~150 रूबल किमतीच्या संगणक जंकमधून साधा स्टेपर मोटर कंट्रोलर.
माझ्या मशीन टूल बिल्डिंगची सुरुवात 2000DM साठी जर्मन मशीनच्या यादृच्छिक संदर्भाने झाली, जी माझ्या मते बालिश वाटली, परंतु बरेच मनोरंजक कार्य करू शकते. त्या क्षणी, मला बोर्ड काढण्याच्या संधीमध्ये रस निर्माण झाला (हे माझ्या आयुष्यात LUT दिसण्यापूर्वीच होते).
इंटरनेटवरील विस्तृत शोधांच्या परिणामी, या समस्येसाठी समर्पित अनेक साइट्स सापडल्या, परंतु एकही रशियन-भाषिक नव्हती (हे सुमारे 3 वर्षांपूर्वी होते). सर्वसाधारणपणे, शेवटी, मला दोन CM6337 प्रिंटर सापडले (तसे, ते ओरिओल यूव्हीएम प्लांटद्वारे तयार केले गेले होते), तेथून मी एकध्रुवीय स्टेपर मोटर्स फाडल्या (Dynasyn 4SHG-023F 39S, DSHI200-1- चे ॲनालॉग). 1). प्रिंटर मिळविण्याच्या समांतर, मी ULN2803A मायक्रोकिरकिट्स (अक्षर A - DIP पॅकेजसह) देखील ऑर्डर केले. मी सर्वकाही गोळा केले आणि ते सुरू केले. मला जे मिळालं, मला प्रचंड गरम करणाऱ्या की चिप्स आणि क्वचित फिरणारे इंजिन मिळाले. हॉलंडच्या योजनेनुसार, करंट वाढवण्यासाठी, की जोड्यांमध्ये जोडल्या गेल्या आहेत, जास्तीत जास्त आउटपुट प्रवाह 1A पेक्षा जास्त नव्हता, तर इंजिनला 2A ची आवश्यकता होती (कोणाला माहित होते की मला असे वाटते की मला इतके उत्कट वाटेल. नंतर, जे इंजिन). याव्यतिरिक्त, हे स्विच द्विध्रुवीय तंत्रज्ञानाचा वापर करून तयार केले जातात, ज्यांना माहिती नाही त्यांच्यासाठी व्होल्टेज ड्रॉप 2V पर्यंत असू शकतो (जर वीज पुरवठा 5 पासून असेल, तर प्रत्यक्षात संक्रमण प्रतिरोधनावर अर्धा थेंब).
तत्वतः, 5" डिस्क ड्राइव्हच्या इंजिनसह प्रयोगांसाठी, हा एक चांगला पर्याय आहे; उदाहरणार्थ, आपण एक प्लॉटर बनवू शकता, परंतु ते पेन्सिलपेक्षा जड काहीही खेचू शकत नाहीत (उदाहरणार्थ, ड्रेमेल).
मी वेगळे घटकांपासून माझे स्वतःचे सर्किट असेंबल करायचे ठरवले, सुदैवाने प्रिंटरपैकी एका प्रिंटरला अनटच केलेले इलेक्ट्रॉनिक्स होते आणि मी तेथून KT829 ट्रान्झिस्टर घेतले (वर्तमान 8A पर्यंत, व्होल्टेज 100V पर्यंत)... असे सर्किट असेंबल केले गेले...
अंजीर 1 – 4-फेज युनिपोलर मोटरसाठी ड्रायव्हर सर्किट.
आता मी तत्त्व सांगेन. जेव्हा तार्किक "1" टर्मिनलपैकी एकावर लागू केले जाते (इतर "0" आहेत), उदाहरणार्थ D0 वर, ट्रान्झिस्टर उघडतो आणि मोटर कॉइलपैकी एकातून विद्युत प्रवाह वाहतो, तर मोटर एक पाऊल पार पाडते. पुढे, युनिट पुढील पिन D1 ला पुरवले जाते आणि D0 वर युनिट शून्यावर रीसेट केले जाते. इंजिन पुढील पायरी कार्यान्वित करते. दोन समीप कॉइल्सला एकाच वेळी विद्युतप्रवाह पुरवला गेल्यास, हाफ-स्टेप मोड लागू केला जातो (माझ्या इंजिनसाठी 1.8’ च्या रोटेशन अँगलसह, प्रति क्रांती 400 पावले मिळतात).
मोटर कॉइल्सच्या मध्यभागी असलेल्या लीड्स सामान्य टर्मिनलशी जोडल्या जातात (सहा तारा असल्यास त्यापैकी दोन आहेत). स्टेपर मोटर्सच्या सिद्धांताचे येथे चांगले वर्णन केले आहे - स्टेपर मोटर्स. स्टेपर मोटर कंट्रोल एटमेल एव्हीआर मायक्रोकंट्रोलरवर स्टेपर मोटर कंट्रोलरचा आकृती आहे. खरे सांगायचे तर, हे मला तासनतास नखे मारल्यासारखे वाटले, परंतु ते खूप लागू होते चांगले कार्यवळण प्रवाहाचे PWM नियंत्रण म्हणून.
एकदा तुम्हाला तत्त्व समजले की, प्रोग्राम लिहिणे सोपे आहे इंजिन नियंत्रण LPT पोर्ट द्वारे. या सर्किटमध्ये डायोड का आहेत, परंतु लोड प्रेरक असल्यामुळे, जेव्हा स्व-प्रेरणात्मक ईएमएफ येते, तेव्हा ते डायोडद्वारे डिस्चार्ज केले जाते, जे ट्रान्झिस्टरचे बिघाड टाळते आणि म्हणून त्याचे अपयश. सर्किटचा आणखी एक भाग म्हणजे आरजी रजिस्टर (मी 555IR33 वापरला), जो बस ड्रायव्हर म्हणून वापरला जातो, कारण द्वारे पुरवले जाणारे वर्तमान, उदाहरणार्थ, एलपीटी पोर्ट लहान आहे - तुम्ही ते फक्त बर्न करू शकता, आणि म्हणून, ते आहे. संपूर्ण संगणक बर्न करणे शक्य आहे.
सर्किट आदिम आहे आणि जर तुमच्याकडे सर्व भाग असतील तर तुम्ही 15-20 मिनिटांत ते एकत्र करू शकता. तथापि, या नियंत्रण तत्त्वात एक कमतरता आहे - रोटेशन गती सेट करताना विलंब तयार करणे संगणकाच्या अंतर्गत घड्याळाच्या सापेक्ष प्रोग्रामद्वारे सेट केले जाते, हे मल्टीटास्किंग सिस्टम (विन) मध्ये कार्य करणार नाही! पायऱ्या सहज गमावल्या जातील (कदाचित विंडोजमध्ये टायमर असेल, परंतु मला माहित नाही). दुसरी कमतरता म्हणजे विंडिंग्सचा अस्थिर प्रवाह, जास्तीत जास्त शक्तीते इंजिनमधून बाहेर काढू नका. तथापि, साधेपणा आणि विश्वासार्हतेच्या बाबतीत, ही पद्धत मला अनुकूल आहे, विशेषत: माझ्या 2GHz ऍथलोनला धोका न देण्यासाठी, मी जंकमधून 486 टारंटास एकत्र केले आणि DOS व्यतिरिक्त, तत्त्वतः, स्थापित केले जाऊ शकते जे सामान्य आहे. .
वर वर्णन केलेल्या योजनेने कार्य केले आणि तत्त्वतः वाईट नव्हते, परंतु मी ठरवले की योजनेत थोडासा बदल केला जाऊ शकतो. MOSFETJ लागू करा). ट्रान्झिस्टर (फील्ड-इफेक्ट), फायदा असा आहे की आपण स्टेपर मोटर्ससाठी (30V पर्यंत) आदरणीय असलेल्या व्होल्टेजवर प्रचंड प्रवाह (75 - 100A पर्यंत) स्विच करू शकता आणि त्याच वेळी, सर्किटचे भाग व्यावहारिकपणे बदलत नाहीत. गरम करा, बरं, मर्यादित मूल्ये वगळता (मला ते पहायचे आहे जे 100A चा प्रवाह वापरेल
रशियामध्ये नेहमीप्रमाणे, भाग कोठे मिळवायचे हा प्रश्न उद्भवला. मला एक कल्पना होती - जळलेल्या मदरबोर्डमधून ट्रान्झिस्टर काढण्यासाठी, सुदैवाने, उदाहरणार्थ, एटलॉन्स वाजवी प्रमाणात खातात आणि तेथील ट्रान्झिस्टरची किंमत खूप जास्त आहे. मी FIDO मध्ये जाहिरात केली आणि मला 3री मॅट उचलण्याची ऑफर मिळाली. 100 रूबलसाठी शुल्क. आपण या पैशासाठी एका स्टोअरमध्ये जास्तीत जास्त 3 ट्रान्झिस्टर खरेदी करू शकता असे समजून त्याने ते घेतले, वेगळे केले आणि पाहा, जरी ते सर्व मृत झाले असले तरी, प्रोसेसरच्या पॉवर सर्किटमधील एकाही ट्रान्झिस्टरला नुकसान झाले नाही. म्हणून मला शंभर रूबलसाठी दोन डझन फील्ड-इफेक्ट ट्रान्झिस्टर मिळाले. परिणामी आकृती खाली सादर केली आहे.
