САЙТ РАДИОЛЮБИТЕЛЕЙ ВОЛГОГРАДА RA4A. СПРАВОЧНАЯ.

 

Дисковод 5.25 дюймов плюс три микросхемы 555ТМ7- станок для рисования и сверления печатных плат.

    •   Ветров Роман. 9.04.2007. (vetrovroman на маил.ру)

       

      Использование шаговых двигателей

      (управление шаговыми двигателями с помощью компьютера)

          В данной статье описан один из наиболее простых методов подключения нескольких шаговых двигателей к компьютеру через порт LPT, и алгоритм управления двигателями.

          По сравнению с обычными двигателями постоянного тока, шаговые двигатели требуют значительно более сложных схем управления, которые должны выполнять все коммутации обмоток при работе двигателя.

          В зависимости от конфигурации обмоток двигатели делятся на биполярные и униполярные.  Для управления биполярным двигателем требуется более сложный драйвер. Драйвер – так называется силовая часть электросхемы управления шаговым двигателем, не путать с программным драйвером.

          Наиболее полно описание видов шаговых двигателей изложено в статье http://www.telesys.ru/indexold.shtml.

          Я, в своих экспериментах использовал  шаговые двигатели от 5,25-дюймов  дисководов. В основном в дисководах попадаются двигатели с сопротивлением обмоток 70 Ом. и напряжением питания 12В.

          Всю электрическую схему можно разбить на две части: контроллер (буфер) и драйвер см. рис.1.

          Разработанный мной контроллер может обслуживать до 16 шаговых двигателей, он собран на трех микросхемах 555TM7. 

      Схема контроллера изображена на  рис.2.

         Контроллер подключается к LPT. Привожу назначение выводов разъема порта LPT.

      выв.

      Название

      Направление

      Описание

      1

      STROBE

      ввод и вывод

      устанавливается PC после завершения каждой передачи данных                                 

      2/9

      DO-D7

      вывод

      8 линий данных

      10

      АСК

      ввод

      устанавливается в "0" внешним устройством после приема байта

      11

      BUSY

      ввод

      устройство показывает, что оно занято, путем установки этой линии в «1»

      12

      Paper out

      ввод

      для принтеров

      13

      Select

      ввод

      устройство показывает, что оно готово, путем установки на этой линии «1 »

      14

      Autofeed

      Ввод и вывод

       

      15

      Error

      ввод

      индицирует об ошибке

      16

      Initialize

      Ввод и вывод

       

      17

      Select In

      Ввод и вывод           

       

      18-25

      Ground

      GND

      общий провод

       

         Я разбил 8 бит данных  идущих от LPT  на две группы по 4 бит: «данные» (bit 0-3) и «адреса» (bit 4-7)

       

      0

      1

      2

      3

      4

      5

      6

      7

      данные

      адрес –определяет на какой двигатель придет сигнал - данные

          «Данные» передаются на триггеры ТМ7 выводы 2, 3, 6,7 (D1, D2, D3, D4 см.рис.2), а «адреса» определяют какой из триггеров запишет эти «данные».

      Рассмотрим примеры:

      Биты LPT

      Примечание

      7

      6

      5

      4

      3

      2

      1

      0

      «адрес»

      № драйвера

      «данные»

      4

      3

      2

      1

      4

      3

      2

      1

      0

      0

      0

      1

      0

      1

      0

      1

      Данные 0101 запишутся в триггер 1 и передадутся в драйвер 1

      0

      0

      1

      0

      0

      1

      0

      1

      Данные 0101 запишутся в триггер 1 и передадутся в драйвер 2

      0

      1

      0

      0

      0

      1

      0

      1

      Данные 0101 запишутся в триггер 1 и передадутся в драйвер 3

      0

      0

      0

      0

      1

      0

      1

      1

      Данные никуда не поступят, т.к. не выбран «адрес»

      0

      1

      1

      1

      1

      0

      1

      1

      Данные 1011 запишутся сразу в три триггера 1,2,3

       

      В моей схеме 7 бит не используется т.к. применено 3 двигателя.

      Для подключения к схеме 16 двигателей необходимо на управляющие биты  «адреса» установить дешифратор.

      К выходам ТМ7 подключается драйвер – силовые ключи коммутирующие обмотки шагового двигателя.

      Драйвер состоит из 4х транзисторов КТ 972  см. рис.3.

          Диоды можно использовать любые с допустимым импульсным током 200мА.

          Также можно использовать серийные микросхемы (stepper motor driver), например ULN 2004 (9 ключей) на 0.6А.  или НА13408 (1.5А.) см. рис.4

          Для питания контроллера и шаговых двигателей понадобится блок питания.

          Его мощность зависит от мощности шаговых двигателей. При использовании двигателей от 5" дисководов потребляемый ток будет равен: 3 двигателя, одновременно может запитано по 2 обмотки (полу шаговый режим) по 0.6А. т.е.  3х2х0,6=3,6А.

       

          А теперь о том, как управлять контроллером и шаговыми двигателями с помощью компьютера.

      Проще всего из Qbasic (под DOS)

      Команда

          OUT 888, Х

      Порт принтера LPT имеет адрес 888. процедурой OUT мы в порт помещаем число Х.

      Повернем двигатель №1 на один оборот:

      OUT 888, 17 ‘ число 00010001

      ‘задержка

      OUT 888, 18 ‘ число 00010010

      ‘задержка

      OUT 888, 20 ‘ число 00010100

      ‘задержка

      OUT 888, 24 ‘ число 00011000

      ‘задержка

      После каждой команды необходимо поставить задержку, т.к. шаговый двигатель не успеет повернуться в следующее положение.

      Например создать пустой цикл:

           FOR i = 1 TO 100000

           NEXT i

          Максимальная частота коммутации обмоток шагового двигателя (те которые были у меня) 2000Гц, что соответствует 4 об/сек. При большей частоте двигатель будет пропускать шаги.

            На основании выше изложенной методики, мной бал собран трех координатный станок. С помощью которого я рисую и сверлю печатные платы. Рис.5.

          Подробнее можно посмотреть на сайте http://temport.by.ru/

           Также на сайте имеется программа под Windows XP для управления самодельным станком с ЧПУ. Программа позволят рисовать на станке платы нарисованные в AutoCad, SprintLayout, Corel DRAW, P-Cad или из любой другой программы конвертирующей файлы в DXF, Gerber.

       

      Перепечатка статьи только с разрешения автора.            Ветров Роман. 9.04.2007. vetrovroman на маил.ру

       

    • На главную страницу.
    Используются технологии uCoz