Controle de motor elétrico de 2 fios e 2 eixos: 6 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:37

Este projeto propõe um método para acionar dois eixos de motor usando uma contagem de pulsos para cada canal e um método de comutação "liga-desliga" por travamento usando 4017 contadores.

Este método é adequado para qualquer função de entrada de pulso (botão, chave rotativa ou outra fonte onde os pinos de saída são limitados).

Proponho mostrar métodos de acionamento de DC, motores de passo e servo motores usando componentes do popular kit "Larson runner" usando 555 Timer e 4017 chips de contador.

Tenho um computador doméstico TI99 obsoleto, mas funcional, que era popular há algum tempo (nos anos 70) e odeio ver equipamentos úteis parados sem nada para fazer. O TI99 usava o melhor processador de sua época, o Texas 9900, mas por algum motivo foi desativado como um computador doméstico e logo caiu em desgraça.

O TI99 não tem saídas para falar a não ser vídeo, fita cassete e som; as entradas são um teclado não padrão e uma porta "joy-stick".

Etapa 1: o "Larson Runner"

No momento, não estou conseguindo concluir um modelo de trabalho, mas pensei em colocar isso aqui no Instructables, caso fosse de interesse e espero gerar alguns comentários. Aqueles de vocês que estão familiarizados com o "corredor de Larson" sabem que um cronômetro 555 fornece o relógio para um contador 4017 e as saídas do contador sequencialmente acendem LEDs.

A ideia que proponho é que os drivers de motor, ou seja, H-bridge ou módulos de passo, como o A4988, podem ser selecionados pelas saídas do contador 4017 enviando o número correto de pulsos para ativar o driver necessário.

Etapa 2: O Circuito Base

Aqui está o diagrama do circuito do "corredor de Larson". Nesta aplicação, o temporizador 555 não está conectado ao contador 4017, pois irei acionar a entrada do contador com o TI99 para que ele esteja no controle da contagem e as saídas vão para os drivers do motor, não para LEDs.

Duas coisas importantes são que a contagem deve sempre ir até o fim (ou gerar um reset) e a saída de contagem necessária é a única que ativa uma função motora.

Para o primeiro requisito, o TI99 deve manter a contagem atual e sempre contar até o máximo se uma saída com número inferior for selecionada - tenho certeza de que será capaz de contar até dez e voltar!

O outro requisito necessário para o acionamento do motor DC é resolvido pelo truque elétrico de usar um atraso CR substituindo a função do LED por um capacitor e combinando-o com um resistor para que um pulso "passe", ou seja, uma contagem abaixo da saída necessária não é visto pelo driver do motor e só é ativado quando uma saída é estática.

Além disso, vou adicionar o circuito de reinicialização.

Etapa 3: Fonte de pulso

Vou usar a porta "Joy-stick" do TI99 como fonte de pulso e entrada do interruptor de limite.

Aqui está o diagrama de circuito da porta "Joy-stick", que mostra que existem duas linhas de seleção de "Joy-stick" e as entradas usuais de 4 quadrantes e botão de "disparo".

Posso conectar um contador 4017 a cada linha de seleção de "Joy-stick" para que, toda vez que a porta for endereçada, o contador seja incrementado; As entradas de botão serão usadas para interruptor de limite e / ou contagem de posição.

Isso me dá o eixo 2 e explicarei mais tarde como obter o travamento "liga-desliga" para controle extra.

Etapa 4: Condução de motores

Para acionar um motor DC

O contador da reinicialização tem a saída "0" em "alto", portanto, se as duas entradas da ponte H estiverem conectadas às saídas "1" e "2", uma contagem de 1 acionará o motor em uma direção e uma contagem de 2 irá acionar o motor na direção oposta; mais uma contagem irá parar o motor e / ou selecionar outros drivers em sequência.

Para acionar um motor de passo

As saídas do contador são usadas para "Habilitar" tantos módulos de passo necessários (o 4017 tem 9 saídas e pode ser conectado em cascata) e o temporizador 555 é conectado a todos os módulos para fornecer a taxa de clock. A saída precisará ser invertida com um transistor se estiver usando um módulo A4988,

Para dirigir um servo

O temporizador 555 é conectado a um servo motor conforme descrito por muitos aqui, mas a diferença é que cada uma das 10 saídas do contador possui um resistor de temporização conectado, a saída "0" tem o valor padrão. Nesse caso, todas as outras saídas serão puxadas para 0v, portanto, a matemática deve ser feita para compensar ou um diodo pode ser inserido para isolar as saídas indesejadas.

Etapa 5: Função de travamento

Anexei a folha de dados do CD4017 na qual você pode notar que a saída "0" está ativa quando no estado de reinicialização e também que o "Reiniciar" está altamente ativo. Deve-se dizer que qualquer saída pode ser configurada na inicialização, de modo que os módulos do driver devem ser protegidos da possibilidade de serem inadvertidamente "ligados", particularmente uma ponte H. Esta característica significa que o contador pode ser zerado por qualquer saída conectada a ele, encerrando assim o comprimento da contagem. Os contadores podem ser conectados em cascata a qualquer comprimento em seus múltiplos com a reinicialização aplicada a partir de qualquer saída.

Este recurso também pode ser usado nos contadores de eixo.

Se eu conectar a saída "2" a "Reset", o contador só poderá alternar entre a saída "0" e "1", dando-me a função de travamento para operar um solenóide / relé ou o que for. Usarei uma das outras saídas do contador como a entrada do relógio para fornecer o controle de seleção.

Obviamente, qualquer trava, flip-flop ou contador pode ser usado, mas eu tenho muitos 4017s para usar!

Uma outra característica desse chip é que o relógio é uma entrada de gatilho Schmitt tornando-o confortável com um atraso CR como eu propus para pulsos de "passagem". Se a entrada do gatilho Schmitt não for importante, verifica-se que a entrada "Ativar" pode ser usada como uma entrada negativa do gatilho.

Etapa 6: Resumo

Como eu disse, não posso fornecer fisicamente um protótipo ainda, mas estou aqui para discutir as idéias propostas.

Estou ansioso para experimentar um dos projetos de gravador ou plotter a laser com meu antigo TI99 e espero que isso dê a alguns de vocês algumas idéias. Feliz fabricação!

A única coisa que o TI99 pode fazer bem é matemática, então seria ótimo saber que você criou um Star Seeker!