Sirkuit driver motor stepper

Rangkaian driver motor stepper secara teknis merupakan rangkaian Decade Binary Counter. Keunggulan rangkaian ini adalah dapat digunakan untuk menggerakkan motor stepper yang memiliki 2-10 langkah. Sebelum melangkah lebih jauh mari kita bahas lebih lanjut tentang dasar-dasar motor stepper.

Nama motor ini diberikan karena putaran poros dalam bentuk langkah yang berbeda dari DC atau motor lainnya. Di motor lain kecepatan rotasi, sudut berhenti tidak dalam kendali penuh kecuali sirkuit yang diperlukan dimasukkan. Non-kontrol ini hadir karena momen inersia, yang merupakan karakter untuk memulai dan menghentikan perintah tanpa penundaan. Pertimbangkan motor DC, setelah diberi daya, kecepatan motor meningkat perlahan hingga mencapai kecepatan pengenal. Sekarang jika beban diletakkan pada motor, kecepatan menurun selama pengenal dan jika beban ditingkatkan lebih lanjut, kecepatan semakin berkurang. Sekarang jika daya dimatikan, motor tidak segera berhenti karena akan mengalami momen inersia, motor berhenti perlahan. Sekarang pertimbangkan ini adalah kasus di printer arus keluar kertas tidak berhenti tepat waktu,kita kehilangan kertas setiap kali kita mulai dan berhenti. Kita perlu menunggu motor memetik kecepatan dan waktunya kertas hilang. Ini tidak dapat diterima untuk sebagian besar sistem kontrol, jadi untuk mengatasi masalah semacam ini kami menggunakan motor stepper.

Motor stepper tidak bekerja pada suplai konstan. Ini hanya dapat bekerja pada pulsa daya yang dikendalikan dan dipesan. Sebelum melangkah lebih jauh kita perlu berbicara tentang motor stepper UNIPOLAR dan BIPOLAR. Seperti yang ditunjukkan pada gambar pada motor stepper UNIPOLAR, kita dapat mengambil ketukan tengah dari kedua belitan fasa untuk kesamaan atau daya bersama. Dalam kasus pertama kita dapat mengambil hitam dan putih sebagai kesamaan atau kekuatan. Dalam kasus 2 hitam diambil untuk umum. Dalam case3 oranye hitam merah kuning semuanya bersatu untuk kesamaan atau kekuasaan.

Pada motor stepper BIPOLAR kita memiliki ujung fasa dan tidak ada keran pusat sehingga kita hanya akan memiliki empat terminal. Penggerak motor stepper jenis ini berbeda dan kompleks serta rangkaian penggerak tidak dapat dirancang dengan mudah tanpa mikrokontroler.

Rangkaian yang kami rancang disini hanya dapat digunakan untuk motor stepper tipe UNIPOLAR.

Daya denyut motor stepper UNIPOLAR akan dibahas pada penjelasan rangkaian.

Komponen Sirkuit

• +9 hingga +12 tegangan suplai
• 555 IC
• Resistor 1KΩ, 2K2Ω
• Pot 220KΩ atau resistor variabel
• Kapasitor 1µF, kapasitor 100µF (bukan wajib, dihubungkan secara paralel ke daya)
• 2N3904 atau 2N2222 (jumlah potongan tergantung jenis stepper jika tahap 2 kita perlu 2 jika tahap empat kita perlu empat)
• 1N4007 (jumlah dioda sama dengan jumlah transistor)
• CD4017 IC,.

Diagram Sirkuit Pengemudi Motor Stepper dan Penjelasannya

Gambar tersebut menunjukkan diagram sirkuit dari driver motor stepper dua tahap. Sekarang seperti yang ditunjukkan pada diagram rangkaian, rangkaian 555 di sini adalah untuk menghasilkan jam atau gelombang persegi. Frekuensi pembangkitan clock dalam hal ini tidak dapat dipertahankan konstan sehingga kita perlu mendapatkan kecepatan variabel untuk motor stepper. Untuk mendapatkan kecepatan variabel ini, sebuah pot atau preset diatur secara seri dengan resistor 1K di cabang antara pin ^ke- 6 dan ^ke -7. Karena pot divariasikan, resistansi di cabang berubah dan frekuensi clock yang dihasilkan oleh 555.

