기술적으로 스테퍼 모터 드라이버 회로 는 Decade Binary Counter 회로 입니다. 이 회로의 장점은 2-10 단계의 스테퍼 모터를 구동하는 데 사용할 수 있다는 것입니다. 더 진행하기 전에 스테퍼 모터의 기본 사항에 대해 자세히 알아 보겠습니다.
이 모터의 이름은 샤프트의 회전이 DC 또는 다른 모터와 다른 단계적인 형태이기 때문에 붙여졌습니다. 다른 모터에서는 회전 속도, 정지 각도는 필요한 회로가 삽입되지 않는 한 완전 제어되지 않습니다. 이 비 제어는 지체없이 명령을 시작하고 중지하는 단순한 문자 인 관성 모멘트 때문에 존재합니다. DC 모터에 전원이 공급되면 정격 속도에 도달 할 때까지 모터 속도가 천천히 증가합니다. 이제 모터에 부하가 걸리면 속도가 정격 이상으로 감소하고 부하가 더 증가하면 속도가 더 감소합니다. 이제 전원이 꺼지면 모터는 관성 모멘트를 가지므로 즉시 정지하지 않고 천천히 정지합니다. 이제 프린터에서 용지 유출이 제때에 멈추지 않는 경우를 생각해보십시오.시작하고 멈출 때마다 종이를 잃어 버립니다. 모터가 속도를 선택하고 용지가 손실 될 때까지 기다려야합니다. 이것은 대부분의 제어 시스템에서 허용되지 않으므로 이러한 종류의 문제를 해결하기 위해 스테퍼 모터를 사용합니다.
스테퍼 모터가 일정하게 공급에서 작동하지 않습니다. 제어되고 주문 된 전력 펄스에서만 작동 할 수 있습니다. 더 진행하기 전에 UNIPOLAR 및 BIPOLAR 스테퍼 모터에 대해 이야기해야합니다. UNIPOLAR 스테퍼 모터의 그림에서 볼 수 있듯이 공통 접지 또는 공통 전원에 대해 두 위상 권선의 중앙 탭핑을 수행 할 수 있습니다. 첫 번째 경우에 우리는 공통 접지 또는 전원에 대해 흑백을 취할 수 있습니다. 2 개의 검은 색이 커먼에 걸릴 경우. case3의 경우 주황색 검정색 빨간색 노란색은 모두 공통 접지 또는 전원을 위해 함께 제공됩니다.
BIPOLAR 스테퍼 모터에는 위상 끝이 있고 중앙 탭이 없으므로 4 개의 단자 만 있습니다. 이러한 유형의 스테퍼 모터의 구동은 다르고 복잡하며 마이크로 컨트롤러 없이는 구동 회로를 쉽게 설계 할 수 없습니다.
여기서 설계 한 회로는 UNIPOLAR 타입의 스테퍼 모터에만 사용할 수 있습니다.
UNIPOLAR 스테퍼 모터의 전력 펄스는 회로 설명에서 논의됩니다.
회로 구성 요소
- +9 ~ +12 공급 전압
- 555 IC
- 1KΩ, 2K2Ω 저항
- 220KΩ 포트 또는 가변 저항
- 1µF 커패시터, 100µF 커패시터 (필수 아님, 전원에 병렬로 연결됨)
- 2N3904 또는 2N2222 (2 단계 인 경우 스테퍼 유형에 따라 조각 수에 따라 다름, 4 단계 인 경우 2 개 필요)
- 1N4007 (다이오드 수는 트랜지스터 수와 동일)
- CD4017 IC,.
스테퍼 모터 드라이버 회로도 및 설명
그림은 2 단 스테퍼 모터 드라이버의 회로도를 보여줍니다. 이제 회로도에서 볼 수 있듯이 555 회로는 클럭 또는 구형파를 생성하는 것입니다. 이 경우 클럭 생성 주파수는 일정하게 유지할 수 없으므로 스테퍼 모터에 대한 가변 속도를 얻어야합니다. 냄비 또는 프리셋 (6) 사이의 분기에 1K 저항기와 직렬로 진행되고이 변속 얻으려면 번째 및 7 번째 핀. 포트가 변화함에 따라 브랜치의 저항이 변경되고 따라서 555에 의해 생성 된 클럭의 주파수가 변경됩니다.
그림에서 중요한 것은 세 번째 공식입니다. 주파수가 R2 (회로에서 1K + 220k POT)와 역으로 관련되어 있음을 알 수 있습니다. 따라서 R2가 증가하면 주파수가 감소합니다. 따라서 분기의 저항을 높이기 위해 포트를 조정하면 클럭 주파수가 감소합니다.
