IC555を使用したステッピングモータードライバー回路

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このプロジェクトでは、555タイマーICを使用して簡単なユニポーラステッピングモータードライバー回路を作成する方法を学習します。 555タイマーとは別に、ディケードカウンターICであるIC CD4017も必要です。

アンキット・ネギ



最初にいくつかの小さな変更を行う必要がありますが、特定のタスクを実行するために、任意のユニポーラモーターをこの回路に接続できます。

ステッピングモーターの速度は、放電としきい値の間に接続されたポテンショメーターから制御できます 555タイマーのピン 。



ステッピングモーターの基本

ステッピングモーターは、特定の回転量が必要な領域で使用されますが、通常のDCモーターでは実現できません。ステッピングモーターの典型的な用途は、3Dプリンターです。人気のステッピングモーターには、UNIPOLARとBIPOLARの2種類があります。

名前が示すように、ユニポーラステッピングモーターには、1本ずつ簡単に通電できる共通線の巻線が含まれています。

一方、バイポーラステッピングモーターはコイル間に共通の端子がないため、提案された回路を使用するだけでは駆動できません。バイポーラステッピングモーターを駆動するには、Hブリッジ回路が必要です。

コンポーネント:

1.555タイマーIC

二。 CD 4017 IC

3.抵抗器4.7K、1K

4.ポテンショメータ220K

5. 1ufコンデンサ

6.4ダイオード1N4007

7.4トランジスタ 2N2222

8.ユニポーラステッピングモーター

9.DC電源

555タイマーの目的:

ここでは、ステッピングモーターの速度を決定する特定の周波数(220kポットを使用して変更可能)のクロックパルスを生成するために555タイマーが必要です。

IC555ピン配列の詳細

IC 555ピン配列の詳細、アース、Vcc、リセット、しきい値、放電、制御電圧

CD4017の目的:

すでに上で述べたように、それはディケードカウンターICです。つまり、最大10クロックパルスをカウントできます。このICを特別なものにしているのは、独自のデコーダーが組み込まれていることです。そのため、2進数をデコードするためにICを追加する必要はありません。

4017は、から最大10クロックパルスをカウントします。 555時間 そして、10個の出力ピンから1つずつ各クロックパルスに対応する高出力を提供します。一度に1つのピンだけがハイになります。

トランジスタの目的:

ここでのトランジスタの目的は2つあります。

1.トランジスタはここではスイッチのように機能するため、一度に1つのコイルに電力を供給します。

2.トランジスタは、大電流がトランジスタを通過してからモーターを通過できるようにします。したがって、555タイマーはほとんど電流を供給できないため、完全に除外されます。

回路図:

IC555を使用したシンプルなステッピングモータードライバー回路

図のように接続します。

1.555タイマーのピン3または出力ピンをIC4017のピン14(クロックピン)に接続します。
2.4017のイネーブルピンまたは13番目のピンをグランドに接続します。
3.ピン3、2、4、7をトランジスタ1、2、3、4にそれぞれ1つずつ接続します。
4.1k抵抗を介して10番目と15番目のピンをグランドに接続します。
5.ステッピングモーターの共通線を電源のプラスに接続します。
6.ステッピングモーターの他のワイヤーを、コイルが1つずつ通電されて、1回転が適切に完了するように接続します(メーカーが提供するモーターのデータシートを参照してください)。

IC 4017の出力ピン10がそのピン15(リセットピン)に接続されているのはなぜですか?

すでに上で述べたように、4017は10番目のクロックパルスまでクロックパルスを1つずつカウントし、それに応じて出力ピンに高出力を与え、各出力ピンはハイになります。

これにより、モーターの回転に一定の遅延が発生しますが、これは不要です。モーターの完全な1回転に最初の4つのピン、またはoから3までの最初の4つの小数カウントのみが必要なため、ピン番号。 10はピン15に接続されているため、4回目のカウント後にICがリセットされ、カウントが最初から再開されます。これにより、モーターの回転が中断されることはありません。

ワーキング:

正しく接続した後、回路のスイッチを入れると、モーターが段階的に回転し始めます。 555タイマーは、抵抗、ポテンショメータ、コンデンサの値に応じてクロックパルスを生成します。

これらの3つの成分のいずれかの値を変更すると、クロックパルスの周波数が変化します。

これらのクロックパルスはICCD 4017に与えられ、IC CD 4017はクロックパルスを1つずつカウントし、ピン番号3、2、4、7にそれぞれ1を出力として与え、このプロセスを継続的に繰り返します。

トランジスタQ1はピン3に接続されているため、最初にスイッチがオンになり、次にトランジスタQ2がオンになり、次にQ3とQ4がオンになります。ただし、1つのトランジスタがオンの場合、他のすべてのトランジスタはオフのままです。

Q1がオンの場合、Q1は閉じたスイッチのように機能し、電流は共通のワイヤを通ってワイヤ1に流れ、次にトランジスタQ1を介してグランドに流れます。

これによりコイル1がオンになり、モーターはクロック周波数に応じた角度で回転します。次に、同じことがQ2でも起こり、コイル2に続いてコイル3とコイル4に通電します。したがって、1回転が得られます。

ポテンショメータを回転させると:

ポットの最初の位置が、放電としきい値ピンの間に最大抵抗(220k)があるとしましょう。出力クロックパルスの周波数の式は次のとおりです。

F = 1.44 /(R1 + 2R2)C1

式から、R2の値が増加するにつれてクロックパルスの周波数が減少することが明らかです。したがって、R2またはポットの値が最大の場合、周波数は最小になります。これにより、IC 4017のカウントが遅くなり、出力の遅延が大きくなります。

抵抗R2の値が減少すると、周波数が増加し、IC 4017の出力間の遅延が最小になります。したがって、ステッピングモーターの回転が速くなります。

したがって、ポテンショメータの値がステッピングモーターの速度を決定します。

シミュレーションビデオ:

ここでは、モーターの速度が抵抗R2によってどのように変化するかを明確に確認できます。その値は最初に減少し、次に増加し、次にステッピングモーターの速度が最初に増加してから減少します。




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