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, а 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 электро схемы 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.

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

«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:

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.

Ветров Роман. 9.04.2007. vetrovroman на маил.ру

FЗадать ВопросE  Если вы решили задать вопрос, то не поленитесь написать названия ваших "железок": Cистемная плата: Чипсет: Процессор: Память: Винчестер: Видео карта: Звуковая карта: Cетевая карта: Модем: Принтер: Cканер: Ноутбук: БП: ОС: SP: Разгон: Постарайтесь подробно и грамотно описать свою проблему. Только в этом случае вы получите наиболее полный и правильный ответ.