Sterowanie 2-przewodowym 2-osiowym silnikiem elektrycznym: 6 kroków

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:30

Projekt ten proponuje metodę sterowania dwoma osiami silnika z wykorzystaniem liczby impulsów dla każdego kanału oraz metodę zatrzaskowego przełączania „włącz-wyłącz” za pomocą 4017 liczników.

Ta metoda jest odpowiednia dla dowolnej funkcji wejścia impulsowego (przycisk, przełącznik obrotowy lub inne źródło, w którym piny wyjściowe są ograniczone).

Proponuję pokazać metody napędzania silników prądu stałego, krokowego i serwo z wykorzystaniem podzespołów z popularnego zestawu „Larson runner” z wykorzystaniem układów 555 Timer i 4017 liczników.

Mam przestarzały, ale działający komputer domowy TI99, który był popularny jakiś czas temu (lata 70.) i nie znoszę patrzeć na przydatny sprzęt, który nie ma nic do roboty. TI99 używał najlepszego procesora swoich czasów, Texas 9900, ale z jakiegoś powodu został okaleczony jako komputer domowy i wkrótce wypadł z łask.

TI99 nie ma żadnych wyjść poza wideo, kasetą magnetofonową i dźwiękiem; wejścia to niestandardowa klawiatura i port „joy-stick”.

Krok 1: „Łowca Larsona”

Obecnie nie jestem w stanie ukończyć działającego modelu, ale pomyślałem, że umieściłbym to tutaj w Instructables, na wypadek gdyby było to interesujące i mam nadzieję, że wygeneruje kilka komentarzy. Ci z was, którzy są zaznajomieni z „biegaczem Larsona”, wiedzą, że zegar 555 zapewnia zegar dla licznika 4017, a licznik wyświetla sekwencyjnie świecące diody LED.

Pomysł, który proponuję jest taki, aby sterowniki silników tj. mostki H lub moduły krokowe, jak A4988, mogły być wybierane przez wyjścia licznika 4017 poprzez wysłanie odpowiedniej liczby impulsów do aktywacji wymaganego sterownika.

Krok 2: Obwód podstawowy

Oto schemat obwodu „biegacza Larsona”. W tej aplikacji zegar 555 nie jest podłączony do licznika 4017, ponieważ zamierzam sterować wejściem licznika za pomocą TI99, aby sterował licznikiem, a wyjścia trafiają do sterowników silników, a nie do diod LED.

Dwie ważne rzeczy to to, że zliczanie musi zawsze przebiegać do końca (lub generować reset), a wymagane wyjście zliczania jest jedynym, które aktywuje funkcję silnika.

W przypadku pierwszego wymagania TI99 musi utrzymywać bieżące zliczanie i zawsze liczyć do maksimum, jeśli ma zostać wybrane wyjście o niższym numerze - jestem prawie pewien, że będzie w stanie liczyć do dziesięciu i z powrotem!

Drugie wymaganie, które jest potrzebne do napędu silnika prądu stałego, jest rozwiązane przez sztuczkę elektryczną polegającą na użyciu opóźnienia CR poprzez zastąpienie funkcji LED kondensatorem i połączenie jej z rezystorem tak, aby impuls „przechodzący”, tj. zliczenie poniżej wymaganego wyjścia nie jest widziany przez sterownik silnika i aktywuje się tylko wtedy, gdy wyjście jest statyczne.

Ponadto zamierzam dodać obwód resetowania.

Krok 3: Źródło impulsu

Zamierzam użyć portu „Joy-stick” TI99 jako źródła impulsów i wejścia wyłącznika krańcowego.

Oto schemat obwodu portu „Joy-stick”, który pokazuje, że istnieją dwie linie wyboru „Joy-stick” oraz zwykłe wejścia 4 ćwiartki i przycisku „fire”.

