4 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Двигатель в протеус схема

схемопедия

Каталог электронных схем
  • Добавить статью
  • Обратная связь

Работа в Proteus. Часть 4

Работа в Proteus. Часть 4

К сожалению, разработчики этой программы не особо тревожились по поводу универсальности моделирования USB интерфейса и предоставили эту функцию в качестве «бонуса». Поэтому смоделировать работу USB получится лишь с теми микроконтроллерами, в которые встроен готовый модуль USB. Но иногда бывает и это полезно.

Сам разъем USB в библиотеке PROTEUS можно найти в разделе «connectors». В настройках модели USB порта в PROTEUS лазить не следует, это обусловлено тем, что их там просто не имеется.

Так как в PROTEUS возможна симуляция работы только микроконтроллеров со встроенным модулем USB, то я остановился на микроконтроллере PIC18F4550. Собственно схема – это USB драйвер шагового двигателя, например двигателя от флоппи дисковода (униполярного). Вот собственно схема:

Кроме микроконтроллера и двигателя есть еще одна микросхема-«драйвер» двигателя (более подробную информацию можно найти на сайте-первоисточнике).Для управлением двигателем потребуется программа usbstep (она находится в архиве).

При первом виртуальном подключении нашего устройства к компьютеру он запросит драйвер как и при реальном соединении. Драйвер лежит в архиве, просто нужно распаковать архив, и указать путь к папке «драйвер». После этого действия компьютер опознает устройство как «USB Stepping Motor Control».Далее запускаем программу usbstep и жмем «connect».Если все пройдет успешно, то в окне программы usbstep начнут подсвечиваться кнопки Turn left и Turn right.Сразу можно испытать конструкцию, так при нажатии кнопки Turn left вал двигателя должен вращаться влево , а при нажатии Turn right, соответственно вправо. Еще раз напоминаю: НЕ ПЫТАЙТЕСЬ СМОДЕЛИРОВАТЬ РАБОТУ USB С МИКРОКОНТРОЛЛЕРАМИ У КОТОРЫХ ЭТА ФУНКЦИЯ НЕ ЯВЛЯЕТСЯ ВСТРОЕННОЙ! Вы лишь потратите свое время!

Что касается моего обещания в прошлой статье – более сложная симуляция с использованием COM порта. Схема, представленная ниже может пригодится в быту, для автоматического контроля того же вентилятора.

Для управления используется программка, которая называется RealControl 4.0 (она находится в приложенном к проекту архиве).

Так как это всего лишь COM порт, то специальные драйвера не нужны. Так сказать «запускаем и смотрим». Но все же некоторые нюансы имеются. Так, в этой программе можно настроить таймер включения двигателя и период включения.

Кроме всего хорошего в PROTEUS имеется и один недостаток (по крайней мере в некоторых версиях)-неправильно указаны названия пинов COM порта. Но это так сказать «между прочим». Что касается самой схемы, то здесь можно подключить вход усилителя тока выполненного на транзисторе Q1 как к 8 так и к 1 и 6 выводам COM порта, это обусловлено особенностями программы RC4.

На этом цикл статей о работе в среде PROTEUS завершен. Надеюсь, что смог вам помочь разобраться в основном, удачи!

AVR Lab устройства на микроконтроллерах AVR

Форум по AVR

  • не работает программа из примера про пролистывания меню
  • sinaprog не работает
  • Пароль к архивам на сайте
  • Пароль
  • HDD и прерывания — доработка программы из статьи /node/220

Управление шаговым двигателем с помощью AVR микроконтроллера ATmega8

  • atmega8
  • avr
  • L293DNE
  • stepper motor
  • шаговый двигатель

Управление шаговым двигателем с помощью AVR микроконтроллера ATmega8

Когда хочется чего-то более существенного чем просто помигать светодиодами, и когда усвоены основы работы с микроконтроллером можно переходить к более серьёзным проектам. Предлагаю научится управлять шаговым двигателем, той штукой, которая стоит во всех принтерах, копирах, дисководах, и многих других разнообразнейших устройствах. Шаговые двигатели делятся на два типа:
— униполярные шаговые двигатели,
— биполярные шаговые двигатели.

