Кузовной ремонт автомобиля

 Покраска в камере, полировка

 Автозапчасти на заказ

Как запустить шаговый двигатель от принтера схема


Запуск шагового двигателя без электроники

У любого радиолюбителя часто скапливается не мало различной оргтехники, которая вышла из строя. Выбрасывать я её ни кто не решается, так как из ее внутренностей можно сделать что ни будь полезное или выпаять некоторые детали. К примеру: шаговый двигатель, который так распространен, обычно используется любителями самоделок как мини генератор для фонарика или для чего то ещё. Но я практически никогда не видел, чтобы его использовали именно как двигатель для преобразования электрической энергии в механическую. Это и понятно: для управления шаговым двигателем нужна электроника и его просто так к напряжению не подключишь.

Но оказывается что данное мнение является ошибочным. Шаговый двигатель от принтера или от другого устрой устройства, можно легко запустить от переменного тока.

Для эксперимента использовался вот такой шаговый двигатель:

 

Обычно у них четыре вывода и две обмотки, в большинстве случаев, но есть и другие конечно. В данном случае будет рассмотрен самый ходовой двигатель.

Схема шагового двигателя

Схема обмоток данного двигателя выглядит вот так:

 

Она очень похожа на схему обычного асинхронного двигателя.

Для запуска двигателя понадобится:

  • Электролитический конденсатор 470-3300 мкФ.
  • Источник переменного тока 12 Вольт.

Замыкаем обмотки последовательно, как на схеме ниже.

 

Середину проводов нужно скрутить и спаять.

 

Подключаем конденсатор одним выводом к середине обмоток, а вторым выводом к источнику питания на любой контакт. Фактически электролитический конденсатор будет параллелен одной из обмоток.

Подаем питание и двигатель начинает крутиться.

 

Если перекинуть вывод конденсатора с одного выхода питания на другой, то вал двигателя начнет вращаться в другую сторону.

 

Все достаточно просто. Принцип работы этой схемы очень прост: конденсатор формирует сдвиг фаз на одной из обмоток, в результате обмотки работают почти попеременно и шаговый двигатель крутится.

Единственные минус заключается в том, что обороты двигателя невозможно регулировать. Увеличение или уменьшение питающего напряжения ни к чему не приведет, так как обороты задаются частотой сети.

Хотелось бы добавить, что в данном примере используется конденсатор постоянного тока, что является не совсем правильным вариантом. И если вы решитесь использовать такую схему включения, берите конденсатор переменного тока. Его так же можно сделать самому, включив два конденсатора постоянного тока встречно-последовательно.

Сморите видео

 

Как использовать шаговый двигатель - Digilent Inc. Блог

Добро пожаловать в блог Digilent!

Повсюду в мире есть двигатели - в машинах, принтерах, компьютерах, стиральных машинах, электробритвах, как вы это называете. К сожалению, есть много людей (включая меня до самого недавнего времени), которые не знали бы, что делать, если им вручили мотор и велели его запустить. Поэтому я решил, что хочу это изменить. Давайте научимся управлять шаговым двигателем!

4-фазный шаговый двигатель, вращающий передачу.Изображение с этой страницы Википедии.

Шаговые двигатели являются одним из трех основных классов двигателей: два других - это двигатели постоянного тока и серводвигатели. Как бесщеточный двигатель, центральный вал шагового двигателя физически ничего не касается, чтобы вращаться. Скорее, шаговые двигатели используют электромагниты, которые концентрически расположены вокруг центрального вала, чтобы заставить его вращаться. Для тех из вас, кто может не знать, электромагниты работают, когда ток протекает по проводу, который намотан на «мягкий» магнит.Эта комбинация создает магнитное поле, заставляя центральный вал вращаться так, чтобы «зубья» вала совпали с зубьями любого электромагнита, находящегося под напряжением. Многие шаговые двигатели имеют только два таких электромагнитов, которые расположены на 90 градусов друг от друга.

Шаговый двигатель с переменным сопротивлением. Изображение от Anaheim Automation. Шаговый двигатель с постоянным магнитом. Изображение из Anaheim Automation.

