Circuito de driver de motor de passo usando IC 555

Circuito de driver de motor de passo usando IC 555

Neste projeto, vamos aprender como fazer um circuito acionador de motor de passo unipolar simples usando 555 CI temporizador. Além do temporizador 555, também precisamos do IC CD 4017, que é um IC contador de décadas.



Por Ankit Negi

Qualquer motor unipolar pode ser conectado a este circuito para realizar tarefas específicas, embora você precise fazer algumas pequenas alterações primeiro.





A velocidade do motor de passo pode ser controlada a partir de um potenciômetro conectado entre a descarga e o limite pino do temporizador 555 .

Noções básicas de motor de passo

Os motores de passo são usados ​​em áreas onde uma quantidade específica de rotação é necessária, o que não é possível com motores DC comuns. Uma aplicação típica de motor de passo é em uma IMPRESSORA 3D. Você encontrará dois tipos de motores de passo populares: UNIPOLAR e BIPOLAR.



Como o nome sugere, o motor de passo unipolar contém enrolamentos com fio comum que podem ser facilmente energizados um a um.

Considerando que o motor de passo bipolar não tem um terminal comum entre as bobinas devido ao qual não pode ser acionado simplesmente usando o circuito proposto. Para acionar o motor de passo bipolar, precisamos de um circuito em ponte h.

COMPONENTES:

1. 555 TIMER IC

dois. CD 4017 IC

3. RESISTORES 4,7K, 1K

4. POTENCIÔMETRO 220K

5. 1 uf CAPACITOR

6. 4 DIODOS 1N4007

7. 4 TRANSISTORES 2N2222

8. MOTOR DE STEPPER UNIPOLAR

9. FONTE DE ENERGIA DC

OBJETIVO DO TEMPORIZADOR 555:

O temporizador 555 é necessário aqui para gerar pulsos de clock de determinada frequência (pode ser variada usando o potenciômetro de 220k) que determina a velocidade do motor de passo.

Detalhes de pinagem IC 555

Detalhes de pinagem IC 555, aterramento, Vcc, redefinir, limite, descarga, tensão de controle

OBJETIVO DO CD4017:

Como já mencionado acima, é um contador de décadas IC, ou seja, pode contar até 10 pulsos de clock. O que torna este IC especial é que ele tem seu próprio decodificador embutido. Devido a isso, você não precisa adicionar um IC adicional para decodificar números binários.

4017 conta até 10 pulsos de relógio de 555 horas e fornece alta saída correspondente a cada pulso de clock, um por um, de seus 10 pinos de saída. Por vez, apenas um pino é alto.

OBJETIVO DOS TRANSISTORES:

Existem dois propósitos do transistor aqui:

1. Os transistores agem como interruptores aqui, energizando uma bobina por vez.

2. Os transistores permitem que uma alta corrente passe através deles e, em seguida, do motor, excluindo completamente o temporizador 555, pois pode fornecer muito pouca quantidade de corrente.

DIAGRAMA DE CIRCUITO:

circuito de driver de motor de passo simples usando IC 555

Faça as conexões conforme mostrado na figura.

1. Conecte o pino 3 ou pino de saída do temporizador 555 ao pino 14 (pino do relógio) do IC 4017.
2. Conecte o pino de habilitação ou 13º pino de 4017 ao aterramento.
3. Conecte os pinos 3,2,4,7 um por um aos transistores 1,2,3,4 respectivamente.
4. Conecte os pinos 10 e 15 ao aterramento por meio de um resistor de 1k.
5. Conecte o fio comum do motor de passo ao positivo da alimentação.
6. Conecte os outros fios do motor de passo de forma que as bobinas sejam energizadas uma a uma para completar uma volta completa corretamente. (Você pode consultar a ficha técnica do motor fornecida pelo fabricante)

POR QUE O PINO DE SAÍDA 10 DO IC 4017 ESTÁ CONECTADO AO SEU PIN 15 (RESET PIN)?

Como já mencionado acima, 4017 conta os pulsos de clock um por um até o décimo pulso de clock e dá saída alta nos pinos de saída de acordo, cada pino de saída fica alto.

Isso causa certo atraso na rotação do motor que é desnecessário. Como exigimos apenas os primeiros quatro pinos para uma rotação completa do motor ou as primeiras quatro contagens decimais de o a 3, pino no. 10 é conectado ao pino 15 de modo que após a 4ª contagem o IC reinicia e a contagem começa do início novamente. Isso garante nenhuma interrupção na rotação do motor.

TRABALHANDO:

Depois de fazer as conexões corretamente, se você ligar o motor do circuito, ele começará a girar em etapas. O temporizador 555 produz pulsos de relógio dependendo dos valores do resistor, potenciômetro e capacitor.

Se você alterar o valor de qualquer um desses três componentes, a frequência do pulso do relógio mudará.

Esses pulsos de relógio são dados ao IC CD 4017, que então conta os pulsos de relógio um por um e dá 1 como saída para o pino nº 3,2,4,7 respectivamente e repete este processo continuamente.

Como o transistor Q1 está conectado ao pino 3, ele liga primeiro, depois o transistor Q2, seguido por Q3 e Q4. Mas quando um transistor está ligado, todos os outros permanecem desligados.

Quando Q1 está ligado, ele atua como uma chave fechada e a corrente flui através do fio comum para o fio 1 e depois para o aterramento através do transistor Q1.

Isso energiza a bobina 1 e o motor gira em algum ângulo que depende da frequência do clock. Então a mesma coisa acontece com Q2, que energiza a bobina 2 seguida pela bobina 3 e pela bobina 4. Assim, uma revolução completa é obtida.

Quando o potenciômetro é girado:

Digamos que a posição inicial do potenciômetro seja tal que haja resistência máxima (220k) entre a descarga e o pino de limiar. A fórmula para a frequência do pulso do relógio de saída é:

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

É claro pela fórmula que a frequência dos pulsos do relógio diminui à medida que o valor de R2 aumenta. Assim, quando o valor de R2 ou do potenciômetro é máximo, a frequência é mínima devido ao qual IC 4017 conta mais lentamente e dá uma saída mais atrasada.

Conforme o valor da resistência R2 diminui, a frequência aumenta, o que causa um atraso mínimo entre as saídas do IC 4017. E, portanto, o motor de passo gira mais rápido.

Assim, o valor do potenciômetro determina a velocidade do motor de passo.

VÍDEO DE SIMULAÇÃO:

Aqui você pode ver claramente como a velocidade do motor varia com a resistência R2. Seu valor é primeiro diminuído e depois aumentado, o que por sua vez primeiro aumenta e depois diminui a velocidade do motor de passo.




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