Запускаем шаговый двигатель при помощи таймера NE555. Генератор импульсов для шагового двигателя

Запускаем шаговый двигатель при помощи таймера NE555

Шаговый двигатель представляет собой особый тип двигателя, вал которого перемещается точно на определенный градус с каждым новым поступающим импульсом. Для подробного изучения читайте статью "Управление шаговым двигателем"

Чтобы управлять шаговым двигателем, мы должны организовать определенный порядок формирования управляющего напряжения, которое поступает на выводы обмоток электродвигателя. Эту достаточно сложную задачу попробуем решить при помощи таймера NE555 и двух интегральных микросхем CD4070 (К1561ЛП14) и CD4027(K561ТВ1).

Таймер 555 будет генерировать поток тактовых импульсов для управления скоростью вращения шагового двигателя. Тогда как микросхемы DD2 и DD3 будут формировать последовательно сигналы в правильном порядке, чтобы электродвигатель начал вращаться.

Эта схема управления ШД подойдет для однополярного шагового двигателя, который, как правило, имеет 6 управляющих выводов. Для начала соберем нестабильный мультивибратор (генератор прямоугольных сигналов) на таймере NE555. Вращая ручку переменного резистора можно изменять частоту сигнала, а значит и скоростью вращения.

Далее импульсы подадим на вход двух JK-тригеров (CD4027), которые формируют управляющие импульсы в необходимом порядке. Цепь на микросхеме CD4070 позволяет менять вращение на противоположное при помощи переключателя SA1. Для снижения нагрузки на выходы DD3 использованы 4 транзистора и 4 диода для защиты транзисторов от всплесков самоиндукции. В качестве питания применена схема источника питания.

Источник: makezine.com

www.joyta.ru

Простая схема управления шаговым двигателем

Опубликовал admin | Дата 10 января, 2014

Схема управления шаговым двигателем приведена на рисунке 1. Схема реализована на микросхемах простой логики. В ней используются три микросхемы К561ЛА7 и одна К561ТМ2. В качестве мощных ключей для коммутирования обмоток шагового двигателя применены составные транзисторы КТ829А, способные выдерживать ток до семи ампер.

При нажатии на одну из кнопок двигатель начинает вращаться в ту или иную сторону. Кнопки использованы двойные, поэтому при их отпускании размыкается и цепь питания обмоток шагового двигателя, что исключает протекание сквозных токов при остановке двигателя. Но есть ситуации, когда для удержания ротора двигателя в нужном положении, необходимо, чтобы через одну из обмоток протекал удерживающий ток. В этом случае контроллер должен автоматически понизить напряжение питания обмоток двигателя до необходимой величины. В данной схеме этой опции нет, здесь напряжение питания снимается с обмоток двигателя полностью.

На микросхеме DD1 собран генератор импульсов, изменение частоты этого генератора влечет за собой изменение частоты вращения шагового двигателя. Каждый импульс данного генератора поворачивает ротор на один шаг. На микросхемах DD2 и DD3 собраны логические элементы «исключающие или» и совместно с двумя триггерами DD4.1 и DD4.2, микросхемы К561ТМ2, образуют схему двухразрядного кольцевого счетчика для коммутации обмоток. Схема обеспечивает работу шагового двигателя в полушаговом режиме. Осциллограммы импульсных последователей полушагов показаны на скриншоте 1. Все обмотки двигателя зашунтированы демпфирующими диодами, устраняющими коммутационные выбросы напряжения. Микросхемы питаются через стабилизатор напряжения DA1 — КР142ЕН8Б. Максимальное входное напряжение этой равно35В. Так что и максимальное напряжение питания двигателя будет равно 35В.

Почти все элементы схемы смонтированы на печатной плате. На плате нет микросхемного стабилизатора напряжения, демпфирующих диодов, кнопок и конденсаторов фильтра. При необходимости их можно разместить на плате, изменив немного ее топологию. Скачать схему и рисунок печатной платы можно здесь.

