Commande de moteur électrique à 2 fils et à 2 axes : 6 étapes

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:08

Ce projet propose une méthode pour piloter deux axes moteurs à l'aide d'un comptage d'impulsions pour chaque canal et une méthode de verrouillage de commutation "on-off" à l'aide de 4017 compteurs.

Cette méthode convient à toute fonction d'entrée d'impulsions (bouton-poussoir, commutateur rotatif ou autre source où les broches de sortie sont limitées).

Je propose de montrer des méthodes pour piloter des moteurs à courant continu, pas à pas et servomoteurs à l'aide de composants du kit populaire "Larson runner" utilisant 555 Timer et 4017 counter chips.

J'ai un ordinateur domestique TI99 obsolète mais fonctionnel qui était populaire il y a quelque temps (les années 70) et je déteste voir du matériel utile assis sans rien faire. Le TI99 utilisait le meilleur processeur de son époque, le Texas 9900, mais pour une raison quelconque, il a été paralysé en tant qu'ordinateur domestique et est rapidement tombé en disgrâce.

Le TI99 n'a pas de sorties à proprement parler à part la vidéo, la cassette et le son; les entrées sont un clavier non standard et un port "joy-stick".

Étape 1: Le "Larson Runner"

Je ne suis actuellement pas en mesure de terminer un modèle de travail pour le moment, mais j'ai pensé que je le mettrais ici sur Instructables au cas où cela serait intéressant et, espérons-le, générerait des commentaires. Ceux d'entre vous qui connaissent le "Larson runner" sauront qu'une minuterie 555 fournit l'horloge d'un compteur 4017 et que le compteur émet des LED allumées de manière séquentielle.

L'idée que je propose est que les pilotes de moteur, c'est-à-dire les modules à pont en H ou pas à pas, comme le A4988, peuvent être sélectionnés par les sorties du compteur 4017 en envoyant le nombre correct d'impulsions pour activer le pilote requis.

Étape 2: Le circuit de base

Voici le schéma du circuit "Larson runner". Dans cette application, le temporisateur 555 n'est pas connecté au compteur 4017 car je vais piloter l'entrée du compteur avec le TI99 afin qu'il contrôle le compte et que les sorties aillent aux pilotes de moteur et non aux LED.

Deux choses importantes sont que le comptage doit toujours aller jusqu'à la fin (ou générer une réinitialisation) et que la sortie de comptage requise est la seule qui active une fonction motrice.

Pour la première exigence, le TI99 doit contenir le nombre actuel et toujours compter au maximum si une sortie de numéro inférieur doit être sélectionnée - je suis à peu près sûr qu'il sera capable de compter jusqu'à dix et inversement !

L'autre exigence requise pour l'entraînement du moteur à courant continu est résolue par l'astuce électrique consistant à utiliser un retard CR en remplaçant la fonction LED par un condensateur et en l'associant à une résistance de sorte qu'une impulsion "passante", c'est-à-dire un nombre inférieur à la sortie requise n'est pas vu par le pilote du moteur et ne s'active que lorsqu'une sortie est statique.

De plus, je vais ajouter le circuit de réinitialisation.

Étape 3: Source d'impulsion

Je vais utiliser le port "Joy-stick" du TI99 comme source d'impulsion et entrée de fin de course.

Voici le schéma de circuit du port "Joy-stick" qui montre qu'il y a deux lignes de sélection "Joy-stick" et les entrées habituelles des 4 quadrants et des boutons "fire".

Je peux connecter un compteur 4017 à chaque ligne de sélection "Joy-stick" de sorte qu'à chaque fois que le port est adressé, le compteur s'incrémente; Les entrées des boutons seront utilisées pour le fin de course et/ou le comptage de positions.

Cela me donne les 2 axes et j'expliquerai plus tard comment obtenir un verrouillage "on-off" pour un contrôle supplémentaire.

Étape 4: Conduire des moteurs

Pour piloter un moteur à courant continu

Le compteur de la réinitialisation a la sortie « 0 » à « haut », donc si les deux entrées du pont en H sont connectées aux sorties « 1 » et « 2 », alors un compte de 1 entraînera le moteur dans un sens et un compte de 2 conduire le moteur dans la direction opposée; un compte supplémentaire arrêtera le moteur et/ou sélectionnera d'autres pilotes en séquence.

Pour piloter un moteur pas à pas

Les sorties du compteur sont utilisées pour "activer" autant de modules pas à pas requis (le 4017 a 9 sorties et peut être mis en cascade) et le temporisateur 555 est connecté à tous les modules pour fournir la fréquence d'horloge. La sortie devra être inversée avec un transistor si vous utilisez un module A4988,

Pour piloter un servo

La minuterie 555 est connectée à un servomoteur comme décrit par beaucoup ici, mais la différence est que les 10 sorties de compteur ont chacune une résistance de synchronisation connectée, la sortie "0" a la valeur par défaut. Dans ce cas, toutes les autres sorties seront tirées à 0v, donc soit les mathématiques doivent être effectuées pour compenser, soit une diode peut être insérée pour isoler les sorties indésirables.

Étape 5: Fonction de verrouillage

J'ai joint la fiche technique du CD4017 dans laquelle vous remarquerez peut-être que la sortie "0" est active lorsqu'elle est à l'état de réinitialisation et également que la "réinitialisation" est haute active. Il faut dire que n'importe quelle sortie peut être réglée à la mise sous tension, de sorte que les modules de commande doivent être protégés contre la possibilité qu'ils soient par inadvertance « activés », en particulier un pont en H. Cette caractéristique signifie que le compteur peut être réinitialisé par n'importe quelle sortie qui lui est reconnectée et ainsi mettre fin à la longueur de comptage. Les compteurs peuvent être montés en cascade sur n'importe quelle longueur dans leurs multiples avec la réinitialisation appliquée à partir de n'importe quelle sortie.

Cette fonction peut également être utilisée sur les compteurs d'axes.

Si je connecte la sortie "2" à "Reset", le compteur ne peut basculer qu'entre la sortie "0" et "1" en me donnant la fonction de verrouillage pour faire fonctionner un solénoïde/relais ou autre. J'utiliserai l'une des autres sorties du compteur comme entrée d'horloge pour fournir le contrôle de sélection.

Évidemment, n'importe quel verrou, bascule ou compteur peut être utilisé mais j'ai beaucoup de 4017 à utiliser !

Une autre caractéristique de cette puce est que l'horloge est une entrée de déclenchement de Schmitt, ce qui la rend confortable avec un retard CR comme je l'ai proposé pour les impulsions "passantes". Si l'entrée de déclenchement de Schmitt n'est pas importante, il s'avère que l'entrée « Enable » peut être utilisée comme entrée de déclenchement négative.

Étape 6: Résumé

Comme je l'ai dit, je ne peux pas encore fournir physiquement un prototype mais je suis ici pour discuter des idées proposées.

J'ai hâte d'essayer l'un des projets de graveur ou de traceur laser avec mon ancienne TI99 et j'espère que cela donnera des idées à certains d'entre vous. Bonne fabrication !

La seule chose que la TI99 peut bien faire, ce sont les mathématiques, ce serait donc formidable d'apprendre que vous avez créé un chercheur d'étoiles !