Pada gambar yang penting hanya rumus ketiga. Anda dapat melihat bahwa frekuensi berbanding terbalik dengan R2 (yaitu 1K + 220k POT di sirkuit). Jadi jika R2 meningkat maka frekuensi menurun. Dan jika pot disesuaikan untuk meningkatkan resistansi di cabang, frekuensi clock berkurang.

Jam yang dihasilkan oleh 555 timer diumpankan ke penghitung DEKADE BINER. Sekarang penghitung biner dekade menghitung jumlah pulsa yang diumpankan pada jam dan membiarkan output pin yang sesuai menjadi tinggi. Misalnya jika hitungan event adalah 2 maka pin penghitung Q1 akan tinggi dan jika 6 dihitung maka pin Q5 akan tinggi. Ini mirip dengan pencacah biner namun penghitungan akan dalam desimal (mis., 1 2 3 4 __ 9) jadi jika hitungannya tujuh hanya pin Q6 yang akan tinggi. Dalam pencacah biner Q0, pin Q1 dan Q2 (1 + 2 + 4) akan tinggi. Output ini diumpankan ke transistor untuk menggerakkan motor stepper secara teratur.

Pada gambar kita melihat rangkaian driver motor stepper empat tingkat yang sangat mirip dengan dua tahap satu. Di sirkuit ini, dapat diamati bahwa RESET yang terhubung ke Q2 sebelumnya sekarang dipindahkan ke Q4 dan pin Q2 dan Q3 yang terbuka dihubungkan ke dua transistor lain untuk mendapatkan set penggerak empat pulsa untuk menjalankan motor stepper empat tahap. Jadi jelas bahwa kita bisa mengendarai motor stepper sampai sepuluh tahap. Namun seseorang harus memindahkan pin RESET ke atas agar sesuai dengan transistor penggerak pada tempatnya.

Dioda yang ditempatkan di sini adalah untuk melindungi transistor dari lonjakan induktif belitan motor stepper. Jika ini tidak ditempatkan, seseorang mungkin berisiko merusak transistor. Semakin besar frekuensi pulsa, semakin besar kemungkinan ledakan tanpa dioda.

Cara Kerja Pengemudi Motor Stepper

Untuk pemahaman yang lebih baik tentang putaran langkah motor stepper, kami mempertimbangkan motor stepper empat tahap seperti yang ditunjukkan pada gambar.

Sekarang perhatikan, sebagai contoh, semua kumparan dimagnetisasi pada satu waktu. Rotor mengalami gaya dengan besaran yang sama dari sekelilingnya sehingga tidak bergerak. Karena semuanya sama besarnya dan mengungkapkan arah yang berlawanan. Sekarang jika kumparan D hanya dimagnetisasi, gigi 1 pada rotor mengalami gaya tarik ke arah + D dan gigi 5 rotor mengalami gaya tolak yang berlawanan dengan –D, kedua gaya ini mewakili jam gaya aditif. Jadi rotor bergerak untuk menyelesaikan satu langkah. Setelah itu berhenti untuk kumparan berikutnya memberi energi untuk menyelesaikan langkah berikutnya. Ini berlangsung sampai empat langkah selesai. Untuk rotor untuk memutar, siklus berdenyut ini harus berlangsung.

Seperti dijelaskan sebelumnya, preset disetel ke nilai untuk frekuensi pulsa tertentu. Jam ini diumpankan ke penghitung dekade untuk mendapatkan keluaran reguler darinya. Output dari penghitung dekade diberikan ke transistor untuk menggerakkan kumparan daya tinggi motor stepper secara berurutan. Bagian yang sulit adalah, setelah urutan selesai katakanlah 1, 2, 3, 4, motor stepper menyelesaikan empat langkah dan siap untuk memulai lagi namun penghitung memiliki kapasitas untuk berjalan selama 10 dan seterusnya tanpa gangguan. Jika ini terjadi, motor stepper harus menunggu hingga penghitung menyelesaikan siklus 10 yang tidak dapat diterima. Ini diatur dengan menghubungkan RESET ke Q4 sehingga ketika penghitung berjalan selama lima hitungan, ia mengatur ulang sendiri dan mulai dari satu, ini memulai urutan stepper.

Jadi ini adalah bagaimana stepper terus melangkah dan rotasi terjadi. Untuk dua tahap, pin RESET harus dihubungkan ke Q2 agar penghitung mengatur ulang dirinya sendiri di pulsa ketiga. Dengan cara ini seseorang dapat mengatur sirkuit untuk menggerakkan motor stepper sepuluh langkah.