การควบคุมมอเตอร์ไฟฟ้า 2 สาย 2 แกน: 6 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:05

โครงงานนี้เสนอวิธีการขับเคลื่อนแกนมอเตอร์สองแกนโดยใช้การนับพัลส์สำหรับแต่ละช่องสัญญาณ และวิธีการล็อคสวิตช์ "เปิด-ปิด" โดยใช้ตัวนับ 4017

วิธีนี้เหมาะสำหรับฟังก์ชันอินพุตพัลส์ใดๆ (ปุ่มกด สวิตช์โรตารี่ หรือแหล่งอื่นๆ ที่พินเอาต์พุตถูกจำกัด)

ฉันเสนอให้แสดงวิธีการขับเคลื่อน DC, stepper และเซอร์โวมอเตอร์โดยใช้ส่วนประกอบจากชุด "Larson runner" ยอดนิยมโดยใช้ 555 Timer และ 4017 counter chips

ฉันมี TI99 Home Computer ที่ล้าสมัย แต่ใช้งานได้ซึ่งเป็นที่นิยมเมื่อไม่นานมานี้ (ยุค 70) และฉันเกลียดที่จะเห็นอุปกรณ์ที่มีประโยชน์นั่งอยู่รอบ ๆ โดยไม่มีอะไรทำ TI99 ใช้โปรเซสเซอร์ที่ดีที่สุดในยุคนั้น นั่นคือ Texas 9900 แต่ด้วยเหตุผลบางอย่างจึงทำให้เป็น Home Computer พิการ และในไม่ช้าก็ไม่ได้รับความโปรดปราน

TI99 ไม่มีเอาต์พุตให้พูดถึงนอกจากวิดีโอ เทปคาสเซ็ท และเสียง อินพุตเป็นแป้นพิมพ์ที่ไม่ได้มาตรฐานและพอร์ต "จอยสติ๊ก"

ขั้นตอนที่ 1: "ลาร์สันรันเนอร์"

ขณะนี้ฉันไม่สามารถสร้างแบบจำลองการทำงานให้เสร็จสมบูรณ์ได้ในขณะนี้ แต่ฉันคิดว่าฉันจะใส่สิ่งนี้ไว้ใน Instructables ในกรณีที่น่าสนใจและหวังว่าจะแสดงความคิดเห็น พวกคุณที่คุ้นเคยกับ "Larson runner" จะรู้ว่าตัวจับเวลา 555 ตัวให้นาฬิกาสำหรับตัวนับ 4017 และตัวนับจะส่งสัญญาณไฟ LED ตามลำดับ

แนวคิดที่ฉันเสนอคือไดรเวอร์มอเตอร์ เช่น H-bridge หรือโมดูล stepper เช่น A4988 สามารถเลือกได้โดยเอาท์พุตของตัวนับ 4017 โดยส่งจำนวนพัลส์ที่ถูกต้องเพื่อเปิดใช้งานไดรเวอร์ที่ต้องการ

ขั้นตอนที่ 2: วงจรฐาน

นี่คือแผนภาพวงจร "Larson runner" ในแอปพลิเคชันนี้ ตัวจับเวลา 555 ไม่ได้เชื่อมต่อกับตัวนับ 4017 เนื่องจากฉันจะขับอินพุตตัวนับด้วย TI99 เพื่อให้ควบคุมการนับและเอาต์พุตจะไปยังไดรเวอร์มอเตอร์ไม่ใช่ LED

สองสิ่งที่สำคัญคือการนับต้องวิ่งไปที่จุดสิ้นสุดเสมอ (หรือสร้างการรีเซ็ต) และเอาต์พุตการนับที่ต้องการเป็นเพียงสิ่งเดียวที่เปิดใช้งานฟังก์ชันมอเตอร์

สำหรับข้อกำหนดแรก TI99 จะต้องนับปัจจุบันและนับเป็นสูงสุดเสมอหากต้องเลือกเอาต์พุตที่มีตัวเลขต่ำกว่า - ฉันค่อนข้างมั่นใจว่าจะสามารถนับถึงสิบและย้อนกลับได้!

ข้อกำหนดอื่น ๆ ที่จำเป็นสำหรับไดรฟ์มอเตอร์กระแสตรงได้รับการแก้ไขโดยเคล็ดลับทางไฟฟ้าของการใช้การหน่วงเวลา CR โดยการแทนที่ฟังก์ชัน LED ด้วยตัวเก็บประจุและรวมเข้ากับตัวต้านทานเพื่อให้พัลส์ "ผ่าน" คือจำนวนที่ต่ำกว่าเอาต์พุตที่ต้องการ ไดรเวอร์มอเตอร์มองไม่เห็น และจะเปิดใช้งานเมื่อเอาต์พุตคงที่เท่านั้น

นอกจากนี้ฉันจะเพิ่มวงจรรีเซ็ต

ขั้นตอนที่ 3: แหล่งที่มาของพัลส์

ฉันจะใช้พอร์ต "จอยสติ๊ก" ของ TI99 เป็นแหล่งพัลส์และอินพุตลิมิตสวิตช์

นี่คือแผนภาพวงจรของพอร์ต "จอยสติ๊ก" ซึ่งแสดงให้เห็นว่ามี "จอยสติ๊ก" สองบรรทัดและอินพุตของปุ่ม 4 ควอแดรนต์และ "ไฟ" ปกติ

ฉันสามารถเชื่อมต่อตัวนับ 4017 กับแต่ละบรรทัดเลือก "จอยสติ๊ก" เพื่อให้ทุกครั้งที่มีการระบุพอร์ต ตัวนับจะเพิ่มขึ้น อินพุตของปุ่มจะใช้สำหรับลิมิตสวิตช์และ/หรือจำนวนตำแหน่ง

