Circuit de controlador de motor pas a pas

El circuit tècnic del motor del pas a pas és un circuit de comptador binari de dècada. L’avantatge d’aquest circuit és que es pot utilitzar per conduir motors pas a pas de 2 a 10 passos. Abans d’anar més lluny, discutim més sobre els conceptes bàsics del motor pas a pas.

El nom d'aquest motor es dóna així perquè la rotació de l'eix té una forma de pas que és diferent de la de CC o de qualsevol altre motor. En altres motors, la velocitat de rotació i l'angle de parada no es controlen completament tret que s'insereixi el circuit necessari. Aquest no control està present a causa del moment d'inèrcia, que és simplement un personatge per iniciar i aturar al comandament sense demora. Penseu en un motor de corrent continu, un cop alimentat, la velocitat del motor augmenta lentament fins que agafa la velocitat nominal. Ara, si es posa una càrrega al motor, la velocitat disminueix per sobre de la nominal i si la càrrega augmenta encara més, la velocitat disminuirà encara més. Ara, si l’aparell està apagat, el motor no s’atura immediatament, ja que tindrà un moment d’inèrcia, s’aturarà lentament. Ara considerem que és un cas en una impressora que la sortida de paper no s’atura a temps,perdem paper cada vegada que comencem i parem. Hem d’esperar que el motor triï la velocitat i es perdi el temps degut al paper. Això és inacceptable per a la majoria dels sistemes de control, de manera que per resoldre aquest tipus de problemes fem servir motors pas a pas.

El motor pas a pas no funciona amb un subministrament constant. Només es pot treballar en impulsos de potència controlats i ordenats. Abans d’anar més lluny, hem de parlar dels motors pas a pas UNIPOLAR i BIPOLAR. Com es mostra a la figura en un motor pas a pas UNIPOLAR, podem agafar el toc central dels bobinatges de fase per obtenir un terreny comú o per obtenir una potència comuna. En el primer cas, podem agafar el blanc i el negre per un punt comú o poder. En el cas que el 2 negre sigui comú. En cas que3 taronja negre vermell groc es reuneixin per obtenir un punt comú o poder.

Al motor pas a pas BIPOLAR tenim extrems de fase i no hi ha aixetes centrals, de manera que només tindrem quatre terminals. La conducció d’aquest tipus de motor pas a pas és diferent i complexa i, a més, el circuit de conducció no es pot dissenyar fàcilment sense un microcontrolador.

El circuit que hem dissenyat aquí només es pot utilitzar per a motors pas a pas del tipus UNIPOLAR.

La pulsació de potència del motor pas a pas UNIPOLAR es discutirà en l'explicació del circuit.

Components del circuit

• Tensió d'alimentació de +9 a +12
• 555 IC
• Resistències 1KΩ, 2K2Ω
• Pot de 220KΩ o resistència variable
• Condensador 1µF, condensador 100µF (no obligatori, connectat en paral·lel a la potència)
• 2N3904 o 2N2222 (el nombre de peces depèn del tipus de pas a pas si es tracta de 2 etapes en necessitem 2 si és de quatre etapes en necessitem quatre)
• 1N4007 (el nombre de díodes és igual al nombre de transistors)
• CD4017 IC,.

Diagrama i explicació del circuit del controlador de motor pas a pas

La figura mostra el diagrama de circuits del controlador de motor pas a pas de dues etapes. Ara, tal com es mostra al diagrama del circuit, el circuit 555 aquí és per generar rellotge o ona quadrada. La freqüència de generació de rellotge en aquest cas no es pot mantenir constant, de manera que hem d’obtenir una velocitat variable per al motor pas a pas. Per obtenir aquesta velocitat variable una olla o un valor preestablert és de ritme en sèrie amb resistència de 1K en branca entre 6 ^° i 7 ^° pin. A mesura que l'olla varia, la resistència a la branca canvia i, per tant, la freqüència de rellotge generada per 555.

A la figura, l'important és només la tercera fórmula. Podeu veure que la freqüència està inversament relacionada amb R2 (que és 1K + 220k POT al circuit). Així, si R2 augmenta, la freqüència disminueix. I, per tant, si l'olla s'ajusta per augmentar la resistència a la branca, la freqüència del rellotge disminueix.

El rellotge generat pel temporitzador 555 s’alimenta al comptador DECADE BINARY. Ara, el comptador binari de la dècada compta el nombre de polsos alimentats al rellotge i deixa que la sortida de pin corresponent sigui alta. Per exemple, si el recompte d'esdeveniments és 2, el pin Q1 del comptador serà alt i, si el compte 6 és, el pin Q5 serà alt. Això és similar al comptador binari, però el recompte serà en decimal (és a dir, 1 2 3 4 __ 9), de manera que si el recompte és set, només el pin Q6 serà alt. Al comptador binari Q0, Q1 i Q2 (1 + 2 + 4) els pins seran alts. Aquestes sortides s’alimenten al transistor per accionar el motor pas a pas de manera ordenada.

A la figura, veiem un circuit de control de motor pas a pas de quatre etapes molt similar al de dues etapes. En aquest circuit, es pot observar que el RESET connectat a Q2 abans es mou ara a Q4 i els pins Q2 i Q3 oberts es connecten a dos transistors més per obtenir un conjunt de quatre impulsos per fer funcionar el motor pas a pas de quatre etapes. Per tant, és clar que podem conduir fins a deu etapes de motor pas a pas. Tanmateix, s'ha de moure el pin RESET cap amunt per tal d'encaixar en els transistors de conducció al seu lloc.

Els díodes col·locats aquí serveixen per protegir els transistors de la pujada inductiva del bobinat del motor pas a pas. Si no es col·loquen, es podria arriscar a bufar els transistors. Com més gran sigui la freqüència dels polsos, major serà la possibilitat de volar sense díodes.

Funcionament del controlador de motor pas a pas

Per a una millor comprensió de la rotació de pas del motor pas a pas, estem considerant un motor pas a pas de quatre etapes, tal com es mostra a la figura.

Vegeu ara, per exemple, que totes les bobines s’imanten alhora. El rotor experimenta forces d’igual magnitud que l’envolten i, per tant, no es mou. Perquè tots són de la mateixa magnitud i expressen direcció contrària. Ara bé, si la bobina D només s’imantava, les dents 1 del rotor experimenten una força d’atracció cap a + D i les dents 5 del rotor experimenten una força repulsiva que s’oposa a la –D, aquestes dues forces representen una força additiva rellotge. Així, el rotor es mou per completar un pas. Després d'això, s'atura perquè la següent bobina s'energitzi per completar el següent pas. Això continua fins que es completen els quatre passos. Perquè el rotor giri, aquest cicle de pulsacions ha d’estar en marxa.

Com s’ha explicat anteriorment, el valor predeterminat s’estableix en un valor per a una freqüència determinada d’impulsos. Aquest rellotge s’alimenta al comptador de dècades per obtenir-ne sortides regulars. Les sortides del comptador de dècades es donen als transistors per accionar les bobines d’alta potència del motor pas a pas en ordre seqüencial. La part complicada és que, un cop completada una seqüència, diguem 1, 2, 3, 4, el motor pas a pas fa quatre passos i, per tant, està a punt per començar de nou, però el comptador té una capacitat de 10 i continua sense interrupcions. Si això passa, el motor pas a pas ha d’esperar fins que el comptador completi el seu cicle de 10, cosa que no és acceptable. Això es regula connectant RESET a Q4, de manera que quan el comptador passa per cinc, es reinicia i comença a partir d’un, això inicia la seqüència de pas a pas.

Així doncs, així és com el pas a pas contínua es va intensificant i així es produeix la rotació. Per a dues etapes, el pin RESET ha d'estar connectat a Q2 perquè el comptador es restableixi al tercer impuls. D'aquesta manera es pot ajustar el circuit per accionar un motor pas a pas de deu passos.