Существует три основных подтипа шаговых двигателей: переменное сопротивление, постоянный магнит и гибридные шаговые двигатели.Двигатель с переменной индуктивностью просто использует генерируемое магнитное поле, чтобы вызвать вращение центрального вала. Не удивительно, что шаговый двигатель с постоянным магнитом имеет постоянный магнит в центральном валу, который будет соответствующим образом вращаться, чтобы его северный и южный полюсы совпали с электромагнитом, который в настоящий момент находится под напряжением. Кроме того, шаговый двигатель с постоянными магнитами не имеет каких-либо «зубьев» на центральном валу, в то время как электродвигатель с переменной индуктивностью имеет несколько зубьев, которые будут выровнены с электромагнитами под напряжением, образуя «путь наименьшего сопротивления».

гибридный шаговый двигатель (адаптировано из изображения All About Circuits).

Гибридный двигатель представляет собой комбинацию этих двух двигателей. Центральный вал имеет два набора зубьев, соответствующих двум магнитным полярностям, которые затем будут вращаться и соответствующим образом выровняться с зубцами под напряжением электромагнита. Поскольку гибридный шаговый двигатель имеет этот двойной ряд зубьев, эти двигатели имеют наименьший размер шага и являются наиболее популярным типом двигателя.

Но как вы на самом деле управляете и запускаете шаговый двигатель? Существует два режима работы шагового двигателя: однополярный и биполярный.Униполярный режим работает только в диапазоне положительных напряжений. Обычно это будет означать, что ток может быть направлен только в одном направлении через электромагнитные катушки, создавая магнитное поле только в одном направлении, подразумевая, что центральный вал сможет наклоняться назад и вперед только между двумя электромагнитами.

Когда ток может течь только в одном направлении через катушку, вал не может вращаться на 360 градусов.

Эта потенциальная проблема преодолевается тем фактом, что однополярные шаговые двигатели фактически имеют дополнительный провод, прикрепленный к середине двух катушек.Это позволяет току течь в двух разных направлениях, от середины к одной стороне катушки или к другой стороне катушки. Эти два направления создают магнитные поля в «противоположных» направлениях, позволяя зубьям намагниченного центрального вала вращаться на 360 градусов.

Биполярные шаговые двигатели

также протекают через катушки в двух разных направлениях. Вместо того, чтобы использовать центральный отвод, они используют как положительное, так и отрицательное (биполярное) напряжение, чтобы индуцировать ток, протекающий через катушку в обоих направлениях.Поскольку ток может протекать через всю катушку, а не только половина катушки в однополярном режиме, биполярные шаговые двигатели имеют больший крутящий момент для вращения и удержания центрального вала на месте.

Доступные конфигурации проводов шагового двигателя. Изображение из Osmtec.

Как вы узнаете, является ли ваш шаговый двигатель однополюсным или биполярным шаговым двигателем, просто взглянув на него? В большинстве случаев мотор, на который вы смотрите, - это оба. Униполярный и биполярный режимы, которые вы можете использовать для запуска шагового двигателя.Единственный раз, когда шаговый двигатель не может работать в любом из режимов, это когда только четыре провода выходят из шагового двигателя, соответствующих обоим концам двух катушек, и нет центрального ответвительного провода. Если у вас есть более четырех проводов (будь то пять, шесть или даже восемь проводов), по крайней мере, один из этих проводов является проводом центрального ответвления. Вы можете выяснить, какой провод какой, или, посмотрев таблицу данных для вашего двигателя или измеряя сопротивление между двумя проводами одновременно с помощью мультиметра. Если один конкретный провод всегда измеряет половину сопротивления, о котором сообщают другие пары проводов, то вы знаете, что провод следует постукивать посередине (а значит, и половину сопротивления) катушки.

Диаграммы формы волны трех основных стилей вождения. Создано Misan2010 в Викискладе.

Несмотря на всю эту информацию, мы фактически не узнали, как мы можем управлять нашими двигателями. Существует три основных способа (да, шаговые двигатели имеют много вариаций), что шаговый двигатель может приводиться в движение. Этими тремя стилями вождения являются полный шаг, полушаг и микроэтап. В полноступенчатом приводе всегда есть два электромагнита (или, по крайней мере, два разных потока тока), включенных одновременно.Чтобы вращать центральный вал, один из потоков тока отключается, «выключая» электромагнит, и запускается другой поток тока, «включающий» другой электромагнит. Этот стиль вождения обладает наибольшим крутящим моментом, потому что два электромагнита всегда находятся под напряжением, но при этом имеют самый большой размер шага.

