ما هو محرك الخطوات؟
ما هو محرك الخطوات؟
تعريف محرك الخطوات
يُعرَف محرك الخطوات بأنه دائرة تستخدم لتشغيل أو تشغيل محرك خطوات، ويتكون من وحدة التحكم، ووحدة التشغيل، واتصالات المحرك.
المكونات الأساسية
وحدة التحكم (بشكل أساسي متحكم دقيق أو معالج دقيق)
رقاقة تشغيل للتعامل مع تيار المحرك
وحدة تزويد الطاقة
وحدة تحكم محرك الخطوات
اختيار وحدة التحكم هو الخطوة الأولى في بناء الوحدة. يجب أن يكون لديها على الأقل 4 أطراف خرج للمحرك. بالإضافة إلى ذلك، يجب أن تحتوي على مؤقتات، ومدخلات تناظرية متسلسلة، إلخ. حسب التطبيق الذي سيتم استخدام الوحدة فيه.
وحدة تشغيل محرك الخطوات
في الوقت الحالي، يتجه الناس بعيداً عن المكونات المنفصلة مثل الترانزستورات إلى رقائق متكاملة أكثر احكاماً.
تتوفر هذه الرقائق المتكاملة بأسعار معقولة وأسهل في التنفيذ أثناء التجميع، مما يحسن وقت تصميم الدائرة بشكل عام.
يجب اختيار الوحدات التشغيلية لتتناسب مع تصنيفات المحرك من حيث التيار والجهد. سلسلة ULN2003 هي الأكثر شعبية في التطبيقات غير القائمة على جسر H، وهي مناسبة لمحرك الخطوات.
يمكن لكل زوج دارلينغتون داخل ULN التعامل مع ما يصل إلى 500 ميلي أمبير والجهد الأقصى يمكن أن يصل إلى 50 فولت DC.
وحدة تزويد الطاقة لمحرك الخطوات
يعمل محرك الخطوات عند جهود تتراوح بين 5 فولت و12 فولت ويستهلك 100 ميلي أمبير إلى 400 ميلي أمبير. استخدم المواصفات التي يقدمها المورد لتصميم مصدر طاقة مستقر لتجنب التقلبات في السرعة والعزم.
وحدة تزويد الطاقة
نظرًا لأن مثبط الجهد 7812 يمكنه التعامل فقط مع تيار يصل إلى 1 أمبير، يتم استخدام الترانزستور الخارجي هنا. يمكنه التعامل مع 5 أمبير من التيار. يجب توفير مبرد حراري مناسب حسب إجمالي استهلاك التيار.
يوضح الرسم البياني الكتلي تدفق وروابط المكونات على لوحة التشغيل.
مكونات متنوعة
مقاييس، مقاومات متغيرة
مبرد حراري
أسلاك الاتصال
محرك الخطوات الشامل
محرك الخطوات هو قطعة إلكترونية بسيطة إلا إذا قمت ببرمجة المتحكم الدقيق لإعطاء الإشارات بشكل صحيح إلى محرك الخطوات عبر الوحدة التشغيلية. يمكن لمحرك الخطوات العمل في وضعيات مثل الخطوة الكاملة، الدفع الموجي، أو نصف الخطوة. يجب أن تكون الوحدة التشغيلية تفاعلية لتسهيل الأوامر المستخدمية لوضعيات الخطوة المختلفة وتحكم السرعة. بالإضافة إلى ذلك، يجب أن تدعم أوامر بدء/إيقاف.
لتحقيق الوظائف المذكورة أعلاه، نحتاج إلى استخدام أطراف إضافية على المتحكم الدقيق. يتطلب الأمر أطرافين لتحديد نوع الخطوة ولبدء أو إيقاف المحرك.
يتطلب الأمر طرفًا واحدًا للتوصيل بمقياس متغير، والذي سيقوم بدور متحكم السرعة. سيتم استخدام ADC داخل المتحكم الدقيق لتحكم في سرعة الدوران.
خوارزمية البرمجة
قم بتهيئة أطراف المنفذ في وضعيات الإدخال/الإخراج.
قم بتهيئة وحدة ADC.
إنشاء وظائف منفصلة لنصف الخطوة، الخطوة الكاملة، والدفع الموجي والتأخير.
تحقق من طرفين للمنفذ لوضع التشغيل (00-إيقاف، 01-دفع موجي، 10-خطوة كاملة، 11-نصف خطوة).
انتقل إلى الوظيفة المناسبة.
اقرأ قيمة المقاومة المتغيرة عبر ADC وحدد قيمة التأخير وفقا لذلك.
أكمل دورة واحدة من التسلسل.
انتقل إلى الخطوة 4.
لوحة التشغيل
إذا كنت تخطط لصنع لوحتك الخاصة باستخدام برامج CAD مثل EAGLE، تأكد من توفير سمك كافٍ لتتيح تدفق تيار المحرك دون زيادة حرارة اللوحة.
بالإضافة إلى ذلك، بما أن المحركات هي مكونات ذاتية الاستقراء، يجب الانتباه بعدم إزعاج المسارات الأخرى للإشارة عبر التداخلات. يجب اتباع عمليات التحقق الصحيحة ERC و DRC.