555 타이머에 의해 생성 된 시계는 DECADE BINARY 카운터에 공급됩니다. 이제 10 진 바이너리 카운터는 클럭에 공급되는 펄스 수를 계산하고 해당 핀 출력을 높게 설정합니다. 예를 들어 이벤트 카운트가 2이면 카운터의 Q1 핀이 높고 6이 카운트이면 핀 Q5가 하이가됩니다. 이것은 바이너리 카운터와 유사하지만 카운트는 10 진수 (즉, 1 2 3 4 __ 9)이므로 카운트가 7이면 Q6 핀만 높을 것입니다. 바이너리 카운터에서 Q0, Q1 및 Q2 (1 + 2 + 4) 핀은 하이가됩니다. 이 출력은 트랜지스터에 공급되어 스테퍼 모터를 순서대로 구동합니다.
그림에서 우리는 2 단계 1과 매우 유사한 4 단계 스테퍼 모터 드라이버 회로를 보고 있습니다. 이 회로에서 이전에 Q2에 연결된 RESET이 이제 Q4로 이동하고 열린 Q2 및 Q3 핀이 또 다른 2 개의 트랜지스터에 연결되어 4 단 스테퍼 모터를 실행하기위한 4 개의 펄스 구동 세트를 얻는 것을 볼 수 있습니다. 따라서 최대 10 단계 스테퍼 모터를 구동 할 수 있음이 분명합니다. 그러나 트랜지스터를 제자리에 고정하려면 RESET 핀을 위로 이동해야합니다.
여기에 배치 된 다이오드는 스테퍼 모터 권선의 유도 스파이크로부터 트랜지스터를 보호하기위한 것입니다. 이것들이 배치되지 않으면 트랜지스터가 날아갈 위험이 있습니다. 펄스 주파수가 높을수록 다이오드없이 폭발 할 가능성이 높아집니다.
스테퍼 모터 드라이버의 작동
스테퍼 모터의 스텝 회전을 더 잘 이해하기 위해 그림과 같이 4 단계 스테퍼 모터를 고려하고 있습니다.
이제 예를 들어 모든 코일이 한 번에 자화된다는 것을 고려하십시오. 로터는 주위에서 동일한 크기의 힘을 경험하므로 움직이지 않습니다. 모두 크기가 같고 반대 방향을 나타 내기 때문입니다. 이제 코일 D가 자화 만된다면, 회 전자의 톱니 1은 + D에 대한 인력을 경험하고 회 전자의 톱니 5는 -D에 반대되는 반발력을 경험합니다.이 두 힘은 시계 방향으로 가산 력을 나타냅니다. 따라서 로터가 움직여 한 단계를 완료합니다. 그 후 다음 단계를 완료하기 위해 다음 코일에 전원이 공급 될 때까지 중지됩니다. 이것은 네 단계가 완료 될 때까지 계속됩니다. 로터가 회전하려면이 펄싱 사이클이 계속 진행되어야합니다.
앞에서 설명한 것처럼 사전 설정은 특정 주파수의 펄스에 대한 값으로 설정됩니다. 이 클럭은 10 진 카운터에 공급되어 정기적 인 출력을 얻습니다. 디케 이드 카운터의 출력은 스테퍼 모터의 고출력 코일을 순차적으로 구동하기 위해 트랜지스터에 제공됩니다. 까다로운 부분은 1, 2, 3, 4와 같이 시퀀스가 완료되면 스테퍼 모터가 4 단계를 완료하므로 다시 시작할 준비가되었지만 카운터는 10 분 동안 사용할 수 있으므로 중단없이 계속됩니다. 이 경우 스테퍼 모터는 카운터가 허용되지 않는주기 인 10을 완료 할 때까지 기다려야합니다. 이것은 RESET을 Q4에 연결하여 조절되므로 카운터가 5 카운트가되면 자체적으로 재설정되고 1부터 시작하여 스테퍼의 시퀀스를 시작합니다.
그래서 이것이 스테퍼가 스테핑을 계속하는 방식이고 회전이 발생합니다. 2 단계의 경우 카운터가 세 번째 펄스에서 자체적으로 재설정되도록하려면 RESET 핀을 Q2에 연결해야합니다. 이렇게하면 10 단계 스테퍼 모터를 구동하도록 회로를 조정할 수 있습니다.