Полушаговый привод аналогичен полушаговому, но переключается между включением одного или двух электромагнитов. Один электромагнит начнет работать под напряжением, а затем будет включен второй.Затем первый электромагнит будет «выключен», а второй электромагнит будет находиться под напряжением. Затем будет запущен новый поток тока для подачи питания на «третий» электромагнит в дополнение к «включенному» второму электромагниту. Этот стиль вождения приводит к половине размера шага полноприводного привода, что обеспечивает большую точность, но также приводит к уменьшению крутящего момента, поскольку не всегда есть два электромагнита, которые находятся под напряжением.

Microstepping, как вы, вероятно, подозреваете, имеет наименьший размер шага из этих стилей вождения.Это работает путем подачи переменного напряжения на каждую из катушек синусоидальным образом. Чем меньше напряжение (и, следовательно, ток) увеличивается, тем меньше размер шага. Однако это также приводит к переменному количеству крутящего момента, которое проявляет шаговый двигатель, в зависимости от того, где вы находитесь в последовательности шагов.

Но у нас остался важный вопрос. Если мы используем шаговый двигатель из стартового комплекта chipKIT, рассчитанного на 5 В, как мы будем использовать его с платой Digilent, такой как chipKIT uC32, которая работает только на 3.3V?

Схема пары транзисторов Дарлингтона от TI ULN2803A.

Если мы хотели запустить шаговый двигатель в однополярном режиме, то нам нужно увеличить выходное напряжение с чипа KIT uC32 с 3,3 В до 5 В. Мы могли бы сделать это, используя некоторые операционные усилители, но лично мне не пришлось бы связываться со всеми резисторами, которые мне понадобятся. Транзисторная матрица Дарлингтона, такая как TI ULN2803, была бы менее грязной. В двух словах, пара транзисторов Дарлингтона имеет два NPN-транзистора, расположенных таким образом, что при подаче высокого логического напряжения с микроконтроллера на выходе пары транзисторов будет низкое напряжение (0 В), потребляющее ток от 5V линия с центральным постукиванием.Однако, если приложено низкое логическое напряжение, выход будет в состоянии высокого импеданса, потому что транзистор NPN будет действовать как «разомкнутая цепь». Это эффективно предотвращает протекание тока через микросхему, поэтому ток не будет течь через катушки шагового двигателя. При отсутствии тока в катушках магнитное поле не создается, поэтому центральный вал не будет двигаться. Вы можете узнать больше о том, как работают транзисторы Дарлингтона здесь.

Для биполярного режима нам понадобится способ либо создать отрицательное напряжение, либо какой-либо другой способ, чтобы ток протекал в другом направлении через всю катушку, поскольку в биполярном режиме требуется, чтобы мы не использовали провод с центральной резьбой.Нет простого способа получить отрицательное напряжение без внешнего источника питания, но мы можем легко получить ток, протекающий в другом направлении, используя H-мост, такой как TI L293D. H-мосты работают, используя транзисторы MOSFET, которые способны действовать как переключатель. Эти транзисторы затем располагаются таким образом, чтобы при включении определенных переключателей ток протекал через электромагнит в одном направлении, а когда включался другой набор переключателей (а другие переключатели оставались открытыми), ток будет течь через катушки в другом направлении.Вы можете узнать больше о том, как работают H-мосты из этого учебного модуля.

Если вы хотите работать с собственным шаговым двигателем, шаговый двигатель, транзисторная матрица Дарлингтона и H-мост - все это доступно в стартовом наборе chipKIT. Вы также можете увидеть маленький шаговый двигатель, демонстрирующий свои возможности с полным шагом в видео ниже. Проверьте это!

,

Как подключить шаговый двигатель

В предыдущих статьях мы рассмотрели, как выбирать шаговые двигатели для конкретного применения. В этой статье подробно рассказывается о том, как подключен шаговый двигатель.

