كيفية قيادة محرك متدرج بدون متحكم

الأجزاء المستخدمة في هذا المشروع هي

لوح الخبز

يخطو المحرك 28byj-48

مجموعة الترانزستور دارلينجتون ULN2003 (x113647)

سجل التحول 74HC595

عداد تموج ثنائي 74hc393

DS1809-100 مقياس الجهد الرقمي dallastat

74hc241 o tal العازلة

3 أزرار اللمس

ربط الخط

5V امدادات الطاقة

الخطوة 2: المكونات الرئيسية

سجل التحول 74HC595

حرك المحرك بتكرار التسلسل التالي إلى دبابيس الإدخال الأربعة للوحة unc2003:

1100- 0110-0011-1001

سيؤدي ذلك إلى دفع المحرك في وضع الخطوة الكاملة. نمط 1100 يتحرك لليمين بشكل متكرر. هذا يوصي باستخدام سجلات المناوبة. وضع العمل في سجل الإزاحة هو أنه في كل دورة ساعة ، يتحرك البت الموجود في السجل بت واحد إلى اليمين ، ويتم استبدال البت الموجود في أقصى اليسار بقيمة دبوس الإدخال في ذلك الوقت. لذلك ، يجب أولاً إطعام دورتين على مدار الساعة 1 ثم دورتين على مدار الساعة 0 لإنشاء وضع للغوص الحركي.

لتوليد إشارة الساعة ، تحتاج إلى مذبذب يولد سلسلة ثابتة من النبضات ، ويفضل أن تكون موجة مربعة نظيفة. سيشكل هذا أساس وضع الحركة للإشارة إلى المحرك.

يستخدم المشغل لتوليد دورتين من 1 ثم دورتين من 0.

لدي سجل التحول 74HC595. هذه شريحة شائعة جدًا ، يتم تقديمها في العديد من التعليمات ومقاطع فيديو Youtube.

يمكن أن تكون أوراق البيانات http://www.ti.com/lit/ds/symlink/sn74hc595.pdf موجودة في.

التعليمات الجيدة هي 74HC595 سجل التحول - تم حذفه بواسطة bweaver6.

مبدأ العمل لسجل التحول 74HC595 هو أنه في كل دورة ساعة ، سيتم نقل البيانات الموجودة في سجل 8 بت إلى اليمين ، ثم انقل قيمة دبوس الإدخال إلى أقصى اليسار. لذلك ، يجب تزويدها بدورتين على مدار الساعة 1 ، ثم دورتان على مدار الساعة 0.

تتحرك البيانات على الحافة الصاعدة لنبض الساعة. يجب تشغيل مشغل henc على الحافة المتساقطة للساعة ، لذلك سيكون لدى 74HC595 إدخال بيانات ثابت على الحافة الصاعدة للساعة.

يمكن توصيل 74HC595 بالأسلاك على النحو التالي:

ستخرج الدبابيس 15 و 1-3 النمط لقيادة المحرك.

يضمن توصيل rCLK و srclk مزامنة سجل بيانات الشريحة دائمًا مع سجل الإخراج. سيجعل دبوس التأريض 13 محتويات سجل الإخراج (q0-q7) مرئية على الفور.

مؤقت555

لتوليد نبضات الساعة ، يمكن استخدام شريحة المؤقت 555. هذه أيضًا شريحة شائعة جدًا ، يتم وصفها ومناقشتها أكثر من سجل التحويل. ويكيبيديا في https://en.wikipedia.org/wiki/555_ timer_ هناك مقال جيد عن IC.

ورقة البيانات هنا: http://www.ti.com/lit/ds/symlink/ne555 .pdf

من بين أشياء أخرى ، يمكن للرقاقة أيضًا أن تولد نبضات ساعة موجة مربعة. تستخدم المقاومات والمكثفات الخارجية للتحكم في التردد ودورة العمل (عند التشغيل).

عند ضبطها لتوليد نبضات بشكل متكرر ، يقال إن شريحة 555 في وضع غير مستقر. يمكن استكماله بالأسلاك كما هو موضح في الشكل أعلاه. (الصورة بواسطة jjbeard [المجال العام] ، عبر ويكيميديا ​​كومنز):

دبوس 3 هو الإخراج

سيتم توصيل خرج الدبوس 3 بدبابيس ساعة الإدخال المتغيرة 74HC595 (الدبابيس 11 و 12)

يتم تحديد تردد إشارة الخرج (وسرعة محرك السائر) من خلال قيم المقاومات R1 و R2 وقيمة المكثف C.

سيكون وقت الدورة t هو ln (2) C (R1 2 R2) أو حوالي 0.7 درجة مئوية (R1 2 R2).

التردد هو 1 / T.

دورة العمل ، أي الإشارة هي جزء من وقت الدورة العالية

دورة العمل ل

لكل من R1 و R2 ، أستخدم 10K ، C = 0.1 F.

