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
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:
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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