguliuoti grandinę, kad būtų galima valdyti dešimties žingsnių pakopinį variklį.