هذا يعطي ترددًا يبلغ حوالي 480 هرتز وهو قريب من الحد الأقصى للتردد ، كما أجده

لتوليد وضع تكرار متغير 1100 من 74HC595 ، يجب إبقاء الدبوس 14 (SER) عالياً لدورتين على مدار الساعة ثم منخفضًا لدورتين. أي ، يجب أن يتأرجح الدبوس بنصف تردد الساعة.

74hc393 عداد تموج ثنائي ثنائي

يحسب 74hc393 في النظام الثنائي ، مما يعني أيضًا أنه يمكن استخدامه لقسمة تردد النبضة على قوة 2 ،

ورقة البيانات الخاصة بها هنا: http://www.ti.com/lit/ds/symlink/sn74hc393.pdf

74hc393 عبارة عن قناة مزدوجة ولها عداد 4 بت على كل جانب.

عند الحافة المتساقطة لنبض الساعة ، يتم تشغيل وإيقاف دبوس الإخراج الأول. لذلك ، سيتأرجح طرف الخرج 1 بنصف تردد ساعة الإدخال. على الحافة المتساقطة لدبوس الإخراج 1 ، يتم تشغيل وإيقاف دبوس الإخراج 2. لجميع دبابيس الإخراج الأربعة ، وما إلى ذلك. عندما يتم إغلاق دبوس n ، يتم تبديل دبوس n 1.

تردد تغيير الدبوس n 1 هو نصف تردد الدبوس n. هذا هو العد الثنائي. قبل البدء من الصفر مرة أخرى ، يمكن للعداد أن يعد إلى 15 (كل البتات الأربعة هي 1). إذا كان آخر طرف إخراج للعداد 1 متصلاً بالعداد 2 كساعة ، فقد يكون عددها 255 (8 بتات).

لإنشاء نبضة بتردد نصف تردد ساعة الإدخال ، يلزم فقط السن 1 للإخراج. وهذا هو ، العد فقط من الصفر.

لذلك ، إذا تم حساب نبضة الساعة 555 ، فإن الدبوس الموجود على العداد 74hc393 الذي يمثل البتة 2 سوف يتأرجح بنصف التردد. الساعة. لذلك ، يمكن توصيله بالدبوس السري لسجل التحول 74HC595 لإنشاء الوضع المطلوب.

يجب أن تكون أسلاك العداد الثنائي 74hc393:

الخطوة 3: تشغيل

إذا كان 74HC595 دبابيس 0-3 ، فيمكننا الآن تشغيل المحرك والاتصال بالدبابيس 1-4 من لوحة ULN2003 على التوالي.

الآن استبدل مكثف 0.1 f على الطرف 6 من المؤقت 555 بـ 10 F. سيؤدي هذا إلى إطالة دورة الساعة مائة مرة ، وسيتمكن الناس من رؤية ما يحدث.

يمكن استخدام LED على لوحة ULN2003 لهذا الغرض. افصل قابس المحرك من لوحة ULN2003. قم بتوصيل المسامير من 1 إلى 4 من لوحة الدائرة بإخراج qa-qd لـ 74HC595 (المسامير 7 و 9 و 10 و 11). قم بتوصيل - ولوحة ULN2003 بالأرض و 5 فولت. إذا تم تشغيل الطاقة ، يجب أن ترى النمط المطلوب على مؤشر LED.

إذا كنت تريد رؤية ما يحدث في العداد الثنائي 74hc393 ، فقم بالاتصال بالدبابيس 3-6 من العداد بدلاً من ذلك.

إذا كان النمط صحيحًا ، فقم بإيقاف تشغيل مصدر الطاقة ، واستبدل المكثف بمكثف 0.1 f مرة أخرى ، وقم بتوصيل دبابيس الإدخال 1-4 من لوحة ULN2003 لإخراج دبوس qa-qd لـ 74HC595 ، ثم أدخله

قم بتشغيل المحرك مرة أخرى.

الخطوة 4: التحكم في السرعة

يتم التحكم في سرعة المحرك المتدرج عن طريق التردد الناتج لجهاز ضبط الوقت 555. يتم تحديد ذلك بدوره من خلال قيم المقاومات R1 و R2 والمكثف C1 المتصل بهما. من خلال توصيل مقياس جهد 100 كيلو متسلسل مع R2 ، يمكن أن يكون التردد بين 480 هرتز و 63 هرتز. خطوة العلاقات العامة. سيكون التردد الثاني للمحرك نصف تردد المؤقت 555.

لقد استخدمت مقياس الجهد الرقمي ds1809-100 ، والذي يستخدم للأزرار. يعمل الزر الذي يربط بين الطرف 2 (UC) والدبوس 7 (DC) إلى 5V على زيادة / تقليل المقاومة بين طرف Rh (طرف 1) أو Rl (طرف 4) والصنبور رقم 6 (RW). اضغط مع الاستمرار على الزر لأكثر من ثانية ، وسيتكرر الزر تلقائيًا.

