Steuergerät für Schrittmotoren. Schema, Beschreibung

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Schrittmotor-Steuergerät. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

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Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Die Elektromotoren

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Schrittmotoren sind bei der Konstruktion präziser Positionierungsgeräte unverzichtbar. Viele dieser Motoren haben am Stator zwei gegeneinander verschobene mehrpolige Wicklungen mit jeweils einem Mittelanschluss. Letztere werden normalerweise mit dem Pluspol der Stromquelle verbunden, die übrigen Anschlüsse in einer bestimmten Reihenfolge mit dem Minuspol.

Wenn Strom durch eine Hälfte der Wicklung fließt, ist die andere Hälfte stromlos. Das Gerät, dessen Diagramm in der Abbildung dargestellt ist, steuert den Schrittmotor und bewirkt, dass sich sein Rotor in die eine oder andere Richtung dreht. Jeder der Generatorimpulse an den Elementen der DD1-Mikroschaltung dreht den Rotor um einen Schritt. Die Frequenz der Impulse (und Schritte) wird durch einen variablen Widerstand R3 geändert. Die erforderliche Folge von Spannungspegeln, die den Motorwicklungen zugeführt werden, wird durch einen zweistelligen Ringzähler auf den D-Flip-Flops DD3.1 und DD3.2 gebildet. Mithilfe zweier „Exklusiv-ODER“-Glieder (DD2.2 und DD2.3) werden bei Bedarf die Zählerrückführungssignale invertiert und so die Zähl- und Drehrichtung des Motorrotors M1 abhängig von der Stellung des Schalters SA1 geändert. Die Elemente DD2.1 und DD2.4 sind Pufferelemente.

Schrittmotor-Steuergerät

Die in der DD4-Mikroschaltung enthaltenen Open-Collector-Transistorschalter schalten die Motorwicklungen direkt (nur vier der sieben verfügbaren Schalter werden verwendet). Alle Ausgänge der Mikroschaltung sind mit internen Schutzdioden ausgestattet, deren gemeinsame Kathode Pin 9 ist. Somit wird jede Halbwicklung durch eine Diode überbrückt, wodurch Schaltspannungsstöße vermieden werden.

Die Leistung des M1-Elektromotors wird durch den maximalen Strom durch einen Schalter begrenzt – 300 mA und die Gesamtverlustleistung des DD4-Chips, 2 W bei einer Umgebungstemperatur von 25 °C. Die Mikroschaltung K1109KT23 kann durch eine importierte ersetzt werden - ULN2004A.

Die Eingangskreise der Tasten des Mikroschaltkreises K1109KT23 sind auch für den direkten Anschluss an die Ausgänge von Mikroschaltkreisen mit CMOS-Struktur ausgelegt. Daher können die Mikroschaltungen DD1-DD3 durch funktionale Analoga der K561-Serie ersetzt werden: K155LAZ mit K561LA7, K155LP5 mit K561LP2, K155TM2 mit K561TM2, wobei die Unterschiede im Zweck ihrer Anschlüsse berücksichtigt werden und die Kapazität des Kondensators C500 um das 1-fache reduziert wird und Erhöhen des Widerstandswerts der Widerstände R2 und R3 um den gleichen Betrag. Nach einem solchen Austausch kann das Gerät über eine einzige 12-V-Quelle mit Strom versorgt werden. Die Stromversorgungskreise der Mikroschaltungen sollten mit Kondensatoren umgangen werden.

Autor: A. Lozovoy, Kasan

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