तांदूळ. 2 - फील्ड-इफेक्ट ट्रान्झिस्टरवर देखील
या सर्किटमध्ये काही फरक आहेत, विशेषतः, एक सामान्य बफर चिप 75LS245 वापरली गेली होती (286 J मदरबोर्डवरून गॅस स्टोव्हच्या वर सोल्डर केलेली). कोणतेही डायोड स्थापित केले जाऊ शकतात, मुख्य गोष्ट अशी आहे की त्यांची कमाल व्होल्टेज जास्तीत जास्त पुरवठा व्होल्टेजपेक्षा कमी नाही आणि जास्तीत जास्त प्रवाह एका टप्प्याच्या पुरवठा करंटपेक्षा कमी नाही. मी KD213A डायोड स्थापित केले, हे 10A आणि 200V आहेत. कदाचित हे माझ्या 2-amp मोटर्ससाठी अनावश्यक आहे, परंतु भाग खरेदी करण्यात काही अर्थ नव्हता आणि असे दिसते की सध्याचे राखीव अनावश्यक होणार नाही. रेझिस्टर गेट कॅपेसिटन्सच्या रिचार्जिंग करंटला मर्यादित करण्यासाठी सेवा देतात.
खाली या योजनेनुसार तयार केलेल्या कंट्रोलरचे मुद्रित सर्किट बोर्ड आहे.
तांदूळ. 3 - मुद्रित सर्किट बोर्ड.
मुद्रित सर्किट बोर्ड एकल-बाजूच्या PCB वर पृष्ठभाग माउंट करण्यासाठी ठेवलेला आहे (मी छिद्र ड्रिल करण्यात खूप आळशी आहे). डीआयपी पॅकेजमधील मायक्रोसर्किट वाकलेल्या पायांसह सोल्डर केले जातात, एसएमडी प्रतिरोधक समान मदरबोर्डचे असतात. Sprint-Layout 4.0 मधील लेआउट असलेली फाइल संलग्न केली आहे. बोर्डवर कनेक्टर सोल्डर करणे शक्य होईल, परंतु आळशीपणा, जसे ते म्हणतात, प्रगतीचे इंजिन आहे आणि हार्डवेअर डीबग करताना, लांब तारांना सोल्डर करणे अधिक सोयीचे झाले असते.
हे देखील लक्षात घ्यावे की सर्किट तीन मर्यादा स्विचसह सुसज्ज आहे, तळाशी उजवीकडे असलेल्या बोर्डवर अनुलंब सहा संपर्क आहेत, त्यांच्या पुढे जागातीन प्रतिरोधकांसाठी, प्रत्येक स्विचच्या एका टर्मिनलला +5V ला जोडतो. मर्यादा स्विच आकृती:
तांदूळ. 4 - मर्यादा स्विचची योजना.
सिस्टम सेट करण्याच्या प्रक्रियेदरम्यान हे असे दिसते:
परिणामी, मी सादर केलेल्या कंट्रोलरवर 150 रूबलपेक्षा जास्त खर्च केले नाहीत: मदरबोर्डसाठी 100 रूबल (तुम्हाला हवे असल्यास ते विनामूल्य मिळू शकतात) + पीसीबीचा एक तुकडा, सोल्डर आणि फेरिक क्लोराईडचा एक कॅन एकूण रक्कम ~50 rubles, आणि नंतर बरेच फेरिक क्लोराईड शिल्लक राहतील. मला वाटते की वायर आणि कनेक्टर मोजण्यात काहीच अर्थ नाही. (तसे, जुन्या हार्ड ड्राइव्हवरून पॉवर कनेक्टर कापला गेला.)
ड्रिल, फाईल, हॅकसॉ, हात आणि अशा आणि अशा आणि अशा वापरून जवळजवळ सर्व भाग घरी बनवले जात असल्याने, अंतर नक्कीच प्रचंड आहे, परंतु ऑपरेशन आणि प्रयोगादरम्यान वैयक्तिक घटकांमध्ये बदल करणे सुरुवातीला सर्वकाही अचूक करण्यापेक्षा सोपे आहे.
जर ओरिओल कारखान्यांमध्ये वैयक्तिक भाग दळणे इतके महाग नसते, तर नक्कीच माझ्यासाठी सर्व भाग CAD मध्ये सर्व गुणवत्तेसह आणि खडबडीत काढणे आणि कामगारांना खायला देणे सोपे होईल. तथापि, मला माहित असलेले कोणतेही टर्नर नाहीत... आणि तुमचे हात वापरणे अधिक मनोरंजक आहे, तुम्हाला माहिती आहे...
P.S. मला साइट लेखकाच्या सोव्हिएतबद्दल नकारात्मक वृत्तीबद्दल माझे मत व्यक्त करायचे आहे आणि रशियन इंजिन. सोव्हिएत इंजिन DSHI, अगदी काहीच नाही, अगदी कमी-शक्ती DSHI200-1-1. म्हणून जर तुम्ही “बीअर” साठी असा चांगुलपणा शोधण्यात यशस्वी झालात, तर त्या फेकून देण्याची घाई करू नका, तरीही ते काम करतील... तपासले... पण जर तुम्ही खरेदी केली आणि किंमतीतील फरक फारसा नसेल, तर ते आहे. परदेशी घेणे चांगले, कारण त्यांची अचूकता नक्कीच जास्त असेल.
P.P.S. ई: जर मी काही चुकीचे लिहिले असेल तर ते लिहा, आम्ही ते दुरुस्त करू, पण... ते कार्य करते...
योजना एकध्रुवीय चालक स्टेपर मोटर
, या लेखात वर्णन केलेले, खालील कार्ये लागू करते:
4-फेज युनिपोलर स्टेपर मोटरचे नियंत्रण.
रोटेशन गती आणि रोटेशनची दिशा बदलण्याचे सहज समायोजन प्रदान करते.
इंजिन थांबवण्याचे कार्य करते.
खाली आहे सर्किट आकृतीस्टेपर मोटर चालक. ड्रायव्हर तीन 4000 मालिका मायक्रोक्रिकेट आणि चार पॉवर MOSFET ट्रान्झिस्टर वापरून तयार केले आहे.
आउटपुटवर श्मिट ट्रिगरसह 2I-नॉट लॉजिक घटकांवर बांधलेल्या आयताकृती पल्स जनरेटरद्वारे सर्किट क्लॉक केले जाते. जनरेटरची ऑपरेटिंग वारंवारता एकूण प्रतिकार PR1 + R2 आणि कॅपेसिटर C1 च्या कॅपेसिटन्सद्वारे निर्धारित केली जाते आणि त्यानुसार बदलली जाऊ शकते विस्तृत PR1 वापरून.
EXOR घटकांवरील सर्किटचा एक तुकडा आणि J-K फ्लिप-फ्लॉप घड्याळ चक्रांसह एक मॉड्यूलो 4 काउंटर तयार करतो उच्चस्तरीय. स्विच एसबी 1 (जेपी1) हे काउंटरच्या ऑपरेशनची दिशा बदलण्यासाठी आणि परिणामी, स्टेपर मोटरच्या रोटेशनची दिशा बदलण्यासाठी डिझाइन केलेले आहे. SB2 (JP2) स्विच वापरून तुम्ही इंजिन सुरू आणि थांबवू शकता.
4-फेज स्टेपर मोटरचे कॉइल्स चार MOSFET ट्रान्झिस्टर (VT1...VT4) वापरून नियंत्रित केले जातात. या सर्किटमध्ये ट्रान्झिस्टरचा वापर उच्च शक्तीप्रकार BUZ11 हा एक उपाय आहे जो उच्च-शक्तीच्या इंजिनच्या योग्य ऑपरेशनची हमी देतो.
खाली कनेक्टर X2 वर वेव्हफॉर्म्स आहेत, ज्याला स्टेपर मोटर विंडिंग जोडलेले आहेत.
ड्रायव्हर बांधला आहे छापील सर्कीट बोर्ड, ज्याचे चित्र खाली दिले आहे. इन्स्टॉलेशनची सुरुवात प्रतिरोधकांच्या स्थापनेपासून, मायक्रोकिरकिट्ससाठी सॉकेट्स आणि कनेक्टर आणि पॉवर ट्रान्झिस्टरसह समाप्त करणे आवश्यक आहे.
JP1 आणि JP2 मध्ये पुश बटण SB1 आणि SB2 सारखेच कार्य आहे, त्यामुळे तुम्ही त्यांना बटणे जोडू शकता आणि त्यांना बोर्डमधून काढू शकता.
मुद्रित सर्किट बोर्ड अशा प्रकारे डिझाइन केले आहे की आपण सामान्य हीटसिंकवर ट्रान्झिस्टर स्थापित करू शकता, त्यांना अभ्रक किंवा सिलिकॉन गॅस्केटसह इन्सुलेट केल्यानंतर.