Отличатся немного по строению и по системе управления.
Униполярный шаговый двигатель, принципиальная схема показана на рис. 1

Рис. 1

У униполярного шагового двигателя есть 4-ре обмотки соединенные по схеме показанной на рис. 1
Принцип работы униполярного шагового двигателя следующий: поочередно на каждую из 4-х обмоток подается напряжение положительной полярности, в это время общий вывод соединен с отрицательным проводом питания. Получается за каждую коммутацию(подачу напряжения на одну из 4-х обмоток) ротор шагового двигателя смещается на один шаг, ширина этого шага зависит от конструкции самого шагового двигателя, для униполярного шагового двигателя показанного на рис. 2 и рис. 3 шаг составляет примерно:
22х8=176(шагов)
365/172=2,104 градуса.

Читать еще:  Вред при запуске холодного двигателя


рис. 2


рис. 3

Его я успешно выкурочил из древнего привода магнитных дисков размером 5,25 дюйма, кстати привод известной фирмы TEAC ))) Данный шаговый двигатель выполнял функцию перемещения магнитной головки по пазу в дискете, собственно через который и считывалась вся информация с магнитного диска.
Для управления этим шаговым двигателем при помощи микроконтроллера нам понадобится собрать силовой каскад, сам микроконтроллер просто сгорит, если подключить униполярный шаговый двигатель напрямую к его портам. В качестве силового каскада можно успешно применить 4 пары полевых транзистора из уже известной сборки IRF7105(схема показана на рис. 5),

Рис. 5
или четыре мощных биполярных транзистора или если у вас есть лишние деньги, можно воспользоваться драйвером мощной нагрузки, таким как микросхема L293 или L293DNE что практически одно и то же. Я пользовался именно драйвером L293DNE.

Принципиальная схема включения шагового двигателя через драйвер L293DNE:

Алгоритм управления униполярным шаговым двигателем очень простой, необходимо выполнять поочередную коммутацию четырех обмоток двигателя. То есть выдавать на четыре бита порта микроконтроллера последовательность типа:
1000
0100
0010
0001

Соответственно крутим поочередно обмотки A, B, C, D:
1000 — обмотка A
0100 — обмотка B
0010 — обмотка C
0001 — обмотка D

Данный вид коммутации называется «полношаговым режимом», то есть за каждую коммутацию происходит смещение ротора шагового двигателя на один целый шаг. Так же существует «полушаговый режим», коммутация обмоток при полушаговом режиме следующая:
1000 — 1-е пол шага обмотки А
1100 — 2-е пол шага обмотки А
0100 — 1-е пол шага обмотки B
0110 — 2-е пол шага обмотки B
0010 — .
0011 — .
0001 — .
1001 — 2-е пол шага обмотки D

Данный режим применяют в устройствах, где необходимо очень плавно изменять угол поворота ротора шагового двигателя, например в медицинских прибора, которые отвечают за равномерное и плавное введение в вену лекарства (шприцевые дозаторы) или в устройствах механической настройки, например радиоприемники с настройкой при помощи шагового двигателя (сейчас очень большая редкость).

Программа подходит для любого микроконтроллера AVR Attiny2313, Atmega8, Atmega16.
Итак, вот и сама программа (программа для полношагового режима):

Таким образом скорость вращения шагового двигателя будет замедлятся или ускорятся в зависимости от того, будут вы увеличивать (m=m+1;) или уменьшать (m=m-1;) время задержки между командами.

Хочу сказать что униполярные шаговые двигатели не очень мощные, то есть использовать их для перемещения предмета весом больше 40-80 грамм нет смысла, он просто не потянет. Тем более в полушаговом режиме. Для таких целей лучше всего применять шаговые двигатели из принтеров, те которые перемещают каретку с печатной головкой принтера.
Для экономичного управления униполярным шаговым двигателем необходимо отключать напряжение на обмотках во время простоя, то есть не давать обмотке шагового двигателя все время находится под напряжением, так как это приводит к нагреву самого шагового двигателя и соответственно к большой потере энергии (хотя конечно если преследуете цель обогрева помещения при помощи ШД тогда да 🙂 ). Максимальная скорость вращения ротора униполярного шагового двигателя не столь велика, её можно определить при помощи небольшого кусочка, который я разместил в самом низу программы. То есть для устройств требующих больших скоростей вращения униполярные шаговые двигатели не годятся.

Если не ошибаюсь IRF это не

Если не ошибаюсь IRF это не логического уровня, берите IRL и будев вам счастье.

