Šiame projekte mes mokysimės, kaip sukurti paprastą vienpolį žingsninio variklio tvarkyklę naudojant 555 laikmačio IC. Be 555 laikmačio, mums taip pat reikia IC CD 4017, kuris yra dešimtmečio skaitiklis IC.

Autorius Ankit Negi

Bet kuris vienpolis variklis gali būti prijungtas prie šios grandinės, kad atliktumėte konkrečią užduotį, nors pirmiausia turite atlikti keletą nedidelių pakeitimų.

Žingsnio variklio greitį galima reguliuoti iš potenciometro, sujungto tarp išleidimo ir slenksčio kaištis iš 555 laikmačio .

„Stepper Motor“ pagrindai

Žingsniniai varikliai naudojami tose vietose, kur reikalingas tam tikras sukimosi dažnis, kurio negalima pasiekti naudojant įprastus nuolatinės srovės variklius. Tipinis žingsninio variklio pritaikymas yra 3D spausdintuvas. Rasite dviejų tipų populiarius žingsninius variklius: UNIPOLAR ir BIPOLAR.

Kaip rodo pavadinimas, vienpolis žingsninis variklis turi apvijas su bendra viela, kurią galima lengvai įjungti po vieną.

Kadangi bipolinis žingsninis variklis neturi bendro gnybto tarp ritinių, dėl kurio jo negalima valdyti paprasčiausiai naudojant siūlomą grandinę. Kad galėtume vairuoti dvipolį žingsninį variklį, mums reikia h-tilto grandinės.

KOMPONENTAI:

1. 555 TIMER IC

du. CD 4017 IC

3. REZISTORIAI 4,7K, 1K

“išbandykite kondensatorių su skaitmeniniu multimetru ”

4. POTENCIOMETRAS 220K

5. 1 kondensatorius

6. 4 DIODAI 1N4007

7. 4 TRANZISTORIAI 2N2222

8. UNIPOLINIS ŽIEDINIS VARIKLIS

9. DC maitinimo šaltinis

TIKSLAS 555 LAIMERIS:

Čia reikalingas 555 laikmatis, kad būtų sugeneruoti tam tikro dažnio laikrodžio impulsai (kuriuos galima keisti naudojant 220 k pot), kuris nustato žingsninio variklio greitį.

IC 555 Pinout informacija

IC 555 kontaktų informacija, įžeminimas, Vcc, atstatymas, slenkstis, iškrovimas, valdymo įtampa

CD4017 TIKSLAS:

Kaip jau minėta pirmiau, tai yra dešimtmečio skaitiklis IC, ty jis gali suskaičiuoti iki 10 laikrodžio impulsų. Šis IC yra ypatingas tuo, kad jis turi savo integruotą dekoderį. Dėl to jums nereikia pridėti papildomo IC, norint iššifruoti dvejetainius skaičius.

4017 skaičiuoja iki 10 laikrodžio impulsų nuo 555 valandos ir suteikia didelę galią, atitinkančią kiekvieną laikrodžio impulsą po vieną iš jo 10 išvesties kaiščių. Vienu metu tik vienas kaištis yra aukštas.

“aukšto ir žemo dažnio filtrai ”

TRANZISTORIŲ TIKSLAS:

Čia yra du tranzistoriaus tikslai:

1. Tranzistoriai čia veikia kaip jungikliai, todėl vienu metu įjungiama viena ritė.

2. Transistoriai leidžia pro juos praeiti didelei srovei ir paskui varikliui, taigi visiškai neįtraukiant 555 laikmačio, nes jis gali tiekti labai mažai srovės.

APTRAUKIMO DIAGRAMA:

paprasta žingsninio variklio vairuotojo grandinė naudojant IC 555

Prijunkite jungtis, kaip parodyta paveiksle.