असेंब्लीनंतर, आपण ट्रॅकमध्ये शॉर्ट सर्किटसाठी बोर्ड काळजीपूर्वक तपासणे आवश्यक आहे. पासून संकलित चालक सेवायोग्य भागसेटअपची आवश्यकता नाही आणि त्वरित कार्य करण्यास प्रारंभ करते.
ड्रायव्हर बोर्डला वीज पुरवठा आणि मोटर विंडिंग्ज जोडण्याच्या पद्धतीचा उल्लेख करणे योग्य आहे. जर कंट्रोल सर्किट आणि मोटर समान व्होल्टेजने चालवलेले असतील, जे 5...15 V च्या श्रेणीत असेल आणि सध्याचा वापर 1 A पेक्षा जास्त नसेल, तर जम्पर JP3 स्थापित करणे आणि VDD ला पॉवर लागू करणे आवश्यक आहे. कनेक्टर
जर स्टेपर मोटरचे पॉवर पॅरामीटर्स ड्रायव्हर सर्किटच्या पुरवठा व्होल्टेजमध्ये नसतील, तर जम्पर JP3 काढून टाकणे आवश्यक आहे आणि VDD कनेक्टरला 5...15 V चा पुरवठा व्होल्टेज पुरवठा करणे आवश्यक आहे आणि त्यास वीज पुरवठा करणे आवश्यक आहे. स्टेपर मोटरच्या पॅरामीटर्सनुसार एक्स 2 कनेक्टर.
(8.5 Kb, डाउनलोड: 1,486)
दुसऱ्या सीएनसी मशीनची रचना करताना, किंवा प्रिंटेड सर्किट बोर्ड आणि लहान मिलिंग कामासाठी फक्त 3-अक्ष मिलिंग आणि ड्रिलिंग मशीन तयार करताना, मला "शेल्फवर" सर्वकाही क्रमवारी लावण्याची अस्वस्थ इच्छा होती.
अनेकजण म्हणतील की हा विषय नवीन नाही, अनेक प्रकल्प आहेत, अनेक तांत्रिक आणि सॉफ्टवेअर उपाय आहेत. पण, माहितीच्या या समुद्रात पोहताना मी सर्व “पाणी” काढून “कोरडे अवशेष” मिळवण्याचा प्रयत्न केला.
त्यातूनच पुढे आले...
मशीन बनवण्याचे काम सहसा तीन उपकार्यांवर येते - यांत्रिकी, इलेक्ट्रॉनिक्स, सॉफ्टवेअर. वरवर पाहता, मला देखील तीन लेख लिहावे लागतील.
आमचे मासिक अद्याप व्यावहारिक इलेक्ट्रॉनिक्सबद्दल असल्याने, मी इलेक्ट्रॉनिक्ससह प्रारंभ करेन आणि थोडेसे यांत्रिकीसह!
ड्राइव्ह युनिट
मिलिंग कटरला स्वतःच 3 दिशानिर्देशांमध्ये हलविणे आवश्यक आहे - XYZ, याचा अर्थ आपल्याला 3 ड्राइव्ह - 3 मोटर्सची आवश्यकता आहे ज्यात मोटर शाफ्टच्या रोटेशनच्या रेखीय हालचालीमध्ये ट्रान्समिशन आहे.हस्तांतरणाबद्दल...
मिलिंग मशीनसाठी जेथे पार्श्विक शक्ती सामग्री कापतात, बेल्ट ड्राइव्ह न वापरण्याचा सल्ला दिला जातो, जे 3D प्रिंटरमध्ये खूप लोकप्रिय आहेत. मी स्क्रू-नट ट्रांसमिशन वापरेन. सर्वात बजेट-अनुकूल गियर म्हणजे नियमित स्टील स्क्रू आणि बॅकलॅश-मुक्त, शक्यतो कांस्य, नट. अधिक योग्य - ट्रॅपेझॉइडल थ्रेडसह एक स्क्रू आणि कॅप्रोलॉनपासून बनविलेले नट. सर्वोत्तम (आणि, अरेरे, सर्वात महाग) बॉल स्क्रू किंवा बॉल स्क्रू. मी तुम्हाला याबद्दल नंतर अधिक सांगेन ...
प्रत्येक गीअरचे स्वतःचे गुणांक, त्याची स्वतःची खेळपट्टी असते - म्हणजे, मिलिंग कटर एका इंजिन क्रांतीमध्ये अक्षावर किती रेषीयपणे फिरेल, उदाहरणार्थ, 4 मिमी.
इंजिन (मोटर)
मी ड्राइव्हसाठी मोटर म्हणून स्टेपर मोटर (SM) ओळखले.स्टेपर का? तरीही हे काय आहे?
मोटर्स एसी आहेत आणि थेट वर्तमान, कलेक्टर आणि ब्रशलेस आणि तथाकथित “स्टेपर”. कोणत्याही परिस्थितीत, आम्हाला काही स्थिती अचूकता सुनिश्चित करणे आवश्यक आहे, उदाहरणार्थ 0.01 मिमी. ते कसे करायचे? जर मोटरमध्ये थेट ड्राइव्ह असेल तर - मोटर शाफ्ट थेट प्रोपेलरशी जोडलेले असेल, तर अशा अचूकतेची खात्री करण्यासाठी ते एका विशिष्ट कोनातून फिरवणे आवश्यक आहे. IN या प्रकरणात, 4 मिमीच्या गियर पिचसह आणि 0.01 मिमीच्या इच्छित हालचाली अचूकतेसह, हे आहे... क्रांतीच्या फक्त 1/400, किंवा 360/400 = 0.9 अंश! बकवास, नियमित मोटर घेऊया...
शिवाय “नियमित” मोटरसह अभिप्रायते चालणार नाही. जास्त तपशिलात न जाता, मोटर कंट्रोल सर्किटला एक्सल कोणत्या कोनात वळले आहे हे "माहित" असणे आवश्यक आहे. नक्कीच, आपण गिअरबॉक्स स्थापित करू शकता - आम्ही गती गमावू, आणि तरीही कोणतीही हमी नाही, कोणताही अभिप्राय नाही! एक्सलवर रोटेशन अँगल सेन्सर स्थापित केला आहे. हे समाधान विश्वसनीय आहे, परंतु महाग आहे.
एक पर्याय म्हणजे स्टेपर मोटर (ते कसे कार्य करते ते स्वतःसाठी वाचा). आम्ही असे गृहीत धरू शकतो की एका "कमांड" मध्ये तो त्याचा अक्ष एका विशिष्ट अंशाने फिरवेल, सामान्यत: 1.8 किंवा 0.9 अंश (अचूकता सहसा 5% पेक्षा वाईट नसते) - फक्त जे आवश्यक आहे. या सोल्यूशनचा तोटा असा आहे की जास्त भाराखाली इंजिन कमांडस वगळेल - "चरण" आणि पूर्णपणे थांबू शकते. स्पष्टपणे शक्तिशाली इंजिन स्थापित करून समस्येचे निराकरण केले आहे. बहुतेक हौशी मशीन स्टेपर मोटर्स वापरून बनविल्या जातात.
स्टेपर मोटर निवडणे
2 windings, सह किमान वर्तमान, किमान इंडक्टन्स आणि कमाल टॉर्क - म्हणजे, सर्वात शक्तिशाली आणि किफायतशीर इंजिन.परस्परविरोधी मागण्या. कमी विद्युत् प्रवाह म्हणजे उच्च प्रतिकार, म्हणजे मोटार विंडिंग वायरचे अनेक वळण, म्हणजे उच्च इंडक्टन्स. आणि मोठा क्षण आहे उच्च प्रवाहआणि अनेक वळणे. आम्ही उच्च प्रवाह आणि कमी इंडक्टन्सच्या बाजूने निवडतो. आणि क्षण लोडवर आधारित निवडला जाणे आवश्यक आहे, परंतु त्या नंतर अधिक.
काही इंजिनची वैशिष्ट्ये टेबलमध्ये दर्शविली आहेत:
300x300x100 मिमी आणि लाइटवेट मिलिंग कटर असलेल्या कामाच्या जागेसह लहान मशीनसाठी, 0.3 Nm आणि त्याहून अधिक टॉर्क असलेली इंजिन योग्य आहेत. इष्टतम प्रवाह 1.5 ते 2.5 Amps पर्यंत आहे, FL42STH38-1684 अगदी योग्य आहे
स्टेपर मोटर चालक
एक इंजिन आहे. आता सेट करंट ओलांडल्याशिवाय, मोटर विंडिंग्सवरील व्होल्टेज एका विशिष्ट प्रकारे स्विच करण्यासाठी आम्हाला ड्रायव्हरची आवश्यकता आहे.सर्वात सोपा उपाय म्हणजे दिलेल्या प्रवाहाचा स्त्रोत आणि प्रत्येक वळणासाठी ट्रान्झिस्टर स्विचच्या दोन जोड्या. आणि चार संरक्षक डायोड. आणि दिशा बदलण्यासाठी लॉजिकल सर्किट. आणि... हे सोल्यूशन सामान्यत: कमी करंट असलेल्या मोटर्ससाठी ULN2003A मायक्रोक्रिकिटवर बनवले जाते, त्याचे बरेच तोटे आहेत, मी त्यांच्यावर लक्ष ठेवणार नाही.