Шаговый двигатель может поставляться с ассортиментом конфигураций проводов. Тип двигателя, который вы выбрали, будет определять настройку проводов. Чаще всего шаговые двигатели поставляются с четырьмя, пятью, шестью или восемью проводами.

Для начала, если ваш шаговый двигатель имеет только четыре провода, это означает, что он может использоваться только с биполярным драйвером.Вы заметите, что каждая из двух фазных обмоток имеет пару проводов, используйте свой счетчик, чтобы идентифицировать провода.

Найдите провода, между которыми есть непрерывность, и подключите их к шаговому двигателю.

Как и у четырехпроводного двигателя, у шестипроводных шаговых двигателей есть пара проводов для каждой обмотки. Тем не менее, он также имеет центральный отвод для каждой обмотки, что дает возможность подключения как биполярного или однополярного.

С помощью своего измерителя разделите провода на три набора, которые имеют непрерывность друг к другу, затем определите центральные ответвления.Если вы подключаетесь к однополярному приводу, используйте все шесть проводов шагового двигателя.

Биполярный драйвер потребует от вас использовать только один концевой провод и один центральный отвод каждой обмотки. С пятипроводным шаговым двигателем схема подключения проводов очень похожа на шестипроводную схему, главное отличие состоит в том, что центральные отводы соединены между собой внутренне, что делает его одним проводом. Это позволит двигателю функционировать только как однополярный драйвер. Кроме того, обмотки будет невозможно определить без проб и ошибок, лучшее, что вы можете сделать, это попытаться определить центральный отвод, так как он имеет половину сопротивления.

Наконец, есть восьмипроводной шаговый двигатель, который очень похож на шестипроводной. Разница в том, что две фазы разделены на две отдельные обмотки. Когда это сделано, это позволяет подключить шаговый двигатель в виде однополярного двигателя, а также трех различных биполярных комбинаций.

,

Как работают шаговые двигатели | Самодельные кольцевые проекты

В этом посте мы собираемся узнать о шаговом двигателе. Мы будем исследовать, что такое шаговый двигатель, его основной рабочий механизм, типы шагового двигателя, режимы шагового режима и, наконец, его преимущества и недостатки.

Что такое шаговый двигатель?

Шаговый двигатель - бесщеточный двигатель; его вращающийся вал (ротор) совершает один оборот с определенным количеством шагов. Из-за ступенчатого характера вращения он получил название шагового двигателя.

Шаговый двигатель обеспечивает точный контроль угла поворота и скорости. Это конструкция с разомкнутым контуром, что означает, что механизм отслеживания вращения не реализован.

Может изменять скорость, изменять направление вращения и мгновенно фиксироваться в одном положении. Количество ступеней определяется количеством зубьев в роторе. Например: если шаговый двигатель состоит из 200 зубцов, то

360 (градус) / 200 (без зубцов) = 1,8 градуса

Таким образом, каждый шаг будет равен 1.8 степень. Шаговые двигатели управляются микроконтроллерами и схемой управления. Он широко используется в лазерных принтерах, 3D-принтерах, оптических приводах, робототехнике и т. Д.

Основной рабочий механизм:

Шаговый двигатель может состоять из нескольких рядов полюсов, намотанных изолированным медным проводом, называемым статором или неподвижной частью двигатель. Движущаяся часть двигателя называется ротором, состоящим из нескольких рядов зубьев.

Когда один полюс находится под напряжением, ближайшие зубцы выровняются с этим полюсом под напряжением, а другой зуб на роторе будет слегка смещен или не выровнен с другими полюсами, не находящимися под напряжением.

Следующий полюс будет под напряжением, а предыдущий полюс будет обесточен, теперь невыровненные полюса будут выровнены с текущим полюсом, находящимся под напряжением, это сделает один единственный шаг.

Следующий полюс получает питание и предыдущий полюс обесточивается, это делает еще один шаг, и этот цикл продолжается несколько раз, чтобы совершить один полный оборот.

Вот еще один очень простой пример того, как работает шаговый двигатель:

Обычно зубья ротора представляют собой магниты, расположенные поочередно на северном и южном полюсах.Подобно тому, как полюсы отталкиваются и в отличие от полюса притягиваются, теперь обмотка полюса «А» находится под напряжением и принимает возбужденный полюс как Северный полюс, а ротор как Южный полюс, это притягивает южный полюс ротора к полюсу «А» статора, как показано на рисунке.

Теперь полюс A обесточен, а полюс «B» включен, теперь южный полюс ротора будет выровнен с полюсом «B». Аналогичный полюс "C" и полюс "D" будут активироваться и обесточиваться таким же образом, чтобы завершить один оборот.

К настоящему времени вы бы поняли, как работает механизм шагового двигателя.

Типы шагового двигателя:

Существует три типа шагового двигателя:

• Шагер с постоянным магнитом
• Шаговый реактивный шагер
• Гибридный синхронный шагер

Шаговый двигатель с постоянным магнитом:

Шаговые двигатели с постоянным магнитом используют постоянный магнит Зубья ротора, расположенные в чередующемся порядке (Север-Юг-Север-Юг ...), обеспечивают больший крутящий момент

Переменный реактивный шагер:

Переменный реактивный шагер использует мягкий железный материал в качестве ротора с несколькими зубьями и работает по принципу, согласно которому минимальный реактивный реагент возникает при минимальном зазоре, что означает, что ближайшие зубцы ротора притягиваются к полюсу, когда он находится под напряжением, как металл притягивается к магниту.

Гибридный синхронный шаговый двигатель:

В гибридном шаговом двигателе оба вышеупомянутых метода объединены для получения максимального крутящего момента. Это наиболее распространенный тип шагового двигателя, а также дорогой метод.
Режимы шага:

Существует 3 типа режимов шага

• Режим полного шага
• Режим полушагования
• Режим микроэтапа

Режим полного шага:

В режиме полного шага можно понять следующий пример: если шаговый двигатель имеет 200 зубцов, то один полный шаг равен 1.На 8 градусов (что дается в начале статьи) он не будет вращаться меньше или больше, чем на 1,8 градуса.

Полный шаг далее классифицируется на два типа:

• Однофазный режим
• Двухфазный режим

В обоих фазовых режимах ротор делает один полный шаг, основное различие между ними состоит в том, что одиночный режим дает меньший крутящий момент и двухфазный режим дают больший крутящий момент.

• Однофазный режим:

В однофазном режиме только одна фаза (группа обмоток / полюсов) запитывается в данный момент времени, это наименее энергоемкий метод, но он также дает меньший крутящий момент.

• Двухфазный режим:

В двухфазном режиме двухфазное питание (две группы обмоток / полюсов) подается в данный момент времени; он производит больший крутящий момент (от 30% до 40%) в однофазном режиме.

Режим половины шага:

Режим половины шага сделан для двойного разрешения двигателя. В полушаге, как следует из названия, требуется половина одного полного шага, вместо полных 1,8 градуса, полшага занимает 0,9 градуса.
Половина достигается путем изменения однофазного режима и двухфазного режима поочередно.Это уменьшает нагрузку на механические части и повышает плавность вращения. Полшага уменьшает крутящий момент примерно на 15%. Но крутящий момент можно увеличить, увеличив ток, подаваемый на двигатель.

Микропереступление:

Микропереступление выполняется для максимально плавного вращения. Один полный шаг делится до 256 шагов. Для микро-степпинга необходим специальный микрошаговый контроллер. Его крутящий момент выводится примерно на 30%.

Драйверы должны ввести синусоидальную волну для вращения жидкости.Драйверы дают два синусоидальных входа с фазовым выходом 90 градусов.

Обеспечивает лучший контроль вращения, значительно снижает механические нагрузки и снижает уровень шума при работе.

Основные преимущества и недостатки шагового двигателя можно узнать по следующим пунктам:

Преимущества:

• Лучший контроль углового вращения.
• Высокий крутящий момент на низкой скорости.
• Мгновенное изменение направления вращения.
• Минимальная механическая конструкция.

Недостатки:

• Мощность потребляется даже при отсутствии вращения; это сделано для фиксации ротора в фиксированном положении.
• Нет механизма обратной связи для исправления ошибок вращения и отслеживания текущей позиции.
• Требуется сложная схема драйвера.
• Крутящий момент уменьшается на более высокой скорости.
& nbs

.

Смотрите также


avtovalik.ru © 2013-2020