Скачать “простая схема управления шаговым двигателем” Shema-upravl-shagov-dvigatel.rar – Загружено 1332 раза – 31 KB

Обсудить эту статью на - форуме "Радиоэлектроника, вопросы и ответы".

www.kondratev-v.ru

Шаговый двигатель в качестве генератора? — Меандр — занимательная электроника

Читать все новости ➔

Валялся у меня шаговый двигатель и, решил я его попробовать использовать в качестве генератора. Двигатель был снят со старого матричного принтера, надписи на нем следующие: EPM-142 EPM-4260 7410. Двигатель попался униполярный, это означает что у этого двигателя 2 обмотки с отводом от середины, сопротивление обмоток составило 2х6ом.

Для теста нужен другой двигатель, чтобы раскрутить шаговый. Конструкция и крепление двигателей показаны на рисунках ниже:

Ролик от двигателя у меня потерялся, по этому я надел пасту...

Плавно запускаем двигатель, чтобы резинка не слетела. Надо сказать что на высоких оборотах она все же слетает, по этому напряжение выше 6 вольт не поднимал.

Подключаем вольтметр и начинаем тестировать, для начала меряем напряжение.

Выставляем напряжение на БП около 6 вольт, при этом двигатель потребляет 0.2 Ампер, для сравнения на холостом ходу движок кушал 0.09А

Думаю ничего объяснять не нужно и все понятно по фотографии ниже. Напряжение составило 16 вольт, обороты раскручивающего двигатели не большие, думаю если сильнее раскрутить то, можно и все 20 вольт выжать...

Подключаем через диодный мост (и конденсатор не забываем, иначе можно спалить светодиоды) ленту со сверхяркими светодиодами, мощность которого 0.5 ватт.

Выставляем напряжение чуть меньше 5 вольт, так, чтобы шаговый двигатель после моста выдавал около 12 вольт.

Светит! Напряжение при этом с 12 вольт просело до 8 и двигатель стал раскручивать чуть медленнее. Ток КЗ без светодиодной ленты составил 0.08А - напомню, что раскручивающий двигатель работал НЕ на полную мощность, и не забываем про вторую обмотку шагового двигателя, просто параллелить их нельзя, а собирать схему мне не хотелось.

Думаю, из шагового двигателя можно изготовить неплохой генератор, прицепить его на велосипед, или сделать на его основе ветрогенератор.

соберисхему.рф

Возможно, Вам это будет интересно:

meandr.org

Генератор для велосипеда из шагового двигателя

Шаговый двигатель это не только мотор приводящий в действие всевозможный устройства (принтер, сканер и т.п), но и неплохой генератор ! Основным достоинством такого генератора является то, что ему не нужны большие обороты. Иными словами, даже при небольших оборотах шаговый двигатель вырабатывает достаточно много энергии. То есть обычному велосипедному генератору требуются начальные обороты до того пока фонарь не начнет светить ярким светом. Этот недостаток пропадает при использовании шагового двигателя.

В свою очередь шаговый двигатель обладает и рядом недостатков. Основным из них является большое магнитное залипание.

Ну да ладно. Для начала нам необходимо найти шаговый двигатель. Тут работает правило: Чем двигатель больше - тем лучше.

Здесь я представлю вам пару вариантов крепления и пару вариантов шагового двигателя.

Начнем с самого большого. Я выдрал его из плоттера для печати, это такой большой принтер. На вид двигатель выглядит довольно большим.

Перед тем как показать вам схему стабилизации и питания я хочу показать Вым метод крепления на Ваш велобайк.

Как видно из рисунка наш генератор прикручен ближе к оси колеса и вращается от дополнительного круга. Здесь нужна мысль и смекалка каждому из вас нужно самому придумать крепление и круг вращения, так как вариантов очень много.

Вот ещё один вариант с двигателем поменьше.

Детали:

Я думаю каждый из Вас при постройке выберет наиболее подходящий для него вариант.

Ну а теперь время пришло поговорить о фонарях и цепях питания. Естественно все фонари - светодиодные.