Реализация микрошагового режима управления двигателем с применением микроконтроллера

Реализация микрошагового режима управления двигателем с применением МИКРОКОНТРОЛЛЕРА

, ,
научный руководитель канд. физ.-мат. наук

Институт инженерной физики и радиоэлектроники СФУ

Во многих устройствах, где требуются малые перемещения и высокая разрешающая способность используют шаговые двигателя (ШД). Одним из главных преимуществ ШД является возможность осуществлять точное позиционирование и регулировку скорости без датчика обратной связи (Емельянов, двигатели: учеб. пособие / , . – Волгоград: ВолгГТУ, 2005. – 48 с.). Как правило, у шагового двигателя на один оборот вала, приходится около ста или двухсот шагов (этот параметр зависит от модели двигателя). Применяя специальные режимы управления можно добиться увеличения числа шагов на оборот в несколько, а то и в десятки раз (Ридико, шагового двигателя, http://*****/electronics).

Читать еще:  Характеристика двигателей ленточных конвейеров

Существуют полношаговый, полушаговый и микрошаговый режимы управления. Если рассматривать полношаговый режим (full-step), то это либо полный ток в одной обмотке, либо полный ток в другой. Вал ШД при этом перемещается на один шаг (рис.1).

Рис. 1. Сигналы управления в полношаговом режиме:
а – полношаговый режим, включена одна фаза;
б – полношаговый режим, включены две фазы

В полушаговом режиме (half step) двигатель делает шаг в половину основного. Каждый второй шаг запитана лишь одна фаза, а в остальных случаях запитаны две. В результате угловое перемещение ротора составляет половину угла шага (рис.2).

Рассмотрим подробнее микрошаговый режим (см. http://www. microchip. su/index. php). В общем случае под микрошаговым режимом понимают режим деления шага. Микрошаговый режим отличается от штатного режима управления двигателем тем, что в каждый момент времени обмотки шагового мотора запитаны не полным током, а некими его уровнями, изменяющимися по закону sin в одной фазе и cos во второй. Такой метод дает возможность фиксировать вал в промежуточных положениях между шагами. В данном режиме можно осуществлять только разгон и торможение, а основное время работать в полношаговом режиме. К тому же, для достижения высоких скоростей в микрошаговом режиме требуется очень высокая частота повторения микрошагов, которую не всегда может обеспечить управляющий микроконтроллер. Скажем, режим микрошага 1:8 означает, что с каждым поданным импульсом вал двигателя будет перемещаться примерно на 1/8 полного шага, и для полного оборота вала потребуется подать в 8 раз больше импульсов, чем для режима полного шага. На практике достаточно использовать деление шага 1:16, так как более глубокое деление шага перекрывает механическую точность изготовления самого шагового двигателя.

Рис. 2. Сигналы управления в полушаговом режиме

Преимущества микрошагового режима: намного более плавное вращение ротора на низких частотах, уменьшение угла поворота, устранение зон резонанса (резонанс – это когда на определенной скорости вращения шагового двигателя его крутящий момент становится равен нулю) и практически бесшумность работы, но при этом снижается момент и сильно увеличивается сложность управляющей программы.

Для реализации микрошага есть специализированные драйверы ШД, в которых можно реализовывать дробление шага до 1/32 и более. Фактически в этих драйверах ток в обмотках регулируется аппаратно, а значение этого тока задается при помощи опорного напряжения.

А можно получить микрошаги программно, без дополнительных дорогих микросхем и усложнения управляющей схемы, ведь часто простота системы является решающим фактором. Современные микроконтроллеры имеют встроенные АЦП (АЦП –аналогово-цифровые преобразователи) и ШИМ генераторы (ШИМ – широтно-импульсная модуляция), которые можно использовать для реализации микрошагового режима взамен специальных контроллеров. Это позволяет сделать практически одинаковой стоимость оборудования для полношагового и микрошагового режимов.

Данная работа выполнена в среде симулятора PROTEUS, основная схема представлена на рис. 3. Принцип работы: на обмотки шагового двигателя (униполярного) подают ШИМованное напряжение (ШИМ нужен для того, чтобы регулировать ток в обмотках), заставляющее ротор встать между шагами в равновесном состоянии, которое поддерживается разным уровнем напряжения на обмотках (рис. 4). Главным элементом схемы является микроконтроллер семейства AVR atmega48.

