مدار گرداننده‌ی موتور پله‌ای

سرویس آموزش و آزمون برق نیوز،گرداننده موتور پله‌ای یک مدار است که برای راه اندازی یک موتور پله‌ای استفاده می‌شود. این مدار غالبا راه‌انداز موتور پله‌ای نامیده می‌شود. یک گرداننده‌ی موتور پله‌ای معمولاً از یک کنترلر، یک راه انداز و اتصالات موتور تشکیل شده است. امروزه مدار‌های راه انداز بسیاری در بازار موجود است. بسیاری از مدار‌ها به راحتی به یک موتور متصل می‌شوند به طوریکه تقریبا می‌توانید بلافاصله موتور پله‌ای را به آن متصل کنید و موتور را آماده‌ی استفاده و راه اندازی کنید. این مدار‌ها در رده بندی متنوعی بر اساس جریان و ولتاژ قرار می‌گیرند و باید آن‌ها را با توجه به نیاز موتور مورد استفاده انتخاب کنید.
اجزای اساسی گرداننده‌ی موتور پله‌ای

کنترل کننده (اساساً میکروکنترلر یا ریز پردازنده)
آی سی راه انداز برای کنترل جریان موتور
یک منبع تغذیه

اجزای متفرقه

کلیدها، پتانسیومتر
هدایت کننده‌ی حرارتی [۲]سیم‌های اتصال

کنترل کننده راه انداز موتور پله‌ای

انتخاب یک کنترلر اولین گام برای ساختن یک راه انداز است. برای ایجاد پله ها‌ی موتور، باید حداقل ۴ پین خروجی داشته باشد. جدا از این، علاوه بر موارد بالا باید با توجه به کاربردی که در آن از راه انداز استفاده خواهد شد، حاوی تایمر، ADC، درگاه [۳]سریال و ... باشد.

درایور (راه انداز)

امروزه، مردم از اجزای درایور جدا، مانند ترانزیستور‌ها دوری می‌کنند و به سمت مدارت مجتمع به هم فشرده حرکت می‌کنند. این آی سی‌های درایور با هزینه‌های مناسب در دسترس می‌باشند و از لحاظ مونتاژ راحت‌تر قابل اجرا هستند به نحوی که باعث بهبود زمان کلی طراحی مدار می‌شود. راه انداز‌ها (درایورها) باید متناسب با جریان و ولتاژ نامی موتور انتخاب شوند. درایور ULN۲۰۰۳ محبوب‌ترین سری در کاربرد‌هایی است که بر پایه‌ی پل H مبتنی نیست و انتخابی مناسب برای راه اندازی یک موتور پله‌ای است. هر جفت دارلینگتون در داخل ULN می‌تواند حداکثر ۵۰۰ میلی آمپر را تحمل کند و مقدار حداکثر ولتاژ می‌تواند به اندازه ۵۰ ولت dc باشد.


منبع تغذیه برای راه انداز موتور پله‌ای

یک موتور پله‌ای ممکن است در ولتاژ‌های متفاوت از ۵ ولت تا ۱۲ ولت عمل کند و به همین ترتیب جریان آن در محدوده ۱۰۰ میلی آمپر تا ۴۰۰ میلی آمپر قرار خواهد داشت. مشخصات موتور توسط تأمین کننده ارائه می‌شود، ما بر این اساس باید منبع را طراحی کنیم. تنظیم توان برای جلوگیری از نوسانات سرعت و گشتاور اهمیت دارد.

واحد تأمین توان

تصویر بالا یک واحد منبع تغذیه را نشان می‌دهد. از آنجا که تنظیم کننده ولتاژ ۷۸۱۲ تنها میتواند تا ۱A جریان را تحمل کند، از ترانزیستور خارج از صفحه [۴](برد) در اینجا استفاده می‌شود. ترانزیستور می‌تواند ۵ A جریان را تحمل کند. هدایت کننده‌ی گرمایی مناسب بسته به جریان کشیده شده باید تهیه شود.