लॉजिक, ट्रान्झिस्टर आणि प्रोटेक्शन डायोड्ससह (किंवा बाहेरील) - एक पर्याय विशेषीकृत सर्व-इन-वन मायक्रोक्रिकेट आहे. आणि अशी मायक्रो सर्किट्स विंडिंग्सचा प्रवाह नियंत्रित करतात आणि PWM वापरून त्याचे नियमन करतात आणि "अर्ध-चरण" मोड आणि काही मोड 1/4 स्टेप आणि 1/8 स्टेप इत्यादी देखील लागू करू शकतात. हे मोड पोझिशनिंग अचूकता सुधारू शकतात , हालचालींची गुळगुळीतता वाढवा आणि अनुनाद कमी करा. सहसा, "अर्ध-चरण" मोड पुरेसा असतो, जो रेखीय स्थितीची सैद्धांतिक अचूकता वाढवेल (माझ्या उदाहरणात, 0.005 मिमी पर्यंत).
स्टेपर मोटर ड्रायव्हर आयसीमध्ये काय असते? लॉजिक आणि कंट्रोल युनिट, पॉवर सप्लाय, टॉर्क जनरेट करण्यासाठी सर्किट्ससह PWM आणि वळण स्विचिंगची वेळ, फील्ड-इफेक्ट ट्रान्झिस्टरवरील आउटपुट स्विचेस, फीडबॅक कंपॅरेटर - विद्युत पुरवठा सर्किटमधील रेझिस्टर (रु) वर व्होल्टेज ड्रॉपद्वारे विद्युत प्रवाह नियंत्रित केला जातो. windings च्या. मोटर प्रवाह संदर्भ व्होल्टेजद्वारे सेट केला जातो.
या फंक्शन्सची अंमलबजावणी करण्यासाठी, इतर सर्किट सोल्यूशन्स आहेत, उदाहरणार्थ, वापरणे PIC मायक्रोकंट्रोलरकिंवा ATMEGA (पुन्हा बाह्य ट्रान्झिस्टर आणि संरक्षण डायोडसह). माझ्या मते, त्यांचा “तयार” मायक्रोक्रिकेट्सवर लक्षणीय फायदा नाही आणि मी त्यांचा या प्रकल्पात वापर करणार नाही.
आवडीची संपत्ती
आज बरेच वेगवेगळे मायक्रो सर्किट्स आणि बरेच रेडीमेड बोर्ड आणि एसडी ड्रायव्हर मॉड्यूल्स आहेत. आपण तयार केलेले खरेदी करू शकता किंवा आपण "चाक पुन्हा शोधू शकता", येथे प्रत्येकजण आपापल्या पद्धतीने निर्णय घेतो.
तयार केलेल्यांपैकी, सर्वात सामान्य आणि स्वस्त ड्रायव्हर्स Allegro A4988 (2A पर्यंत), Texas Instruments DRV8825 (2.5A पर्यंत) चिप्सवर आधारित आहेत.
मॉड्युल्स मूळत: Arduino प्रोजेक्टच्या Rep-rap प्रोजेक्ट सारख्या 3D प्रिंटरमध्ये वापरण्यासाठी विकसित केले गेले असल्याने, ते पूर्ण मॉड्यूल नाहीत (उदाहरणार्थ, त्यांना लॉजिक पॉवर (+5V) देखील आवश्यक आहे, जे तथाकथित रॅम्पवरून पुरवले जाते. ).
DRV8811 (1.9 A पर्यंत), A3982 (2 A पर्यंत), A3977 (2.5 A पर्यंत), DRV8818 (2.5 A पर्यंत), DRV8825 (2.5 A पर्यंत), Toshiba TB6560 (वर) यावर आधारित उपाय देखील आहेत ते 3 अ) आणि इतर.
मला स्वत: काहीतरी करण्यात स्वारस्य असल्याने, तसेच ॲलेग्रो A3982 आणि A3977 मायक्रोक्रिकेट्सची “स्वाद” घेण्याची संधी असल्याने, मी स्वतः काही ड्रायव्हर्स बनवण्याचा निर्णय घेतला.
तयार उपाय A4988 वर पसंत केले गेले नाही, मुख्यतः चांगल्या कूलिंगच्या खर्चावर मुद्रित सर्किट बोर्ड आकाराच्या सूक्ष्मीकरणामुळे. A4388 मधील ओपन ट्रान्झिस्टरचा ठराविक प्रतिकार 1.5A च्या प्रवाहात 0.32+0.43 Ohm आहे, तसेच 0.1-0.22 Ohm “मापन करणारा” प्रतिरोधक आहे - तो सुमारे 0.85 Ohm आहे. आणि अशा दोन वाहिन्या आहेत, आणि ते स्पंदित चालत असले तरी, 2-3 वॅट्स उष्णता विसर्जित करणे आवश्यक आहे. बरं, माझा मल्टीलेअर बोर्ड आणि लहान कूलिंग रेडिएटरवर विश्वास नाही - डेटाशीट खूप मोठा बोर्ड दर्शवते.
मोटारच्या तारा लहान ठेवल्या पाहिजेत आणि मोटारच्या शेजारी ड्रायव्हर बसवला पाहिजे. 2 आहेत तांत्रिक उपायऑडिओ अभियांत्रिकीमध्ये: ॲम्प्लीफायरला लांब सिग्नल केबल + शॉर्ट वायर्स स्पीकर सिस्टम, किंवा ॲम्प्लीफायरला एक लहान सिग्नल केबल + स्पीकर सिस्टमला लांब वायर. दोन्ही उपायांचे त्यांचे साधक आणि बाधक आहेत. मोटर्सचेही असेच आहे. मी मोटरला लांब कंट्रोल वायर आणि शॉर्ट वायर्स निवडल्या.
नियंत्रण सिग्नल - “चरण” (चरण), “दिशा” (दिर), “सक्षम” (सक्षम करा), नियंत्रण सिग्नलच्या स्थितीचे संकेत. काही सर्किट्स "सक्षम करा" सिग्नल वापरत नाहीत, परंतु यामुळे निष्क्रिय मोडमध्ये चिप आणि मोटर दोन्ही अनावश्यक गरम होतात.
एक वीज पुरवठा 12-24 व्होल्ट, लॉजिक पॉवर सप्लाय (+5V) - बोर्डवर. बोर्डचे परिमाण पुरेसे आहेत चांगले कूलिंग, मोठ्या “तांबे” क्षेत्रासह दुहेरी बाजूचे मुद्रण, चिपवर रेडिएटर चिकटवण्याची क्षमता (व्हिडिओ कार्ड्सची मेमरी थंड करण्यासाठी वापरली जाते).
Allegro A3982 चिप वर SD ड्राइव्हर
पॉवर सप्लाय व्होल्टेज: 8…35 V लॉजिक सप्लाय व्होल्टेज: 3.3…5 V आउटपुट करंट (जास्तीत जास्त, मोड आणि कूलिंगवर अवलंबून असते): ±2 A ओपन ट्रान्झिस्टरचा ठराविक प्रतिकार (1.5A च्या करंटवर): 0.33+0 .37 ओम
Allegro A3977 चिप वर SD ड्राइव्हर
मुख्य वैशिष्ट्ये आणि ब्लॉक आकृती:
पॉवर सप्लाय व्होल्टेज: 8…35 V लॉजिक सप्लाय व्होल्टेज: 3.3…5 V आउटपुट करंट (जास्तीत जास्त, मोड आणि कूलिंगवर अवलंबून असते): ±2.5 A ओपन ट्रान्झिस्टरचा ठराविक रेझिस्टन्स (2.5A च्या करंटवर): 0.33 +0.45 Ohm
योजना आणि नमुना
डिपट्रेस वातावरणात डिझाइन केलेले. A3982 ड्रायव्हर निर्मात्याच्या दस्तऐवजीकरणातील आकृतीनुसार समाविष्ट केले आहे. अर्ध-चरण मोड सक्षम आहे. याव्यतिरिक्त विश्वसनीय ऑपरेशननियंत्रण आणि संकेत सिग्नल 74NS14 लॉजिक चिप वापरतात (श्मिट ट्रिगरसह). ऑप्टोकपलर वापरून गॅल्व्हॅनिक अलगाव करणे शक्य होते, परंतु एका लहान मशीनसाठी मी ते न करण्याचा निर्णय घेतला. A3977 वरील सर्किट केवळ अतिरिक्त स्टेप मोड जंपर्स आणि अधिक शक्तिशाली पॉवर कनेक्टरमध्ये भिन्न आहे, परंतु अद्याप हार्डवेअरमध्ये लागू केले गेले नाही.
छापील सर्कीट बोर्ड
उत्पादन प्रक्रिया LUT, दुहेरी बाजूची आहे. परिमाण 37x37 मिमी, फास्टनर्स - जसे इंजिन, 31x31 मिमी.
तुलनेसाठी, डावीकडे माझे काम आहे, उजवीकडे A4988 साठी ड्रायव्हर आहे.
चीनमध्ये अलीकडेच ARDUINO खरेदी केले. विविध उपकरणे बनविण्यावर बरेच विचार आहेत. मी पटकन बोर्डवर एलईडी ब्लिंक करून थकलो; अर्थात, मी एक सेट ऑर्डर करायला हवा होता, परंतु त्याची किंमत काहीशी जास्त होती आणि मला इंटरनेटवर काहीतरी शोधावे लागले आणि स्वत: काहीतरी घेऊन यावे. शेवटी, मी अजूनही चीनमधून ऑर्डर केली विविध सेन्सर्स, रिले, इंडिकेटर... थोड्या वेळाने प्रसिद्ध इंडिकेटर 1602 आला, मी त्याच्यासोबत काम करायला शिकलो आणि त्याची सवयही झाली. मला सीडी-डीव्हीडी ड्राइव्हवरून स्टेपर मोटर नियंत्रित करायची होती. मला पूर्वेकडील पॅकेजसाठी 1-2 महिने थांबायचे नव्हते, म्हणून मी स्वतः ड्रायव्हर बनवण्याचा प्रयत्न करण्याचा निर्णय घेतला. मला बायपोलर स्टेपर मोटर जोडण्यासाठी हा आकृती सापडला:
मला आमच्या वाळवंटात मायक्रोसर्किट सापडले नाहीत किंवा 1 मायक्रोसर्कीटसाठी 2-3 रेडीमेड ड्रायव्हर्सच्या किमतीत रशियन ऑनलाइन स्टोअरमधून मायक्रोक्रिकेट ऑर्डर केले नाहीत. मायक्रोसर्किट हा ट्रान्झिस्टरचा एच-ब्रिज आहे. तसे, तुम्हाला ब्रिजमध्ये संमिश्र द्विध्रुवीय ट्रान्झिस्टर (तथाकथित डार्लिंग्टन असेंब्ली) किंवा फील्ड-इफेक्ट ट्रान्झिस्टर समाविष्ट करणे आवश्यक आहे. सिंगल बायपोलर ट्रान्झिस्टरला चांगले बूस्ट आवश्यक आहे, जे कंट्रोलर देऊ शकत नाही, अन्यथा ते खूप बाहेर वळते उच्च घसरणट्रान्झिस्टरवर व्होल्टेज हे उघडू शकत नाही या वस्तुस्थितीमुळे. कारण माझा चांगला मित्र कॉम्प्युटर दुरुस्त करत असल्याने फील्ड कामगारांना कोणतीही अडचण आली नाही. सुरुवातीला मला ते द्विध्रुवांवर करायचे होते, परंतु ते 2 पट अधिक ट्रान्झिस्टर असल्याचे दिसून आले, जे ड्रायव्हरच्या परिमाणांसाठी फार चांगले नाही आणि ते खूपच कमी प्रवाह सहन करतील. सुमारे डझनभर फील्ड-इफेक्ट ट्रान्झिस्टर अनसोल्डर केल्यावर आणि त्यांच्यावरील डेटाशीट वाचून, मी पुन्हा निराश झालो - इंटरनेटवर फक्त एन- आणि पी-प्रकारच्या फील्ड-इफेक्ट ट्रान्झिस्टरच्या जोड्यांसाठी सर्किट आहेत. आणि मला एकाच प्रकारचे ट्रान्झिस्टर वापरून एकच सर्किट सापडले नाही. संगणक एन-टाईप ट्रान्झिस्टर वापरतात. मला फील्डवरील ब्रेडबोर्डवर एका लहान डिव्हाइससह टिंकर करावे लागले, एलईडी नियंत्रित करण्याचा प्रयत्न केला, ते कार्य केले आणि मी तयार केलेले डिव्हाइस एकत्र करण्याचा निर्णय घेतला. ड्रायव्हरला समायोजित करण्याची आवश्यकता नाही कारण येथे समायोजित करण्यासाठी व्यावहारिकदृष्ट्या काहीही नाही. फक्त समस्या सॉफ्टवेअरची होती. मला समान इंजिनसाठी डेटाशीट सापडली आणि ऑपरेटिंग शेड्यूल वापरून आउटपुट स्थिती सेट केली. त्यानंतर, विलंब आणि निवडणे बाकी आहे सर्व-उपकरणतयार! वास्तविक L293D चिप साठी बदली सर्किट.
ट्रान्झिस्टर डेटा तसाच दिला आहे; मी तो मल्टीसिममध्ये बदलू शकलो नाही. मी TO-252 पॅकेजमध्ये P60N03LDG ट्रान्झिस्टर वापरले. त्याबद्दल सर्व काही अगदी सोपे आहे: जेव्हा U1 किंवा U2 इनपुटपैकी एकावर व्होल्टेज लागू केले जाते, तेव्हा 2 ट्रान्झिस्टर वरच्या आणि खालच्या बाहूंमध्ये, क्रॉसवाईज उघडतात. हे मोटरवरील व्होल्टेजची ध्रुवीयता बदलते. आणि एकाच वेळी 2 इनपुटला व्होल्टेज पुरवणे टाळण्यासाठी (यामुळे वीज पुरवठा सर्किटमध्ये शॉर्ट सर्किट होईल), मी L293D स्विचिंग सर्किट वापरले. या कनेक्शनसह, एनपीएन ट्रान्झिस्टर सर्व 4 एच-ब्रिज ट्रान्झिस्टर एकाच वेळी उघडण्याची परवानगी देत नाही. तसे, 1 मोटर 2 Arduino आउटपुटद्वारे नियंत्रित केली जाईल, जे मायक्रोकंट्रोलर आउटपुट आणि इनपुट्स वाचवण्यासाठी अत्यंत महत्वाचे आहे. दुसरी अट अशी आहे की ट्रान्झिस्टर स्विचचे नकारात्मक वायर कंट्रोल बोर्डच्या नकारात्मक टर्मिनलशी जोडलेले असणे आवश्यक आहे. Arduino वरून कंट्रोल बोर्डला आणि बाह्य वीज पुरवठ्याच्या कळांना वीज पुरवली जाते. हे आपल्याला पुरेसे कनेक्ट करण्यास अनुमती देते शक्तिशाली इंजिन. हे सर्व ट्रान्झिस्टरच्या वैशिष्ट्यांवर अवलंबून असते. तर एका ड्रायव्हरसाठी तुम्हाला 8 फील्ड-इफेक्ट ट्रान्झिस्टर (P60N03LDG किंवा इतर कोणतेही n-चॅनल), कोणतेही 2 SMD NPN द्विध्रुवीय ट्रान्झिस्टर (माझ्यावर t04 चिन्हांकित केलेले), 0805 आकाराचे SMD प्रतिरोधक आणि समान आकाराचे 4 समान जंपर्स आवश्यक आहेत. (ते म्हणतात 000 किंवा फक्त 0). हे सर्व भाग जुन्या आणि निरुपयोगी मदरबोर्डवर आढळू शकतात. स्थापनेपूर्वी भाग तपासण्याची खात्री करा.
Arduino ड्रायव्हर बोर्ड मी लेआउट 6 स्वरूपात बोर्ड पोस्ट करत आहे. . मी लक्षात घेतो की तुम्हाला हाच देखावा मिळाला पाहिजे - शिलालेख वाचनीय असावेत आणि उलटे नसावेत, बोर्ड मुद्रित करताना हे लक्षात घ्या, भाग ट्रॅकच्या बाजूला स्थापित केले जातील. आम्ही हेअर ड्रायरसह मदरबोर्डवरील कनेक्टर देखील सोल्डर करतो, आवश्यक तितक्या पिन कापतो आणि आमच्या बोर्डमध्ये सोल्डर करतो - हे बोर्डमध्ये सोल्डरिंग वायर्सपेक्षा बरेच सोयीस्कर आणि विश्वासार्ह आहे. चला पिनचा उद्देश पाहू: पिन आउट1 आणि आउट2 - स्टेपर मोटर विंडिंग्जचे कनेक्शन, In1,2 - Arduino कडून इनपुट, ±5V - Arduino कडून वीज पुरवठा नियंत्रित करते (मी एक दुहेरी कनेक्टर बनवला आहे कारण तुम्ही वीज जोडू शकता. एकाच वेळी अनेक ब्लॉक्ससाठी केबल), बोर्डच्या दुसऱ्या बाजूला 2 जंपर्स असतात, ते कळांना व्होल्टेज पुरवतात. बोर्ड आकार - 43x33 मिमी. ज्यांना इच्छा आहे ते ते आणखी कमी करू शकतात.
चला स्टेपर मोटरसाठी सॉफ्टवेअर पाहू. कोणत्याही स्टेपर मोटरसाठी आपल्याला डेटाशीट किंवा सर्वात वाईट म्हणजे त्याच्या ऑपरेशनचे आकृती शोधणे आवश्यक आहे. मला फक्त एक आकृती सापडली, ती असे दिसते:
स्टेपर मोटर ऑपरेशन आकृती संख्या चरण क्रमांक दर्शवितात. जेव्हा उच्च-स्तरीय नियंत्रक कमीवर स्विच करतो तेव्हा ड्रायव्हर स्वतः आवश्यक स्विचेस स्विच करतो या वस्तुस्थितीवर आधारित, आम्ही लिहितो, उदाहरणार्थ, प्रत्येक वळणाच्या वरच्या आलेखांसाठीच. पहिली पायरी: पहिली वळण ही पहिली वायर + (HIGH) आहे, दुसरी स्वयंचलितपणे ड्रायव्हरद्वारे मायनस (LOW) वर स्विच केली जाईल, मी तुम्हाला आठवण करून देतो की आम्ही प्रत्येक वळणाच्या पहिल्या वायरचे वर्णन करत आहोत. दुसरी वळण: पहिली वायर - (LOW), दुसरी + (HIGH), दुसरी वायर स्वयंचलितपणे ड्रायव्हरद्वारे स्विच केली जाईल. चला पहिल्या वेळापत्रकात बदल करूया. हे चरण 2 आहे. आम्ही फक्त पहिल्या तारांच्या स्थितीचे वर्णन करतो. पहिल्या वळणाची 1 वायर HIGH राहिली, दुसरीची 1 वायर LOW वरून HIGH वर बदलली. तिसरी पायरी - पहिल्या वळणाची 1 वायर HIGH वरून LOW वर बदलली, दुसरीची 1 वायर HIGH राहिली. चौथी पायरी: पहिल्या वळणाची 1 वायर कमी राहिली, दुसऱ्या वळणाची 1 वायर HIGH वरून LOW वर बदलली. आपण कोणत्याही चरणावरून वर्णन करू शकता, मुख्य गोष्ट म्हणजे सातत्य राखणे. मोटार दुसऱ्या दिशेने फिरवण्यासाठी, आकृतीमधील कोणत्याही वळणाची व्हॅल्यू अर्धा चक्राने कोणत्याही दिशेने हलवावी लागेल. अशा प्रकारे तुम्ही ड्रायव्हर सॉफ्टवेअर लिहू शकता. तुम्हाला फक्त आकृती माहित असणे आणि आउटपुट पिनसाठी त्याची स्थिती योग्यरित्या वर्णन करणे आवश्यक आहे.
आता आम्ही बोर्डला Arduino आणि मोटरशी जोडतो. चला हे स्केच टाकूया:
// arduino च्या 8,9 पिनशी कनेक्ट करा
int input1 = 8;
int input2 = 9;
int stepCount = 5; //पायऱ्यांमधील विलंब मोटरचा वेग समायोजित करतो
निरर्थक सेटअप()
{
पिनमोड(इनपुट1,आउटपुट);
पिनमोड(इनपुट2,आउटपुट);
}
शून्य पळवाट()
{
//1ली पायरी
digitalWrite(इनपुट1,LOW);
डिजिटलराइट (इनपुट2, उच्च);
विलंब (चरणगणना);
// दुसरी पायरी
डिजिटलराइट (इनपुट1, उच्च);
डिजिटलराइट (इनपुट2, उच्च);
विलंब (चरणगणना);
// तिसरी पायरी
डिजिटलराइट (इनपुट1, उच्च);
डिजिटलराइट(इनपुट2,LOW);
विलंब (चरणगणना);
digitalWrite(इनपुट1,LOW);
डिजिटलराइट(इनपुट2,LOW);
विलंब (चरणगणना);
आम्ही ड्रायव्हरला वीज पुरवतो, आवश्यक असल्यास, एका विंडिंगचे टर्मिनल बदलतो आणि हे डिव्हाइस कुठे जुळवून घ्यावे याबद्दल विचार करतो (आपण वेळ आणि तापमानाच्या आधारावर ग्रीनहाऊसमध्ये खिडक्या उघडू शकता, पट्ट्या नियंत्रित करू शकता आणि बरेच काही). कृपया लक्षात घ्या की या स्केचनुसार इंजिन न थांबता फिरेल, त्यास लूपमध्ये ठेवा आणि आवश्यक मूल्यावर फिरवा, किंवा आणखी चांगले, लायब्ररी लिहा आणि थेट कनेक्ट करा. अर्थात, हे चिपवरील ड्रायव्हर इतके मस्त नाही, परंतु प्रयोगांसाठी, जोपर्यंत चीनमधील सामान्य ड्रायव्हर्स आहेत तोपर्यंत ते पुरेसे आहे. सर्वांना शुभेच्छा आणि मायक्रोकंट्रोलरमध्ये प्रभुत्व मिळवण्यात यश. ARDUINO microcontrollers बद्दल अधिक वाचा.
भाग 2. नियंत्रण प्रणालींचे सर्किट
सर्वात महत्वाचे वर चर्चा केली आहे सामान्य समस्यास्टेपर मोटर्स वापरणे जे त्यांच्या विकासास मदत करेल. परंतु, आमची आवडती युक्रेनियन म्हण म्हटल्याप्रमाणे: "मी ते तपासेपर्यंत मी त्यावर विश्वास ठेवणार नाही" ("मी ते तपासेपर्यंत मी त्यावर विश्वास ठेवणार नाही"). म्हणून, समस्येच्या व्यावहारिक बाजूकडे वळूया. आधीच नमूद केल्याप्रमाणे, स्टेपर मोटर्स स्वस्त आनंद नाहीत. परंतु ते जुन्या प्रिंटर, फ्लॉपी आणि लेसर डिस्क रीडरमध्ये उपलब्ध आहेत, उदाहरणार्थ, SPM-20 (5"25 मित्सुमी डिस्क ड्राइव्हमध्ये हेड पोझिशनिंगसाठी एक स्टेपर मोटर) किंवा EM-483 (एप्सन स्टाइलस C86 प्रिंटरमधून), जे करू शकतात तुमच्या जुन्या कचऱ्यात सापडतील किंवा रेडिओ मार्केटमध्ये पेनी खरेदी करा. अशा इंजिनची उदाहरणे आकृती 8 मध्ये दिली आहेत.
प्रारंभिक विकासासाठी सर्वात सोपी एकध्रुवीय मोटर्स आहेत. कारण त्यांच्या विंडिंग कंट्रोल ड्रायव्हरची साधेपणा आणि कमी किंमत आहे. आकृती 9 P542-M48 मालिका युनिपोलर स्टेपर मोटरसाठी लेखाच्या लेखकाने वापरलेल्या ड्रायव्हरचा व्यावहारिक आकृती दर्शविते.
स्वाभाविकच, विंडिंग कंट्रोल कीसाठी ट्रान्झिस्टरच्या प्रकाराची निवड करताना जास्तीत जास्त स्विचिंग करंट विचारात घेतले पाहिजे आणि त्याच्या कनेक्शनने गेट कॅपेसिटन्स चार्ज/डिस्चार्ज करण्याची आवश्यकता लक्षात घेतली पाहिजे. काही प्रकरणांमध्ये, MOSFET चे स्विच IC शी थेट कनेक्शन स्वीकार्य असू शकत नाही. नियमानुसार, गेट्समध्ये लहान मूल्यांचे मालिका-कनेक्ट केलेले प्रतिरोधक स्थापित केले जातात. परंतु काही प्रकरणांमध्ये की नियंत्रित करण्यासाठी योग्य ड्रायव्हर प्रदान करणे देखील आवश्यक आहे, जे त्यांच्या इनपुट क्षमतेचे चार्ज/डिस्चार्ज सुनिश्चित करेल. काही उपाय द्विध्रुवीय ट्रान्झिस्टर स्विच म्हणून वापरण्याचा प्रस्ताव देतात. हे फक्त अतिशय योग्य आहे कमी पॉवर इंजिनकमी वळण प्रवाहासह. विंडिंग्ज I = 230 mA च्या ऑपरेटिंग करंटसह विचाराधीन मोटरसाठी, कीच्या पायथ्यावरील नियंत्रण प्रवाह किमान 15 एमए असणे आवश्यक आहे (जरी कीच्या सामान्य ऑपरेशनसाठी बेस करंट 1 च्या समान असणे आवश्यक आहे. ऑपरेटिंग करंटचा /10, म्हणजेच 23 एमए). परंतु 74HCxx मालिका मायक्रोक्रिकेटमधून असा प्रवाह काढणे अशक्य आहे, म्हणून अतिरिक्त ड्रायव्हर्सची आवश्यकता असेल. चांगली तडजोड म्हणून, तुम्ही IGBTs वापरू शकता, जे फील्ड-इफेक्ट आणि द्विध्रुवीय ट्रान्झिस्टरचे फायदे एकत्र करतात.
लेखाच्या लेखकाच्या दृष्टिकोनातून, लो-पॉवर मोटर्सच्या विंडिंग्सचे स्विचिंग नियंत्रित करण्याचा सर्वात इष्टतम मार्ग म्हणजे आर डीसी (ऑन) एमओएसएफईटी वापरणे जे चालू आणि खुल्या चॅनेलच्या प्रतिकारासाठी योग्य आहे, परंतु वर वर्णन केलेल्या शिफारसी लक्षात घेऊन. उदाहरण म्हणून निवडलेल्या P542-M48 मालिकेतील इंजिनसाठी की वर पसरलेली उर्जा, रोटर पूर्णपणे बंद झाल्यावर, पेक्षा जास्त होणार नाही
P VT = R DC(ON) × I 2 = 0.25 × (0.230) 2 = 13.2 mW.
आणखी एक महत्वाचे मुद्देआहे योग्य निवडतथाकथित स्नबर डायोड जे मोटर वळण बंद करतात (चित्र 9 मध्ये VD1...VD4). या डायोड्सचा उद्देश नियंत्रण स्विच बंद केल्यावर उद्भवणारे सेल्फ-इंडक्शन EMF दाबणे आहे. जर डायोड चुकीच्या पद्धतीने निवडले गेले असतील तर ट्रान्झिस्टर स्विचेस आणि संपूर्ण डिव्हाइसचे अपयश अपरिहार्य आहे. कृपया लक्षात घ्या की असे डायोड, एक नियम म्हणून, आधीच उच्च-शक्ती MOSFET मध्ये तयार केलेले आहेत.
मोटर कंट्रोल मोड स्विचद्वारे सेट केला जातो. वर नमूद केल्याप्रमाणे, फेज ओव्हरलॅप (आकृती 4b) सह नियंत्रण सर्वात सोयीस्कर आणि प्रभावी आहे. ट्रिगर वापरून हा मोड सहजपणे लागू केला जातो. व्यावहारिक योजनायुनिव्हर्सल स्विच, जे लेखाच्या लेखकाने अनेक डीबगिंग मॉड्यूल्समध्ये (वरील ड्रायव्हरसह) आणि व्यावहारिक अनुप्रयोगांसाठी वापरले आहे, ते आकृती 10 मध्ये दर्शविले आहे.
आकृती 10 मधील सर्किट सर्व प्रकारच्या मोटर्ससाठी (एकध्रुवीय आणि द्विध्रुवीय) योग्य आहे. इंजिनची गती बाह्य घड्याळ जनरेटर (कोणतेही कर्तव्य चक्र) द्वारे सेट केली जाते, ज्यामधून सिग्नल "STEPS" इनपुटला दिले जाते आणि रोटेशनची दिशा "DIRECTION" इनपुटद्वारे सेट केली जाते. दोन्ही सिग्नल्समध्ये लॉजिक लेव्हल्स आहेत आणि, जर ओपन कलेक्टर आउटपुट ते जनरेट करण्यासाठी वापरले गेले, तर योग्य पुल-अप रेझिस्टर्स आवश्यक असतील (ते आकृती 10 मध्ये दाखवलेले नाहीत). स्विचची वेळ आकृती आकृती 11 मध्ये दर्शविली आहे.
मी वाचकांचे लक्ष वेधून घेऊ इच्छितो: इंटरनेटवर तुम्हाला कदाचित असेच सर्किट आले असेल, जे डी-फ्लिप-फ्लॉपवर नाही तर जेके-फ्लिप-फ्लॉपवर बनलेले असेल. काळजी घ्या! यापैकी अनेक योजनांमध्ये, IC ला जोडण्यात त्रुटी आली. रिव्हर्सची आवश्यकता नसल्यास, स्विच सर्किट लक्षणीयरीत्या सरलीकृत केले जाऊ शकते (आकृती 12 पहा), तर फिरण्याची गती अपरिवर्तित राहील आणि नियंत्रण आकृती आकृती 11 मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे असेल (फेज ऑर्डर बदलण्यापूर्वी ऑसिलोग्राम ).
"STEPS" सिग्नलसाठी कोणत्याही विशेष आवश्यकता नसल्यामुळे, आउटपुट सिग्नल पातळीसाठी योग्य असलेले कोणतेही जनरेटर ते निर्माण करण्यासाठी वापरले जाऊ शकतात. त्याच्या डीबगिंग मॉड्यूल्ससाठी, लेखकाने IC-आधारित जनरेटर वापरला (आकृती 13).
इंजिनला स्वतः उर्जा देण्यासाठी, तुम्ही आकृती 14 मध्ये दर्शविलेले सर्किट वापरू शकता आणि स्विच आणि जनरेटर सर्किटला वेगळ्या +5 V पॉवर सप्लायमधून किंवा अतिरिक्त लो-पॉवर स्टॅबिलायझरद्वारे पॉवर करू शकता. कोणत्याही परिस्थितीत, पॉवर आणि सिग्नल भागांच्या जमिनी विभक्त केल्या पाहिजेत.
आकृती 14 मधील सर्किट मोटर विंडिंगला पॉवर करण्यासाठी दोन स्थिर व्होल्टेज प्रदान करते: ऑपरेटिंग मोडमध्ये 12 V आणि होल्ड मोडमध्ये 6 V. (आउटपुट व्होल्टेजची गणना करण्यासाठी आवश्यक सूत्रे दिलेली आहेत). कनेक्टर X1 च्या “ब्रेक” संपर्कावर उच्च तार्किक स्तर लागू करून ऑपरेटिंग मोड सक्रिय केला जातो. पुरवठा व्होल्टेज कमी करण्याची स्वीकार्यता या वस्तुस्थितीद्वारे निश्चित केली जाते की, लेखाच्या पहिल्या भागात आधीच नमूद केल्याप्रमाणे, स्टेपर मोटर्सचे होल्डिंग टॉर्क रोटेशनल टॉर्कपेक्षा जास्त आहे. अशा प्रकारे, विचाराधीन P542-M48 इंजिनसाठी, 25:6 गिअरबॉक्ससह होल्डिंग टॉर्क 19.8 Ncm आहे आणि रोटेशन टॉर्क फक्त 6 Ncm आहे. हा दृष्टिकोन तुम्हाला इंजिन बंद केल्यावर 5.52 W वरून 1.38 W पर्यंत वीज वापर कमी करण्यास अनुमती देतो! कनेक्टर X1 च्या “चालू/बंद” संपर्कावर उच्च तार्किक पातळी लागू करून इंजिनचे पूर्ण शटडाउन केले जाते.
जर कंट्रोल सर्किटमध्ये ओपन-कलेक्टर ट्रान्झिस्टरचा वापर करून आउटपुट असेल तर व्हीटी 1, व्हीटी 2 स्विचची आवश्यकता नाही आणि आउटपुट नमूद केलेल्या की ऐवजी थेट कनेक्ट केले जाऊ शकतात.
टीप: या अवतारात, पुल-अप प्रतिरोधकांचा वापर अस्वीकार्य आहे!
लेखकाने चोक म्हणून SDR1006-331K कॉइल (बॉर्न्स) वापरली. सामान्य पोषणमोटर विंडिंगसाठी व्होल्टेज ड्रायव्हर 16 - 18 V पर्यंत कमी केला जाऊ शकतो, ज्यामुळे त्याच्या ऑपरेशनवर परिणाम होणार नाही. पुन्हा एकदा, कृपया लक्षात घ्या: तुमची स्वतःची गणना करताना, ड्रायव्हर फेज ओव्हरलॅपसह एक मोड प्रदान करतो हे लक्षात घेण्यास विसरू नका, म्हणजेच, पॉवर सर्किटच्या रेट केलेल्या प्रवाहावर अवलंबून असणे आवश्यक आहे, दुप्पट निवडलेल्या पुरवठा व्होल्टेजवर विंडिंगचा जास्तीत जास्त प्रवाह.
द्विध्रुवीय मोटर्स नियंत्रित करण्याचे कार्य अधिक जटिल आहे. मुख्य समस्या ड्रायव्हरमध्ये आहे. या मोटर्सना ब्रिज टाईप ड्रायव्हर आवश्यक आहे आणि ते बनवण्यासाठी, विशेषतः मध्ये आधुनिक परिस्थिती, स्वतंत्र घटकांवर - एक कृतज्ञ कार्य. होय, हे आवश्यक नाही, कारण खूप आहे मोठी निवडविशेष ICs. हे सर्व IC साधारणपणे दोन प्रकारात कमी करता येतात. पहिले L293D IC आहे, जे रोबोटिक्स उत्साही लोकांमध्ये खूप लोकप्रिय आहे, किंवा त्याचे प्रकार. ते तुलनेने स्वस्त आहेत आणि 600 mA पर्यंतच्या वळण प्रवाहांसह कमी-शक्तीच्या मोटर्स नियंत्रित करण्यासाठी योग्य आहेत. आयसींना अतिउष्णतेपासून संरक्षण आहे; ते हीट सिंकसह स्थापित केले जाणे आवश्यक आहे, जे मुद्रित सर्किट बोर्डचे फॉइल आहे. दुसरा प्रकार LMD18245 IC मधील प्रकाशनापासून वाचकांना आधीच परिचित आहे.
स्टेपर मोटर्स वापरण्याच्या समस्येचा अभ्यास करताना लेखकाने कमी-पॉवर बायपोलर मोटर प्रकार 20M020D2B 12 V/0.1 A नियंत्रित करण्यासाठी सर्किटमध्ये L293DD ड्रायव्हरचा वापर केला. हा ड्रायव्हर सोयीस्कर आहे कारण त्यात चार हाफ-ब्रिज स्विच आहेत, त्यामुळे बायपोलर स्टेपर मोटर नियंत्रित करण्यासाठी फक्त एक IC आवश्यक आहे. पूर्ण योजना, दिलेले आणि इंटरनेट साइट्सवर अनेक वेळा पुनरावृत्ती केलेले, चाचणी बोर्ड म्हणून वापरण्यासाठी योग्य आहे. आकृती 15 ड्रायव्हर IC चा समावेश दर्शविते (आकृती 10 मधील स्विचशी लिंक केलेले), कारण हाच भाग आता आपल्यासाठी स्वारस्य आहे, आणि आकृती 6 (द्विध्रुवीय स्टेपिंग-मोटर कंट्रोल) विनिर्देशनातून पूर्णपणे स्पष्ट नाही एक नवशिक्या वापरकर्ता. हे दिशाभूल करणारे आहे, उदाहरणार्थ, ते बाह्य डायोड दर्शविते जे प्रत्यक्षात IC मध्ये तयार केले जातात आणि कमी-पॉवर मोटर्सच्या विंडिंगशी चांगले सामना करतात. स्वाभाविकच, L293D ड्राइव्हर कोणत्याही स्विचसह कार्य करू शकतो. R इनपुटवर तार्किक शून्याने ड्रायव्हर बंद केला जातो.
टीप: IC L293, निर्माता आणि केसचा प्रकार दर्शविणारे प्रत्यय यावर अवलंबून, क्रमांक आणि पिनच्या संख्येत फरक आहे!
L293DD च्या विपरीत, LMD18245 हा चार-चॅनेल ऐवजी ड्युअल-चॅनेल ड्रायव्हर आहे, त्यामुळे कंट्रोल सर्किट लागू करण्यासाठी दोन IC आवश्यक आहेत. LMD18245 ड्रायव्हर DMOS तंत्रज्ञानाचा वापर करून बनवलेला आहे, त्यात अतिउत्साहीपणा आणि शॉर्ट सर्किट्सपासून संरक्षण सर्किट्स आहेत, आणि सोयीस्कर 15-पिन TO-220 पॅकेजमध्ये ठेवलेले आहे, ज्यामुळे त्याच्या केसमधून अतिरिक्त उष्णता काढून टाकणे सोपे होते. आकृती 13 मध्ये पूर्वी दर्शविलेले सर्किट मास्टर ऑसिलेटर म्हणून वापरले गेले होते, परंतु रेझिस्टर R2 च्या प्रतिकाराने 4.7 kOhm पर्यंत वाढले. सिंगल डाळींचा पुरवठा करण्यासाठी, BH1 बटण वापरा, जे तुम्हाला मोटर रोटरला एक पाऊल हलविण्याची परवानगी देते. रोटरच्या रोटेशनची दिशा स्विच S1 च्या स्थितीनुसार निर्धारित केली जाते. S2 स्विच करून इंजिन चालू आणि बंद केले जाते. "बंद" स्थितीत, मोटर रोटर सोडला जातो आणि नियंत्रण डाळींद्वारे त्याचे फिरणे अशक्य होते. होल्ड मोड कमी होतो कमाल वर्तमान, दोन ते एक अँपिअर पर्यंत, मोटर विंडिंगद्वारे वापरला जातो. नियंत्रण डाळींचा पुरवठा न केल्यास, मोटर रोटर स्थिर स्थितीत राहते आणि उर्जेचा वापर अर्ध्याने कमी होतो. जर डाळींचा पुरवठा केला गेला असेल, तर इंजिन कमी रोटेशन वेगाने कमी टॉर्कसह या मोडमध्ये फिरते. हे लक्षात घ्यावे की पूर्ण-चरण नियंत्रणासह " दोन-फेज-ऑन"दोन्ही विंडिंग चालू आहेत, मोटारचा प्रवाह दुप्पट होतो आणि दोन विंडिंगला (प्रतिरोधक R3, R8) दिलेला विद्युतप्रवाह पुरवण्यासाठी आवश्यकतेनुसार ड्रायव्हर सर्किटची गणना करणे आवश्यक आहे.
सर्किटमध्ये डी-फ्लिप-फ्लॉप (आकृती 10) वर आधारित पूर्वी वर्णन केलेले द्विदिशात्मक दोन-फेज ड्रायव्हर आहे. LMD18245 IC (resistors R3, R8) च्या पिन 13 च्या सर्किटशी जोडलेल्या रेझिस्टरद्वारे आणि वर्तमान कंट्रोल सर्किटच्या संपर्कांवर बायनरी कोडद्वारे (पिन 8, 7, 6, 4) जास्तीत जास्त ड्रायव्हर करंट सेट केला जातो. . ड्रायव्हर स्पेसिफिकेशनमध्ये कमाल करंटची गणना करण्याचे सूत्र दिले आहे. वर्तमान मर्यादा नाडी पद्धतीने चालते. जेव्हा कमाल निर्दिष्ट वर्तमान मूल्य गाठले जाते, तेव्हा ते "चॉपिंग" ("चॉपिंग") असते. या “कटिंग” चे पॅरामीटर्स ड्रायव्हरच्या पिन 3 ला जोडलेल्या समांतर आरसी साखळीद्वारे सेट केले जातात. LMD18245 IC चा फायदा असा आहे की वर्तमान-सेटिंग रेझिस्टर, जे थेट मोटर सर्किटशी कनेक्ट केलेले नाही, त्याचे रेटिंग खूप मोठे आहे आणि कमी उर्जा अपव्यय आहे. विचाराधीन सर्किटसाठी, सूत्रामध्ये दिलेल्या सूत्रानुसार अँपिअरमधील कमाल विद्युत् प्रवाह आहे:
V DAC REF - DAC संदर्भ व्होल्टेज (विचाराधीन सर्किटमध्ये 5 V);
D - DAC बिट्स गुंतलेले आहेत (या मोडमध्ये सर्व 16 बिट्स वापरले जातात);
आर एस - वर्तमान-मर्यादित प्रतिरोधक (R3 = R8 = 10 kOhm) चे प्रतिकार.
त्यानुसार, होल्ड मोडमध्ये (डीएसीचे 8 बिट वापरले जात असल्याने), कमाल करंट 1 ए असेल.
आपण प्रस्तावित लेखातून पाहू शकता, जरी स्टेपर मोटर्स कम्युटेटर मोटर्सपेक्षा नियंत्रित करणे अधिक कठीण असले तरी, त्यांना सोडून देणे इतके अवघड नाही. प्राचीन रोमनांनी म्हटल्याप्रमाणे: "जो चालतो तो रस्त्यावर प्रभुत्व मिळवू शकतो." स्वाभाविकच, सराव मध्ये, बर्याच अनुप्रयोगांसाठी, मायक्रोकंट्रोलरच्या आधारे स्टेपर मोटर्स नियंत्रित करणे उचित आहे, जे सहजपणे ड्रायव्हर्ससाठी आवश्यक कमांड व्युत्पन्न करू शकतात आणि स्विच म्हणून कार्य करू शकतात. अतिरिक्त माहितीआणि स्टेपर मोटर्सच्या वापराशी संबंधित समस्यांचा अधिक तपशीलवार विचार, वर नमूद केलेल्या दुव्यांव्यतिरिक्त [, ,], केनियो टाकाशीच्या आताच्या क्लासिक मोनोग्राफमधून आणि उदाहरणार्थ, विशेष इंटरनेट साइट्सवरून गोळा केला जाऊ शकतो.
आणखी एक मुद्दा आहे ज्याकडे लेखाचा लेखक वाचकांचे लक्ष वेधून घेऊ इच्छितो. स्टेपर मोटर्स, सर्व डीसी मोटर्सप्रमाणे, उलट करता येण्याजोग्या असतात. म्हणजे काय? जर तुम्ही रोटरला बाह्य रोटेटिंग फोर्स लावले तर स्टेटर विंडिंग्समधून EMF काढला जाऊ शकतो, म्हणजेच इंजिन जनरेटर बनते आणि त्यामध्ये खूप कार्यक्षम बनते. लेखाच्या लेखकाने पवन ऊर्जा कंपनीसाठी पॉवर इलेक्ट्रॉनिक्स सल्लागार म्हणून काम करताना स्टेपर मोटर्ससाठी या वापराच्या केसचा प्रयोग केला. साधे मॉक-अप वापरून अनेक व्यावहारिक उपाय शोधणे आवश्यक होते. लेखाच्या लेखकाच्या निरीक्षणानुसार, या ऍप्लिकेशनमधील स्टेपर मोटरची कार्यक्षमता पॅरामीटर्स आणि परिमाणांच्या बाबतीत समान मोटरपेक्षा जास्त होती. कम्युटेटर मोटरथेट वर्तमान. पण ती दुसरी कथा आहे.
