Circuito del driver del motore passo-passo che utilizza IC 555

In questo progetto impareremo come realizzare un semplice circuito di pilotaggio di un motore passo-passo unipolare utilizzando 555 timer IC. Oltre al timer 555, abbiamo anche bisogno dell'IC CD 4017 che è un IC contatore a decadi.

Di Ankit Negi

Qualsiasi motore unipolare può essere collegato a questo circuito per eseguire attività specifiche, sebbene sia necessario prima apportare alcune piccole modifiche.

La velocità del motore passo-passo può essere controllata da un potenziometro collegato tra scarica e soglia perno del timer 555 .

Nozioni di base sui motori passo-passo

I motori passo-passo vengono utilizzati in aree in cui è richiesta una specifica quantità di rotazione, non ottenibile utilizzando normali motori a corrente continua. Una tipica applicazione del motore passo-passo è in una STAMPANTE 3D. Troverai due tipi di popolari motori passo-passo: UNIPOLARE e BIPOLARE.

Come suggerisce il nome, il motore passo-passo unipolare contiene avvolgimenti con filo comune che possono essere facilmente eccitati uno per uno.

Considerando che il motore passo-passo bipolare non ha un terminale comune tra le bobine per cui non può essere pilotato semplicemente utilizzando il circuito proposto. Per pilotare un motore passo-passo bipolare abbiamo bisogno di un circuito a ponte H.

COMPONENTI:

1. 555 TIMER IC

Due. CD 4017 IC

3. RESISTORI 4.7K, 1K

4. POTENZIOMETRO 220K

5. 1 uf CONDENSATORE

6. 4 DIODI 1N4007

7. 4 TRANSISTORI 2N2222

8. MOTORE UNIPOLARE PASSO-PASSO

9. FONTE DI ALIMENTAZIONE CC

SCOPO DEL TIMER 555:

Il timer 555 è richiesto qui per generare impulsi di clock di particolare frequenza (può essere variata utilizzando il potenziometro 220k) che determina la velocità del motore passo-passo.

Dettagli Pinout IC 555

SCOPO DEL CD4017:

Come già accennato in precedenza, si tratta di un IC contatore a decadi, ovvero può contare fino a 10 impulsi di clock. Ciò che rende speciale questo IC è che ha il suo decoder integrato. Per questo motivo non è necessario aggiungere un ulteriore IC per decodificare i numeri binari.

4017 conta fino a 10 impulsi di clock da 555 ore e fornisce un'uscita elevata corrispondente a ciascun impulso di clock uno per uno dai suoi 10 pin di uscita. In un momento solo un pin è alto.

SCOPO DEI TRANSISTORI:

Ci sono due scopi del transistor qui:

1. I transistor agiscono come interruttori qui, eccitando così una bobina alla volta.

2. I transistor consentono il passaggio di corrente elevata e quindi il motore, escludendo completamente il timer 555 in quanto può fornire una quantità minima di corrente.

SCHEMA ELETTRICO:

Effettuare i collegamenti come mostrato in figura.

1. Collegare il pin 3 o il pin di uscita del timer 555 al pin 14 (pin dell'orologio) di IC 4017.
2. Collegare il pin di abilitazione o il 13 ° pin di 4017 a terra.
3. Collegare i pin 3,2,4,7 uno alla volta ai transistor 1,2,3,4 rispettivamente.
4. Collegare il 10 e il 15 ° pin a terra tramite una resistenza da 1k.
5. Collegare il filo comune del motore passo-passo al positivo dell'alimentazione.
6. Collegare gli altri fili del motore passo-passo in modo tale che le bobine siano eccitate una alla volta per completare correttamente un giro completo (è possibile consultare la scheda tecnica del motore fornita dal produttore)

PERCHÉ IL PIN 10 DI USCITA DELL'IC 4017 È COLLEGATO AL SUO PIN 15 (PIN DI RESET)?

Come già accennato in precedenza, 4017 conta gli impulsi di clock uno per uno fino al decimo impulso di clock e fornisce di conseguenza un'uscita elevata sui pin di uscita, ogni pin di uscita diventa alto.

Ciò causa un certo ritardo nella rotazione del motore che non è necessario. Poiché sono necessari solo i primi quattro pin per un giro completo del motore o i primi quattro conteggi decimali da o a 3, il pin n. 10 è collegato al pin 15 in modo che dopo il 4 ° conteggio l'IC si azzeri e il conteggio ricomincia dall'inizio. Ciò garantisce l'assenza di interruzioni nella rotazione del motore.

LAVORANDO:

Dopo aver effettuato i collegamenti correttamente, se si accende il circuito, il motore inizierà a ruotare gradualmente. Il timer 555 produce impulsi di clock a seconda dei valori di resistenza, potenziometro e condensatore.

Se si modifica il valore di uno qualsiasi di questi tre componenti, la frequenza dell'impulso di clock cambierà.

Questi impulsi di clock vengono forniti all'IC CD 4017 che quindi conta gli impulsi di clock uno per uno e fornisce 1 come uscita al pin n. 3,2,4,7 rispettivamente e ripete questo processo continuamente.

Poiché il transistor Q1 è collegato al pin 3, si accende prima, quindi il transistor Q2 seguito da Q3 e Q4. Ma quando un transistor è acceso, tutti gli altri rimangono spenti.

Quando Q1 è acceso, si comporta come un interruttore chiuso e la corrente scorre attraverso il filo comune al filo 1 e poi a terra attraverso il transistor Q1.

Questo eccita la bobina 1 e il motore ruota ad un certo angolo che dipende dalla frequenza di clock. Quindi la stessa cosa accade con Q2 che eccita la bobina 2 seguita dalla bobina 3 e dalla bobina 4. Si ottiene così un giro completo.

Quando il potenziometro viene ruotato:

Diciamo che inizialmente la posizione del vaso è tale che ci sia la massima resistenza (220k) tra lo scarico e il pin di soglia. La formula per la frequenza dell'impulso di clock in uscita è:

F = 1,44 / (R1 + 2R2) C1

È chiaro dalla formula che la frequenza degli impulsi di clock diminuisce all'aumentare del valore di R2. Pertanto, quando R2 o il valore del potenziometro è massimo, la frequenza è minima a causa della quale IC 4017 conta più lentamente e fornisce un'uscita più ritardata.

Quando il valore della resistenza R2 diminuisce, la frequenza aumenta che causa un ritardo minimo tra le uscite di IC 4017. E quindi il motore passo-passo ruota più velocemente.

Così il valore del potenziometro determina la velocità del motore passo-passo.

VIDEO DI SIMULAZIONE:

Qui puoi vedere chiaramente come la velocità del motore varia con la resistenza R2. Il suo valore viene prima diminuito e poi aumentato il che a sua volta prima aumenta e poi diminuisce la velocità del motore passo-passo.