Схема выпрямления обычная : блок выпрямительных диодов, пару конденсаторов большой ёмкости и стабилизатор напряжения.

Обычно из шагового двигателя выходит 4 проводе, соответствующие двум катушкам. Поэтому на рисунке два выпрямительных блока.

Наш генератор способен вырабатывать до 50 вольт напряжения на больших оборотах, поэтому конденсаторы надо брать на напряжение не ниже 50.

А стабилизатор на напряжение 5-6 вольт.

Чем же хороша наша самоделка?! - Дело в том что даже при трогании с места наш фонарь ярко светит! И в процессе движения не мелькает и не тухнет.

Вот и всё !

sdelaysam-svoimirukami.ru

Ветряк из шагового двигателя

В качестве генератора на ветряк подойдет шаговый двигатель (ШД) для принтера. Даже при небольшой скорости вращения он вырабатывает мощность около 3 Вт. Напряжение может подниматься выше 12 В, что дает возможность заряжать небольшой аккумулятор.

к содержанию ↑

Принципы использования

Характерная для российского климата турбулентность ветра в приземных слоях приводит к постоянным изменениям его направления и интенсивности. Ветрогенераторы больших размеров, мощность которых превышает 1 Квт будут инерционными. В результате они не успеют полностью раскрутиться при смене направления ветра. Этому также мешает момент инерции в плоскости вращения. Когда боковой ветер действует на работающий ветряк, он испытывает огромные нагрузки, которые могут привести к его быстрому выходу из строя.

Целесообразно применять ветрогенератор малой мощности, изготовленный своими руками, имеющий незначительную инерционность. С их помощью можно заряжать маломощные аккумуляторы мобильных телефонов или использовать для освещения дачи светодиодами.

В дальнейшем лучше ориентироваться на потребителей, нетребующих преобразования вырабатываемой энергии, например, для подогрева воды. Нескольких десятков ватт энергии вполне может хватить для поддерживания температуры горячей воды или для дополнительного подогрева системы отопления, чтобы она не перемерзала зимой.

к содержанию ↑

Электрическая часть

Генератором в ветряк можно устанавливать шаговый двигатель (ШД) для принтера.

Даже при небольшой скорости вращения он вырабатывает мощность около 3 Вт. Напряжение может подниматься выше 12 В, что дает возможность заряжать небольшой аккумулятор. Остальные генераторы эффективно работают при скорости вращения более 1000 об./мин, но они не подойдут, поскольку ветряк вращается со скоростью 200-300 об./мин. Здесь необходим редуктор, но он создает дополнительное сопротивление и к тому же имеет высокую стоимость.

В генераторном режиме у шагового двигателя вырабатывается переменный ток, который легко преобразовать в постоянный, используя пару диодных мостов и конденсаторы. Схему легко собрать своими руками.

Установив за мостами стабилизатор, получим постоянное выходное напряжение. Для визуального контроля можно еще подключить светодиод. Чтобы уменьшить потери напряжения для его выпрямления применяются диоды Шоттки.

В дальнейшем можно будет создать ветряк с более мощным ШД. Такой ветрогенератор будет обладать большим моментом трогания. Проблему можно устранить, отключая нагрузку во время пуска и при малых оборотах.

к содержанию ↑

Как сделать ветрогенератор

Лопасти можно изготовить своими руками из трубы ПВХ. Нужная кривизна подбирается, если взять ее с определенным диаметром. Заготовку лопасти рисуют на трубе, а затем вырезают отрезным диском. Размах винта составляет около 50 см, а ширина лопастей — 10 см. После следует выточить втулку с фланцем под размер вала ШД.

Она насаживается на вал двигателя и крепится дополнительно винтами, а к фланцам крепятся пластиковые лопасти. На фото изображено две лопасти, но можно сделать четыре, прикрутив еще две аналогичные под углом 90º. Для большей жесткости под головки винтов следует установить общую пластину. Она плотней прижмет лопасти к фланцу.

Изделия из пластика долго не служат. Продолжительный ветер со скоростью более 20 м/с такие лопасти не выдержат.

Далее нужно произвести балансировку. Это делается своими руками: от концов лопастей отрезаются кусочки пластика. Угол их наклона можно изменить посредством нагрева и изгиба.

Генератор вставляется в кусок трубы, к которому он крепится болтами.

К трубе с торца крепится флюгер, представляющий собой ажурную и легкую конструкцию из дюралюминия. Ветрогенератор держится на приваренной вертикальной оси, которая вставляется в трубу мачты с возможностью вращения. Под фланец можно установить упорный подшипник или полимерные шайбы, снижающие трение.

У большей части конструкций ветряк содержит выпрямитель, который крепится к подвижной части. Это делать нецелесообразно из-за увеличения инерционности. Электрическую плату вполне можно разместить внизу, а к ней вывести вниз провода от генератора. Обычно с шагового двигателя выходит до 6 проводов, соответствующих двум катушкам. Для них нужны токосъемные кольца для передачи электроэнергии от подвижной части. На них довольно сложно установить щетки. Механизм токосъема может оказаться сложней, чем сам ветрогенератор. Еще было бы лучше разместить ветряк так, чтобы вал генератора располагался вертикально. Тогда провода не будут заплетаться вокруг мачты. Такие ветрогенераторы сложней, но зато уменьшается инерционность. Коническая передача здесь будет в самый раз. При этом можно увеличить обороты вала генератора, подобрав необходимые шестерни своими руками.

Закрепив ветряк на высоте 5-8 м, можно начинать проводить испытания и собирать данные о его возможностях, чтобы в дальнейшем установить более совершенную конструкцию.

В настоящее время становятся популярными вертикально-осевые ветрогенераторы.

Некоторые конструкции хорошо выдерживают даже ураганы. Хорошо себя зарекомендовали комбинированные конструкции, работающие при любом ветре.

к содержанию ↑

Заключение

Маломощный ветрогенератор надежно работает из-за малой инерционности. Его легко изготавливают в домашних условиях и используют преимущественно для подзарядки небольших аккумуляторов. Он может пригодиться в загородном доме, на даче, в походе, когда возникают проблемы с электричеством.

Оцените статью:

Загрузка...

Поделитесь с друзьями:

mirenergii.ru

Драйвер униполярного шагового двигателя

Драйвер униполярного шагового двигателя.

Если у вас есть5.25’ дисковод со старого компьютера, не спешите его выбрасывать. С него можно снять шаговый двигатель, а крутиться в разные стороны и с разной скоростью заставит его эта схема.

Рис.1. Принципиальная схема драйвера униполярного ШД.

В данном включении запитывать двигатель лучше напряжением 9±2В, при меньшем он начинает проскальзывать, при большем – греется. Максимальная частота генератора, которая не приводит к проскальзыванию – 400 Гц (при Uпит=7В). Транзисторы – можно использовать любые MOSFET, с током стока не менее 0,5 А. Переключатель направления – тумблер ТП1-2 или кнопка П2К. П2К вообще-то не рекомендую. Отстой. Сколько не видел схем с ними - везде неисправность одна - не работают именно они. В принципе, для этих шаговых двигателей рекомендуютсхему с запускающим импульсом длиной 150 мкс и амплитудой 15-18В, но это приводит к усложнению схемы, а наша цель – простота. Для тех, кто интересуется шаговыми двигателями, можно сходитьсюда, здесь много полезной информации.

Генератор импульсов можно сделать, например, на 555 таймере. Вариант с регулируемой частотой от 1,5 до 450 Гц приведен на рис.2, а модель генератора в формате MicroCAP лежит здесь (для моделирования запускать "transient mode").

Рис.2. Генератор импульсов 1,5 - 450 Гц.

А вообще по 555 таймеру мне очень понравилась вот эта ссылка. Очень подробно, внятно, много примеров, на английском только…

Сайт управляется системой uCoz

muralev.narod.ru

Запускаем шаговый двигатель при помощи таймера NE555. Генератор импульсов для шагового двигателя