Mogę podłączyć licznik 4017 do każdej linii wyboru „Joy-stick”, aby za każdym razem, gdy port jest adresowany, licznik zwiększa się; Wejścia przycisków będą używane do wyłącznika krańcowego i/lub liczenia pozycji.

To daje mi oś 2 i wyjaśnię później, jak uzyskać zatrzask "włącz-wyłącz", aby uzyskać dodatkową kontrolę.

Krok 4: Silniki napędowe

Aby napędzać silnik prądu stałego

Licznik od zerowania ma wyjście "0" na "wysokim", więc jeśli dwa wejścia mostka H są połączone z wyjściami "1" i "2", to liczba 1 będzie napędzać silnik w jednym kierunku, a liczba 2 będzie napędzać silnik w przeciwnym kierunku; jeszcze jeden licznik zatrzyma silnik i/lub wybierze kolejno inne sterowniki.

Aby napędzać silnik krokowy

Wyjścia liczników są używane do „włączenia” wymaganej liczby modułów krokowych (4017 ma 9 wyjść i można je łączyć kaskadowo), a zegar 555 jest podłączony do wszystkich modułów, aby zapewnić częstotliwość taktowania. Wyjście będzie musiało zostać odwrócone za pomocą tranzystora, jeśli używasz modułu A4988,

Napędzać serwo

Timer 555 jest podłączony do serwonapędu, jak opisano przez wielu tutaj, ale różnica polega na tym, że każde z 10 wyjść licznika ma podłączony rezystor czasowy, wyjście „0” ma wartość domyślną. W takim przypadku wszystkie inne wyjścia zostaną podciągnięte do 0 V, więc albo trzeba wykonać obliczenia matematyczne, aby skompensować, albo można wstawić diodę, aby odizolować niechciane wyjścia.

Krok 5: funkcja zatrzasku

Dołączyłem arkusz danych CD4017, w którym można zauważyć, że wyjście „0” jest aktywne w stanie resetowania, a także, że „Reset” jest aktywne. Należy powiedzieć, że każde wyjście można ustawić przy włączeniu, więc moduły sterowników muszą być zabezpieczone przed możliwością przypadkowego włączenia, szczególnie mostka H. Ta charakterystyka oznacza, że licznik może zostać zresetowany przez dowolne wyjście, które jest do niego ponownie podłączone, kończąc w ten sposób długość zliczania. Liczniki można łączyć kaskadowo do dowolnej długości w ich wielokrotnościach z resetowaniem z dowolnego wyjścia.

Ta funkcja może być również używana w licznikach osi.

Jeśli połączę wyjście „2” z „Reset”, licznik może przełączać się tylko między wyjściem „0” i „1”, co daje mi funkcję blokowania do obsługi solenoidu/przekaźnika lub cokolwiek innego. Użyję jednego z pozostałych wyjść licznika jako wejścia zegara, aby zapewnić kontrolę wyboru.

Oczywiście można użyć dowolnego zatrzasku, przerzutnika lub licznika, ale mam dużo 4017s do wykorzystania!

Inną cechą tego układu jest to, że zegar jest wejściem wyzwalającym Schmitta, dzięki czemu jest wygodny z opóźnieniem CR, jak proponowałem do „przechodzenia” impulsów. Jeśli wejście wyzwalania Schmitta nie jest ważne, okazuje się, że wejście „Enable” może być używane jako ujemne wejście wyzwalania.

Krok 6: Podsumowanie

Jak powiedziałem, nie mogę jeszcze fizycznie dostarczyć prototypu, ale jestem tutaj, aby omówić zaproponowane pomysły.

Nie mogę się doczekać wypróbowania jednego z projektów laserowego grawera lub plotera z moim starożytnym TI99 i mam nadzieję, że podsunie to niektórym z Was kilka pomysłów. Miłego robienia!

Jedyną rzeczą, którą TI99 potrafi dobrze, jest matematyka, więc byłoby wspaniale usłyszeć, że stworzyłeś Star Seekera!