Control de motor eléctrico de 2 cables y 2 ejes: 6 pasos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:42

Este proyecto propone un método para impulsar dos ejes de motor 'usando un conteo de pulsos para cada canal y un método de enclavamiento de conmutación "encendido-apagado" usando 4017 contadores.

Este método es adecuado para cualquier función de entrada de pulsos (pulsador, interruptor giratorio u otra fuente donde los pines de salida son limitados).

Propongo mostrar métodos para manejar DC, motores paso a paso y servomotores usando componentes del popular kit "Larson runner" usando chips 555 Timer y 4017 counter.

Tengo una computadora doméstica TI99 obsoleta pero que funciona, que fue popular hace algún tiempo (los años 70) y odio ver equipos útiles sin nada que hacer. El TI99 usó el mejor procesador de su época, el Texas 9900, pero por alguna razón quedó paralizado como computadora doméstica y pronto cayó en desgracia.

El TI99 no tiene salidas de las que hablar aparte de video, casete y sonido; las entradas son un teclado no estándar y un puerto de "joystick".

Paso 1: el "Larson Runner"

Actualmente no puedo completar un modelo de trabajo en este momento, pero pensé que lo pondría aquí en Instructables en caso de que fuera de interés y, con suerte, generar algunos comentarios. Aquellos de ustedes que estén familiarizados con el "corredor de Larson" sabrán que un temporizador 555 proporciona el reloj para un contador 4017 y el contador emite LED de luz secuencial.

La idea que propongo es que los controladores de motor, es decir, los módulos de puente H o paso a paso, como el A4988, se pueden seleccionar mediante las salidas del contador 4017 enviando el número correcto de pulsos para activar el controlador requerido.

Paso 2: el circuito base

Aquí está el diagrama de circuito del "corredor de Larson". En esta aplicación, el temporizador 555 no está conectado al contador 4017, ya que voy a controlar la entrada del contador con el TI99 para que tenga el control del conteo y las salidas vayan a los controladores del motor, no a los LED.

Dos cosas que son importantes es que el conteo siempre debe correr hasta el final (o generar un reinicio) y la salida de conteo requerida es la única que activa una función del motor.

Para el primer requisito, el TI99 debe mantener el recuento actual y siempre contar hasta el máximo si se va a seleccionar una salida con un número más bajo. ¡Estoy bastante seguro de que podrá contar hasta diez y volver!

El otro requisito que se necesita para el variador de frecuencia del motor de CC se resuelve mediante el truco eléctrico de usar un retardo CR sustituyendo la función LED con un condensador y combinándolo con una resistencia para que un pulso "pasante", es decir, un recuento por debajo de la salida requerida el controlador del motor no lo ve y solo se activa cuando una salida es estática.

Además, voy a agregar el circuito de reinicio.

Paso 3: Fuente de pulso

Voy a usar el puerto "Joy-stick" del TI99 como fuente de pulso y entrada de interruptor de límite.

Aquí está el diagrama de circuito del puerto "Joy-stick" que muestra que hay dos líneas de selección de "Joy-stick" y las entradas habituales de 4 cuadrantes y botón de "disparo".

Puedo conectar un contador 4017 a cada línea de selección de "Joy-stick" para que cada vez que se direccione el puerto, el contador se incremente; Las entradas de los botones se utilizarán para el interruptor de límite y / o el recuento de posiciones.

Eso me da el eje 2 y explicaré más adelante cómo conseguir un enganche "on-off" para un control adicional.

Paso 4: conducción de motores

Para conducir un motor de C. C

El contador de reinicio tiene la salida "0" en "alto", por lo que si las dos entradas del puente H están conectadas a las salidas "1" y "2", una cuenta de 1 conducirá el motor en una dirección y una cuenta de 2 lo hará. conduzca el motor en la dirección opuesta; una cuenta más detendrá el motor y / o seleccionará otros controladores en secuencia.

Para conducir un motor paso a paso

Las salidas del contador se utilizan para "Habilitar" tantos módulos paso a paso como se requieran (el 4017 tiene 9 salidas y se puede conectar en cascada) y el temporizador 555 se conecta a todos los módulos para proporcionar la frecuencia de reloj. La salida deberá invertirse con un transistor si se usa un módulo A4988,

Para conducir un servo

El temporizador 555 está conectado a un servomotor como lo describen muchos aquí, pero la diferencia es que las 10 salidas del contador tienen cada una una resistencia de temporización conectada, la salida "0" tiene el valor predeterminado. En este caso, todas las demás salidas se llevarán a 0v, por lo que se deben hacer las matemáticas para compensar o se puede insertar un diodo para aislar las salidas no deseadas.

Paso 5: función de bloqueo

He adjuntado la hoja de datos CD4017 en la que puede notar que la salida "0" está activa cuando está en el estado de reinicio y también que el "Reinicio" está activo en alto. Debe decirse que cualquier salida podría configurarse en el momento del encendido, por lo que los módulos de controlador deben protegerse de la posibilidad de que estén "encendidos" inadvertidamente, particularmente un puente en H. Esta característica significa que el contador puede ser reiniciado por cualquier salida que esté conectada de nuevo a él y así terminar la longitud del conteo. Los contadores se pueden conectar en cascada a cualquier longitud en sus múltiplos con el reinicio aplicado desde cualquier salida.

Esta función también se puede utilizar en los contadores de ejes.

Si conecto la salida "2" a "Reset", entonces el contador solo puede cambiar entre la salida "0" y "1", lo que me da la función de enclavamiento para operar un solenoide / relé o lo que sea. Usaré una de las otras salidas de contador como entrada de reloj para proporcionar el control de selección.

Obviamente, se puede usar cualquier pestillo, flip-flop o contador, ¡pero tengo muchos 4017 para usar!

Otra característica de este chip es que el reloj es una entrada de disparo Schmitt que lo hace cómodo con un retardo CR como propuse para los pulsos "que pasan". Si la entrada de disparo de Schmitt no es importante, resulta que la entrada "Habilitar" se puede utilizar como entrada de disparo negativa.

Paso 6: Resumen

Como dije, todavía no puedo proporcionar físicamente un prototipo, pero estoy aquí para discutir las ideas propuestas.

Estoy deseando probar uno de los proyectos de grabador láser o trazador con mi antiguo TI99 y espero que esto les dé algunas ideas. ¡Feliz fabricación!

Lo único que el TI99 puede hacer bien son las matemáticas, por lo que sería genial saber que hiciste un buscador de estrellas.