يمكن العثور على ورقة البيانات هنا: https://datasheets.maximintegrated.com/zh/ds/DS180. .

الأسلاك هي على النحو التالي:

الأسلاك من زر اللمس 1 دبوس 1/2 - ds1809 دبوس 2

الأسلاك من زر اللمس 2:

الآن ، يمكنك ضبط السرعة.

الخطوة 5: بدء/إيقاف

لبدء وإيقاف محرك السائر ، يمكن استخدام السن 4 (دبوس إعادة الضبط) في المؤقت 555. إذا تم سحبه إلى مستوى منخفض ، فلن يخرج الدبوس 3 نبضات.

سيتم استخدام الأزرار اللمسية للتبديل بين البدء والإيقاف. اضغط على الزر مرة واحدة لبدء تشغيل المحرك ، واضغط على الزر مرة أخرى لإيقافه. للحصول على هذا السلوك ، تحتاج إلى مشغل. ومع ذلك ، يمكن أيضًا استخدام 74hc393 الحالي. يتكون 74hc393 من جزأين ، يستخدم نصفهما فقط كمقسم تردد لنبضات الساعة.

نظرًا لأن العداد الثنائي هو في الواقع مجرد مجموعة من المشغلات في سلسلة ، يمكنك استخدام المشغل الأول لجزء آخر. من خلال توصيل زر اللمس ، يكون الدبوس 13 (2clk) منخفضًا عند الضغط على الزر ، وإلا فإنه مرتفع ، وسيعمل الدبوس 12 على كل مستوى منخفض. سيبدأ توصيل السن 12 بالطرف 4 من 555 ويوقف خرجه وبالتالي يوقف المحرك.

الأزرار اللمسية صعبة لأنها أزرار ميكانيكية. قد "ترتد" ، أي أنها قد ترسل إشارات متعددة في كل مرة يتم الضغط عليها. يساعد توصيل مكثف 0.1 f فوق الزر على تجنب ذلك.

لذلك ، تمت إضافة زر لمسي (الزر 3) وتغيير الاتصال بـ 555 pin 4.

زر الأسلاك:

تم إجراء التغييرات التالية على 555:

يجب الآن استخدام الزر 3 كمفتاح تشغيل / إيقاف.

لاحظ أن المحركات التي توقفت بهذه الطريقة لا تزال تستهلك الطاقة.

الخطوة 6: التحكم في الاتجاه

للتحكم في اتجاه المحرك ، أحتاج إلى زر آخر ، ثم مشغل آخر ، لكنني سأخدع بعد تشغيل / إيقاف تشغيل الزناد باستخدام المشغل التالي 74hc393 ، ثم

عندما يصبح دبوس الاتجاه (الدبوس 2qa) منخفضًا ، يتم تبديل الدبوس التالي (الدبوس 2qb). لذلك ، سيؤدي الضغط على الزر بشكل متكرر إلى حدوث ذلك

إيقاف تشغيل للأمام - إيقاف تشغيل - فتح للخلف - إيقاف تشغيل - فتح للخلف ، إلخ

لجعل المحرك يعمل للخلف ، قم بعكس النمط المرسل إلى ULN2003 ، والذي يمكن تنفيذه في كلا الاتجاهين. أقوم بتحويل السجل ، لكنني لا أفعل. 74HC595 ليس ثنائي الاتجاه.

ومع ذلك ، وجدت أنه يمكنني استخدام 74hc241 Octal Buffer. يحتوي المخزن المؤقت على جزأين 4 بت مع OE مستقل (تمكين الإخراج) دبوس. يتحكم دبوس OE الأول في أول أربعة دبابيس إخراج ، ويتحكم OE الثاني في آخر أربعة دبابيس إخراج. عندما يكون OE قيد التشغيل ، يكون لدبوس الإخراج نفس قيمة دبوس الإدخال المقابل ، وعندما يكون OE في وضع إيقاف التشغيل ، سيكون دبوس الإخراج في حالة مقاومة عالية ، تمامًا كما هو الحال عندما لا يكون متصلاً. بالإضافة إلى ذلك ، يكون أحد دبابيس OE نشطًا عند المستوى المنخفض والدبوس الآخر نشط على مستوى عالٍ ، لذلك عندما يتم توصيلهما معًا ، فإن نصف المخازن المؤقتة فقط ستكون نشطة.

لذلك ، بالنسبة لنفس المدخلات ، يمكن لنصف المخزن المؤقت دفع المحرك للأمام والنصف الآخر يمكنه دفع المحرك للخلف. يعتمد النصف النشط على قيمة دبوس OE.

للحصول على ورقة بيانات 74hc241 ، يرجى زيارة http://www.ti.com/lit/ds/symlink/sn54hc241.pdf

قد تكون الأسلاك على النحو التالي: