在这个项目中,我们将学习如何使用555定时器芯片制作一个简单的单极步进电机驱动电路,除了555定时器芯片,我们还需要iccd 4017,这是一个十年计数器芯片。
由Ankit Negi
任何单极电机都可以连接到这个电路来执行特定的任务,尽管你需要先做一些小的改变。
步进电机的速度可以通过连接在放电和阈值之间的电位器来控制555定时器引脚.
步进电机基础
步进电机用于需要特定数量的旋转,而普通直流电机无法实现的地区。步进电机的典型应用是在3D打印机上。你会发现两种类型的流行的步进电机:单极和双极。
顾名思义,单极步进电机包含绕组与常见的电线,可以很容易地通电一个。
而双极步进电机线圈之间没有一个共同的端子,因此不能简单地使用所提出的电路驱动。为了驱动双极步进电机,我们需要一个h桥电路。
组件:
1.555定时集成电路
3.电阻4.7 k, 1 k
4.电位计220 k
5.1超滤电容
6.4二极管1 n4007
7.4个晶体管2 n2222
8.单极步进电机
9.直流电源
555定时器的用途:
555定时器需要在这里产生特定频率的时钟脉冲(可以使用220k锅变化),这决定了步进电机的速度。
IC 555引脚细节
CD4017目的:
如前所述,它是一个十年计数器IC,即,它可以计数到10个时钟脉冲。这个IC的特别之处在于它有自己内置的解码器。由于这一点,你不需要添加一个额外的IC解码二进制数字。
4017计数多达10个时钟脉冲从555定时器并从它的10个输出引脚逐个对应每个时钟脉冲提供高输出。每次只有一根针是高的。
晶体管的目的:
这里晶体管有两个用途:
1.晶体管就像开关一样,一次给一个线圈供电。
2.晶体管使大电流通过他们,然后电机,因此排除555定时器完全,因为它可以提供非常少的电流。
线路图:
如图所示连接。
1.连接引脚3或555定时器的输出引脚到IC 4017的引脚14(时钟引脚)。
2.连接使能引脚或4017的第13引脚到地。
3.连接引脚3,2,4,7一个接一个分别到晶体管1,2,3,4。
4.连接10和15针地通过1k电阻。
5.将步进电机的共线连接到电源正极。
6.将步进电机的其他导线依次连接,使线圈通电,正常完成一满转。(你可以查看制造商提供的电机数据表)
为什么IC 4017的输出引脚10连接到它的引脚15(复位引脚)?
正如上面已经提到的,4017计数时钟脉冲一个接一个到第10个时钟脉冲,并相应地在输出引脚上提供高输出,每个输出引脚高。
这将导致电动机转动的某些不必要的延迟。由于我们只需要前四个引脚来完成电机的一圈或前四个从o到3的小数计数,引脚号。10连接到pin15,第4次计数后IC复位,计数重新开始。这确保没有中断在电机的旋转。
工作:
连接正确后,如果你接通电路,电机将开始逐步旋转。555定时器产生的时钟脉冲取决于电阻,电位器和电容器的值。
如果你改变这三个分量中的任何一个的值,时钟脉冲的频率就会改变。
这些时钟脉冲被输入到IC CD 4017中,IC CD 4017依次计数时钟脉冲,分别将1作为输出到引脚3、2、4、7,并连续重复这个过程。
由于晶体管Q1连接到引脚3,它首先打开晶体管Q2,然后是Q3和Q4。但当一个晶体管打开时,其他所有晶体管都关闭。
当Q1打开时,它就像一个关闭的开关,电流流过普通导线到导线1,然后通过晶体管Q1接地。
这激励线圈1和电机旋转的一些角度,这取决于时钟频率。同样的事情发生在Q2,它激励了线圈2,接着是线圈3和线圈4。这样就获得了一次彻底的革命。
旋转电位计时:
我们假设初始锅的位置在放电和阈值引脚之间有最大电阻(220k)。输出时钟脉冲频率公式为:
F = 1.44/(r1 + 2r2) c1
由公式可知,时钟脉冲的频率随R2值的增大而减小。因此,当R2或pot的值最大时,频率最小,这是由于IC 4017计数更慢,并给出更延迟的输出。
随着电阻R2值的减小,频率增加,使得IC 4017输出之间的延迟最小。因此步进电机旋转更快。
因此,电位器的值决定了步进电机的速度。
模拟视频:
这里你可以清楚地看到马达的速度是如何随电阻R2变化的。其值先减小后增大,步进电机的转速先增大后减小。
坦维尔说
你能用双极步进电机提供同样的实验吗?
Swagatam说
对不起,我还没有完全研究这个主题,一旦我了解到细节,我一定会更新。
坦维尔说
好兄弟。
坦维尔说
你是否在你的单极步进电机项目中使用了9V直流电源?我用proteus 8 professional做了完整的电路图,你的程序中给出了。但切换运行模式后找不到最终输出。请帮助。
Swagatam说
对不起Tanvir,我不能帮助你与这个项目,因为它是设计和贡献的另一个作者先生Ankit。它是由作者自己模拟和测试的,而不是我。
然而,在模拟视频中,似乎使用了9V电池,所以你可以尝试使用9V电源输入
坦维尔说
安基特先生能帮我吗?
Swagatam说
他发表这篇文章是很久以前的事了,不知道我们能在哪里找到他。你可以试着在facebook上找到他。
所罗门说
你好,先生,您好,先生,这个电路工作正常吗?
Swagatam说
所罗门,这个赛道是另一个作者提交的,所以我不能保证结果!
Bansari说
简单的电机驱动电路采用ic555和ic4017, ic555的工作方式为非稳态、单稳态或双稳态
Swagatam说
它被配置为一个不稳定变量。
Halebones说
你好,我需要一些帮助。我有一个步进电机从一个旧扫描仪,它的1.8度/步骤4.1欧姆和有4根电线。我尝试了不同的连接方式,但似乎无法让它正常工作。你或其他人能帮我吗?谢谢
Swagatam说
嗨,我认为你可以定制以上解释的概念,以适合你的电机规格。你需要测量IC 555输出频率和PWM。
理查德·凯瑟说
是四线步进电机。只有四线表明它是双极步进电机,它将需要一个h桥(实际上,两个h桥或在每条线上的半桥。有两个线圈,每一端都有一根电线,你可以用欧姆表来识别。在线圈上,拉一边到+v和另一边到地,断开,并对另一个线圈做同样的。你可以控制哪根线是+v和哪根线是接地的方向。电压可能是在电机上或它可能是一些倍数的3伏如果小。我已经看到12V, 24V和36V的中型电机。如果有一个零件号码,你的搜索引擎的选择可能会找到一个数据表。注意计数IC是CMOS。:手柄尽可能少,只有手柄接地时通过电阻,可能100K欧姆,并接地未使用的输入引脚(所有都是)。 If using TTL or another chip (i.e. Arduino) put a 1K resistor between the chip an the transistor base.
Swagatam说
感谢您的反馈和宝贵的信息!