В начале кода задается массив, описывающий полупериод синусоиды. От размера этого массива и зависит кратность микрошага – возможно получить даже 1/1024 шага! Программа перебирает массив и выдает ШИМ на соответствующие ключи. Сдвиг по фазе между обмотками 90 градусов. Следовательно, имеем 4 выхода ШИМ для управления ключами. Скорость вращения двигателя задаётся импульсами на вывод 32 микросхемы микроконтроллера от внешнего источника. Чем выше их частота, тем быстрее крутится ротор ШД. Напрямую к контроллеру ШД подключать нельзя, так как сигналы нужно усиливать с помощью силовых ключей, как, например, это показано на рис. 5.

Читать еще:  Tdi двигатель какой бензин

Рис. 3. Схема в симуляторе PROTEUS

Рис. 4. Осциллограмма напряжений на обмотках ШД в симуляторе PROTEUS:
а – микрошаг 1/8, шкала – 5 мс/дел, 2в/дел; б – микрошаг 1/4, шкала – 2мс/дел, 2в/дел.

Как видно из рисунка 4, а, получено деление шага 1/8. Изменяя исходный код можно сделать микрошаг 1/4 (рис. 4, б). Исходный код здесь не приводится по причине его громоздкости.

Рис. 5. Схема силовой части для управления ШД

В заключении хочется подчеркнуть, что применяя микрошаговый режим управления можно заставить недорогой двигатель с углом поворота к примеру 7,5º вращаться на угол 0,93º (микрошаг 1/8). При этом специальный двигатель с шагом поворота 0,9º стоит на порядок дороже двигателя с углом поворота 7,5º.

Работа в Proteus. Часть 4

К сожалению, разработчики этой программы не особо тревожились по поводу универсальности моделирования USB интерфейса и предоставили эту функцию в качестве «бонуса». Поэтому смоделировать работу USB получится лишь с теми микроконтроллерами, в которые встроен готовый модуль USB. Но иногда бывает и это полезно.

Сам разъем USB в библиотеке PROTEUS можно найти в разделе «connectors». В настройках модели USB порта в PROTEUS лазить не следует, это обусловлено тем, что их там просто не имеется.

Так как в PROTEUS возможна симуляция работы только микроконтроллеров со встроенным модулем USB, то я остановился на микроконтроллере PIC18F4550. Собственно схема — это USB драйвер шагового двигателя, например двигателя от флоппи дисковода (униполярного). Вот собственно схема:

Кроме микроконтроллера и двигателя есть еще одна микросхема-«драйвер» двигателя (более подробную информацию можно найти на сайте-первоисточнике).Для управлением двигателем потребуется программа usbstep (она находится в архиве).

При первом виртуальном подключении нашего устройства к компьютеру он запросит драйвер как и при реальном соединении. Драйвер лежит в архиве, просто нужно распаковать архив, и указать путь к папке «драйвер». После этого действия компьютер опознает устройство как «USB Stepping Motor Control».Далее запускаем программу usbstep и жмем «connect».Если все пройдет успешно, то в окне программы usbstep начнут подсвечиваться кнопки Turn left и Turn right.Сразу можно испытать конструкцию, так при нажатии кнопки Turn left вал двигателя должен вращаться влево , а при нажатии Turn right, соответственно вправо. Еще раз напоминаю: НЕ ПЫТАЙТЕСЬ СМОДЕЛИРОВАТЬ РАБОТУ USB С МИКРОКОНТРОЛЛЕРАМИ У КОТОРЫХ ЭТА ФУНКЦИЯ НЕ ЯВЛЯЕТСЯ ВСТРОЕННОЙ! Вы лишь потратите свое время!

Что касается моего обещания в прошлой статье – более сложная симуляция с использованием COM порта. Схема, представленная ниже может пригодится в быту, для автоматического контроля того же вентилятора.

Для управления используется программка, которая называется RealControl 4.0 (она находится в приложенном к проекту архиве).

Так как это всего лишь COM порт, то специальные драйвера не нужны. Так сказать «запускаем и смотрим». Но все же некоторые нюансы имеются. Так, в этой программе можно настроить таймер включения двигателя и период включения.

Кроме всего хорошего в PROTEUS имеется и один недостаток (по крайней мере в некоторых версиях)-неправильно указаны названия пинов COM порта. Но это так сказать «между прочим». Что касается самой схемы, то здесь можно подключить вход усилителя тока выполненного на транзисторе Q1 как к 8 так и к 1 и 6 выводам COM порта, это обусловлено особенностями программы RC4.

На этом цикл статей о работе в среде PROTEUS завершен. Надеюсь, что смог вам помочь разобраться в основном, удачи!

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector