Litar pemacu motor stepper secara teknikal adalah litar Pembilang Perduaan Dekad. Kelebihan litar ini adalah, ia dapat digunakan untuk menggerakkan motor stepper yang mempunyai 2-10 langkah. Sebelum pergi lebih jauh mari kita bincangkan lebih lanjut mengenai asas-asas motor stepper.
Nama motor ini diberikan kerana putaran poros adalah dalam bentuk langkah yang berbeza dari DC atau motor lain. Pada motor lain kelajuan putaran, sudut berhenti tidak terkawal sepenuhnya kecuali litar yang diperlukan dimasukkan. Tanpa kawalan ini hadir kerana momen inersia, yang hanya watak untuk memulakan dan berhenti pada perintah tanpa berlengah. Pertimbangkan motor DC, setelah dihidupkannya kelajuan motor meningkat perlahan sehingga dapat menangkap kelajuan yang dinilai. Sekarang jika beban diletakkan pada motor, kelajuan menurun melebihi nilai dan jika beban ditingkatkan lebih lanjut kelajuan akan menurun. Jika kuasa dimatikan, motor tidak akan berhenti serta merta kerana ia akan mengalami masa inersia, ia akan berhenti perlahan. Sekarang pertimbangkan bahawa ini adalah kes pada pencetak aliran keluar kertas tidak berhenti tepat pada waktunya,kita kehilangan kertas setiap kali kita mula dan berhenti. Kita perlu menunggu motor memilih kelajuan dan masa yang tepat kertas hilang. Ini tidak dapat diterima oleh kebanyakan sistem kawalan, jadi untuk menyelesaikan masalah seperti ini kita menggunakan motor stepper.
The stepper motor tidak berfungsi pada bekalan yang berterusan. Ia hanya boleh diusahakan pada denyutan kuasa terkawal dan teratur. Sebelum melangkah lebih jauh, kita perlu membincangkan mengenai motor stepper UNIPOLAR dan BIPOLAR. Seperti yang ditunjukkan dalam gambar dalam motor stepper UNIPOLAR, kita dapat mengambil sentuhan tengah dari kedua belitan fasa untuk tanah bersama atau untuk kekuatan bersama. Dalam kes pertama, kita boleh mengambil warna hitam dan putih untuk kesamaan atau kekuatan. Sekiranya 2 warna hitam adalah biasa. Sekiranya 3 oren hitam merah kuning semuanya bersatu untuk kesamaan atau kekuatan.
Dalam motor stepper BIPOLAR kita mempunyai hujung fasa dan tidak ada paip pusat dan oleh itu kita hanya akan mempunyai empat terminal. Pemacu motor stepper jenis ini berbeza dan kompleks dan juga litar pemanduan tidak dapat direka dengan mudah tanpa pengawal mikro.
Litar yang kami reka di sini hanya dapat digunakan untuk motor stepper jenis UNIPOLAR.
Denyutan daya motor stepper UNIPOLAR akan dibincangkan dalam penjelasan litar.
Komponen Litar
- +9 hingga +12 voltan bekalan
- 555 IC
- Perintang 1KΩ, 2K2Ω
- 220KΩ periuk atau perintang berubah
- Kapasitor 1µF, kapasitor 100µF (bukan wajib, disambungkan selari dengan kuasa)
- 2N3904 atau 2N2222 (jumlah kepingan bergantung pada jenis stepper jika itu 2 tahap kita memerlukan 2 jika itu empat tahap kita memerlukan empat)
- 1N4007 (bilangan diod sama dengan bilangan transistor)
- CD4017 IC,.
Gambarajah dan Penjelasan Litar Pemandu Motor Stepper
Rajah menunjukkan gambarajah litar pemacu motor stepper dua tahap. Sekarang seperti yang ditunjukkan dalam rajah litar, litar 555 di sini adalah untuk menghasilkan jam atau gelombang persegi. Kekerapan penjanaan jam dalam kes ini tidak dapat dijaga tetap sehingga kita perlu mendapatkan kelajuan berubah untuk motor stepper. Untuk mendapatkan kelajuan berubah ini, periuk atau pratetap diatur secara bersiri dengan perintang 1K di cabang antara pin ke - 6 dan ke -7. Oleh kerana periuk berubah, rintangan di cabang berubah dan frekuensi jam dihasilkan oleh 555.
Dalam rajah itu yang penting hanyalah formula ketiga. Anda dapat melihat bahawa frekuensi berkaitan terbalik dengan R2 (yang 1K + 220k POT dalam litar). Jadi jika R2 meningkat frekuensi menurun. Oleh itu, jika periuk diselaraskan untuk meningkatkan daya tahan di cabang, frekuensi jam menurun.
Jam yang dihasilkan oleh pemasa 555 disalurkan ke kaunter DECADE BINARY. Kini pembilang binari dekad mengira bilangan denyutan yang diberi pada jam dan membiarkan output pin yang sesuai meningkat. Contohnya jika kiraan peristiwa adalah 2 maka pin kaunter Q1 akan tinggi dan jika 6 dihitung, pin Q5 akan tinggi. Ini sama dengan pembilang binari namun pengiraannya akan berada dalam perpuluhan (iaitu, 1 2 3 4 __ 9) jadi jika kiraannya tujuh hanya Q6 pin akan tinggi. Di kaunter binari Q0, Q1 dan Q2 (1 + 2 + 4) pin akan tinggi. Keluaran ini disalurkan ke transistor untuk menggerakkan motor stepper dengan teratur.
Dalam gambar kita melihat litar pemacu motor stepper empat tahap sangat mirip dengan dua tahap satu. Dalam litar ini, dapat diperhatikan bahawa RESET yang disambungkan ke Q2 sebelumnya kini dipindahkan ke Q4 dan pin Q2 dan Q3 yang terbuka disambungkan ke dua transistor lain untuk mendapatkan set pemacu empat nadi untuk menjalankan motor stepper empat tahap. Oleh itu, jelas bahawa kita dapat menggerakkan motor stepper hingga sepuluh tahap. Walau bagaimanapun, seseorang harus menggerakkan pin RESET ke atas agar sesuai dengan pemacu transistor di tempatnya.
Diod yang diletakkan di sini adalah untuk melindungi transistor daripada lonjakan induktif dari penggulungan motor stepper. Sekiranya ini tidak diletakkan, seseorang mungkin berisiko meletupkan transistor. Semakin besar frekuensi denyutan, semakin besar kemungkinan meletup tanpa dioda.
Kerja Pemandu Motor Stepper
Untuk pemahaman yang lebih baik mengenai putaran motor stepper, kami mempertimbangkan motor stepper empat tahap seperti yang ditunjukkan dalam gambar.
Sekarang pertimbangkan, sebagai contoh, semua gegelung dimagnetkan pada satu masa. Rotor mengalami kekuatan yang sama besar dari sekelilingnya sehingga tidak bergerak. Kerana semuanya sama besar dan menyatakan arah yang bertentangan. Sekarang jika gegelung D hanya bermagnet, gigi 1 pada rotor mengalami daya tarikan yang menarik ke arah + D dan gigi 5 rotor mengalami daya tolakan yang menentang –D, kedua-dua daya ini mewakili daya tambah jam. Jadi rotor bergerak untuk menyelesaikan langkah. Selepas itu berhenti untuk gegelung seterusnya bertenaga untuk menyelesaikan langkah seterusnya. Ini berterusan sehingga empat langkah selesai. Agar pemutar berputar kitaran berdenyut ini mesti berlaku.
Seperti yang dijelaskan sebelumnya, pratetap ditetapkan ke nilai untuk frekuensi denyutan tertentu. Jam ini disalurkan ke kaunter dekad untuk mendapatkan output tetap daripadanya. Keluaran dari penghitung dekad diberikan kepada transistor untuk menggerakkan gegelung tinggi motor stepper mengikut urutan. Bahagian yang sukar adalah, setelah urutan lengkap katakan 1, 2, 3, 4 motor stepper melengkapkan empat langkah dan jadi ia siap untuk dimulakan lagi namun kaunter mempunyai kapasiti untuk berjalan selama 10 dan seterusnya berjalan tanpa gangguan. Sekiranya ini berlaku, motor stepper mesti menunggu sehingga kaunter menyelesaikan pusingan 10 yang tidak boleh diterima. Ini diatur dengan menyambungkan RESET ke Q4 jadi apabila pembilang pergi untuk lima kiraan, ia akan diset semula dan bermula dari satu, ini akan memulakan urutan stepper.
Jadi ini adalah bagaimana stepper berterusan ia melangkah dan putarannya berlaku. Untuk dua peringkat, pin RESET mesti disambungkan ke Q2 agar kaunter dapat mengatur semula dirinya pada nadi ketiga. Dengan cara ini seseorang dapat menyesuaikan litar untuk menggerakkan motor stepper sepuluh langkah.