นั่นทำให้ฉันมี 2 แกนและฉันจะอธิบายในภายหลังถึงวิธีการล็อค "เปิด-ปิด" เพื่อการควบคุมพิเศษ

ขั้นตอนที่ 4: ขับเคลื่อนมอเตอร์

ในการขับเคลื่อนมอเตอร์ดีซี

ตัวนับจากการรีเซ็ตมีเอาต์พุต "0" ที่ "สูง" ดังนั้นหากอินพุต H-bridge สองตัวเชื่อมต่อกับเอาต์พุต "1" และ "2" การนับ 1 จะขับมอเตอร์ไปในทิศทางเดียวและนับ 2 จะ ขับมอเตอร์ไปในทิศทางตรงกันข้าม อีกหนึ่งครั้งจะหยุดมอเตอร์และ/หรือเลือกไดรเวอร์อื่นตามลำดับ

ในการขับเคลื่อนสเต็ปเปอร์มอเตอร์

เอาต์พุตตัวนับใช้เพื่อ "เปิดใช้งาน" ตามโมดูล stepper จำนวนมากที่ต้องการ (4017 มี 9 เอาต์พุตและสามารถต่อเรียงได้) และตัวจับเวลา 555 เชื่อมต่อกับโมดูลทั้งหมดเพื่อให้อัตรานาฬิกา เอาต์พุตจะต้องกลับด้านด้วยทรานซิสเตอร์หากใช้โมดูล A4988

ในการขับเซอร์โว

ตัวจับเวลา 555 เชื่อมต่อกับเซอร์โวมอเตอร์ตามที่อธิบายไว้ในที่นี้ แต่ความแตกต่างคือเอาต์พุตตัวนับ 10 ตัวแต่ละตัวมีตัวต้านทานเวลาเชื่อมต่ออยู่ เอาต์พุต "0" มีค่าเริ่มต้น ในกรณีนี้ เอาต์พุตอื่นๆ ทั้งหมดจะถูกดึงไปที่ 0v ดังนั้นต้องทำการคำนวณทางคณิตศาสตร์เพื่อชดเชยหรือใส่ไดโอดเพื่อแยกเอาต์พุตที่ไม่ต้องการ

ขั้นตอนที่ 5: ฟังก์ชั่นล็อค

ฉันได้แนบแผ่นข้อมูล CD4017 ซึ่งคุณอาจสังเกตเห็นว่าเอาต์พุต "0" ทำงานเมื่ออยู่ในสถานะรีเซ็ตและ "รีเซ็ต" นั้นทำงานสูง กล่าวได้ว่าเอาต์พุตใดๆ สามารถตั้งค่าได้เมื่อเปิดเครื่อง ดังนั้นโมดูลไดรเวอร์จะต้องได้รับการปกป้องจากความเป็นไปได้ที่พวกมันจะ "เปิด" โดยไม่ได้ตั้งใจ โดยเฉพาะ H-bridge คุณลักษณะนี้หมายความว่าตัวนับสามารถรีเซ็ตได้โดยเอาท์พุตใดๆ ที่เชื่อมต่อกลับมา และสิ้นสุดระยะเวลาการนับ ตัวนับสามารถเรียงต่อกันเป็นความยาวเท่าใดก็ได้ในทวีคูณด้วยการรีเซ็ตจากเอาต์พุตใดๆ

คุณสมบัตินี้ยังสามารถใช้กับตัวนับแกนได้อีกด้วย

ถ้าฉันเชื่อมต่อเอาท์พุต "2" กับ "รีเซ็ต" ตัวนับสามารถพลิกระหว่างเอาต์พุต "0" และ "1" เท่านั้น ทำให้ฉันมีฟังก์ชันการล็อคสำหรับใช้งานโซลินอยด์/รีเลย์หรืออะไรก็ตาม ฉันจะใช้หนึ่งในเอาต์พุตตัวนับอื่น ๆ เป็นอินพุตนาฬิกาเพื่อให้การควบคุมการเลือก

เห็นได้ชัดว่าสามารถใช้สลัก, ฟลิปฟลอปหรือตัวนับได้ แต่ฉันมี 4017 จำนวนมากที่จะใช้จนหมด!

คุณสมบัติอื่นของชิปนี้คือนาฬิกาเป็นอินพุตทริกเกอร์ Schmitt ทำให้สะดวกสบายด้วยความล่าช้าของ CR ตามที่ฉันเสนอให้ "ส่งผ่าน" พัลส์ หากอินพุตทริกเกอร์ Schmitt ไม่สำคัญ แสดงว่าอินพุต "เปิดใช้งาน" สามารถใช้เป็นอินพุตทริกเกอร์เชิงลบได้

ขั้นตอนที่ 6: สรุป

อย่างที่ฉันพูดไป ฉันยังไม่สามารถจัดหาต้นแบบได้ แต่มาที่นี่เพื่อหารือเกี่ยวกับแนวคิดที่เสนอ

ฉันรอคอยที่จะลองใช้เครื่องแกะสลักเลเซอร์หรือโครงการพล็อตเตอร์กับ TI99 โบราณของฉันและหวังว่าสิ่งนี้จะให้แนวคิดบางอย่างแก่คุณ มีความสุขในการทำ!

สิ่งหนึ่งที่ TI99 ทำได้ดีคือคณิตศาสตร์ คงจะดีถ้าได้ยินว่าคุณสร้าง Star Seeker!