نمودار بلوک بالا نحوه اتصالات و اتصالات بین اجزای مختلف در برد درایور را نشان می‌دهد.

راه انداز موتور پله‌ای جامع

راه انداز موتور پله‌ای یک قطعه الکترونیکی بی ارزش است، تا زمانی که شما یک میکروکنترلررا برنامه‌ریزی کنید تا سیگنال‌های صحیح را به موتور پله‌ای از طریق راه انداز ارسال کند. یک موتور پله‌ای در بسیاری از حالات مانند پله کامل، درایو موج یا نیمه پله می‌تواند عمل کند. از این رو، ما باید راه انداز را به اندازه کافی به گونه‌ای تعاملی‌ای بسازیم تا بتواند از کاربر فرمان بگیرد و پله‌های مورد نیاز را ایجاد کند. همچنین ما باید سرعت چرخش را کنترل کنیم. فرمان شروع / توقف باید چرخش موتور را شروع یا متوقف کند. برای ایجاد عملکرد‌های بالا، باید از پین‌های اضافی در میکرو کنترلر استفاده کنیم. برای انتخاب نوع پله و شروع یا متوقف کردن موتور، دو پین مورد نیاز است. برای اتصال یک دکمه که به عنوان یک کنترل کننده سرعت عمل می‌کند، یک پین مورد نیاز است. از ADC داخل میکروکنترلر برای کنترل سرعت چرخش استفاده می‌شود.

الگوریتم برنامه

۱- پین‌های درگاه را در حالت ورودی / خروجی مقدار دهی اولیه کنید.

ماژول ADC را مقدار دهی کنید.

۳-توابع جداگانه برای نیم پله، پله کامل و راه انداز موجی و برای تأخیر ایجاد کنید.

دو پین درگاه را برای حالت عملکردی (۰۰-توقف، ۰۱- راه انداز موج، ۱۰- مرحله کامل، ۱۱- نیم پله) بررسی کنید.

۵- به تابع عملکرد مناسب بروید.

مقدار پتانسیومتر را از طریق ADC بخوانید و بر این اساس مقدار تأخیر تعیین کنید.
یک چرخه دنباله را تکمیل کنید.

۸- به مرحله ۴ بروید.
صفحه [۵](برد) راه انداز

اگر می‌خواهید با استفاده از نرم افزار CAD مانند EAGLE صفحه (برد) خود را بسازید، مطمئن شوید که ضخامت کافی برای جاری شدن جریان‌های الکتریکی موتور برای جلوگیری از گرم شدن بیش از حد تخته را فراهم می‌کنید. همچنین، از آنجا که موتور‌ها عناصری القایی هستند، باید مراقب باشید تا از طریق تداخل‌ها، در مسیر دیگر سیگنال‌ها اختلال ایجاد نشود. بررسی‌های مناسب ERC و DRC باید دنبال شود.

توجه داشته باشید:

برای ساختن راه انداز موتور پله‌ای بیشتر باید در مورد انتخاب منبع تغذیه مناسب و درایور (راه انداز یا گرداننده) دقت شود و انتخاب میکروکنترلر در درجه بعدی قرار میگیرد. میکروکنترلر‌های زیادی می‌توانند کار ساده‌ای مانند چرخاندن موتور انجام دهند، اما ملاحظات طراحی مربوط به ولتاژ و جریان چیزی است که شما باید هنگام طراحی راه انداز روی آن تمرکز کنید. همچنین، یک صفحه (برد) درایور باید قادر باشد ولتاژ و جریان را در یک سطح وسیع و نه تنها برای یک موتور واحد کنترل کند. این امر شما را قادر می‌سازد تا هر بار به جای ساخت یک برد جدید، از همان صفحه (برد) در تعداد زیادی از پروژه‌های متفاوت استفاده کنید.

[۱]drive

[۲]Heat sink

[۳]port

[۴]board

[۵]board

 

منبع: ماه صنعت