1. Prijunkite 3 kaištį arba 555 laikmačio išvesties kaištį prie IC 4017 14 kaiščio (laikrodžio kaištis).
2. Prijunkite įgalinimo kaištį arba 13-ąjį kaištį iš 4017 prie žemės.
3. Prijunkite kaiščius 3,2,4,7 po vieną prie atitinkamai tranzistorių 1,2,3,4.
4. Prijunkite 10 ir 15 kaiščius prie žemės per 1k varžą.
5. Prijunkite bendrą žingsninio variklio laidą prie maitinimo šaltinio.
6. Prijunkite kitus žingsninio variklio laidus taip, kad ritės būtų įtampos viena po kitos, kad būtų tinkamai įvykdytas vienas visas apsisukimas. (Galite peržiūrėti gamintojo pateiktą variklio duomenų lapą)

KODĖL IC 4017 IŠĖJIMO PIN kodas yra sujungtas su jo PIN kodu 15 (RESET PIN)?

Kaip jau minėta aukščiau, 4017 skaičiuoja laikrodžio impulsus po vieną iki 10-ojo laikrodžio impulsų ir atitinkamai suteikia didelę išėjimo kaiščių išvestį, kiekvienas išvesties kaištis eina aukštai.

“paprasta žingsninio variklio vairuotojo grandinė ”

Tai sukelia tam tikrą nereikalingą variklio sukimosi vėlavimą. Kadangi mums reikalingi tik pirmieji keturi kaiščiai vienai pilnai variklio apsisukimui arba pirmieji keturi skaitmenys po kablelio nuo o iki 3, kaištis Nr. 10 yra prijungtas prie pin15 taip, kad po 4-osios skaičiavimo IC nustatomos iš naujo ir skaičiavimas vėl pradedamas nuo pradžių. Tai užtikrina, kad variklio sukimasis nenutrūks.

DARBAS:

Tinkamai atlikę jungtis, jei įjungsite grandinės variklį, jis pradės suktis žingsniais. Laikmatis 555 sukuria laikrodžio impulsus, priklausomai nuo rezistoriaus, potenciometro ir kondensatoriaus reikšmių.

Pakeitus bet kurio iš šių trijų komponentų vertę, pasikeis laikrodžio pulso dažnis.

Šie laikrodžio impulsai pateikiami IC CD 4017, kuris paskui suskaičiuoja laikrodžio impulsus po vieną ir atitinkamai suteikia kaištį Nr. 3,2,4,7 kaip išėjimą 1 ir nuolat kartoja šį procesą.

Kadangi tranzistorius Q1 yra prijungtas prie 3 kaiščio, jis pirmiausia įsijungia, tada tranzistorius Q2, po to - Q3 ir Q4. Bet kai vienas tranzistorius yra įjungtas, visi kiti išjungiami.

Kai Q1 yra įjungtas, jis veikia kaip uždaras jungiklis, o srovė teka per bendrą laidą į laidą 1, o po to - į žemę per tranzistorių Q1.

Tai įjungia ritę 1 ir variklis sukasi tam tikru kampu, kuris priklauso nuo laikrodžio dažnio. Tada tas pats nutinka ir su Q2, kuris įjungia ritę 2, po to ritę 3 ir ritę 4. Taigi gaunamas vienas pilnas apsisukimas.

Pasukus potenciometrą:

Tarkime, iš pradžių puodo padėtis yra tokia, kad tarp išleidimo ir slenksčio kaiščio yra didžiausias pasipriešinimas (220k). Išėjimo laikrodžio impulso dažnio formulė yra:

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

Iš formulės aišku, kad laikrodžio impulsų dažnis mažėja didėjant R2 vertei. Taigi, kai R2 arba pot vertė yra didžiausia, dažnis yra mažiausias, dėl kurio IC 4017 skaičiuojamas lėčiau ir duoda daugiau uždelsto išėjimo.

Kai pasipriešinimo R2 vertė mažėja, dažnis didėja, o tai sukelia mažiausią vėlavimą tarp IC 4017 išėjimų. Taigi žingsninis variklis sukasi greičiau.

Taigi potenciometro vertė lemia žingsninio variklio greitį.

MODELIAVIMO VIDEO:

Čia galite aiškiai pamatyti, kaip variklio greitis skiriasi priklausomai nuo varžos R2. Jo vertė pirmiausia sumažėja, o vėliau padidėja, o tai savo ruožtu pirmiausia didina, o po to mažina žingsninio variklio greitį.