Für den Betrieb eines elektrischen Geräts ist ein spezieller Antriebsmechanismus erforderlich. Ein Schrittmotor ist ein solches Gerät. Heute gibt es eine große Auswahl verschiedene Elektromotoren, geteilt durch den Typ und durch das Treiberschema, das vom Controller gesteuert wird.
Was ist ein Schrittmotor?
Ein Schrittmotor ist ein Synchron elektromechanisches Gerät, die ein Steuersignal an die mechanische Bewegung des Rotors überträgt. Die Drehung erfolgt in Schritten, die in einer bestimmten Position fixiert sind.
Das Funktionsprinzip eines Schrittmotors
Beim Anlegen einer Spannung an die Klemmen starten die Bürsten des Elektromotors und beginnen sich kontinuierlich zu drehen. Motor im Leerlauf hat eine besondere Eigenschaft, es ist die Transformation eingehender Rechteckimpulse in eine vorgegebene Position der angelegten Antriebswelle.
Die Welle bewegt sich unter fester Winkel mit jedem Impuls. Wenn sich mehrere gezahnte Elektromagnete um das Mittelstück des gezahnten Eisens befinden, sind Geräte mit einem solchen Getriebe sehr effektiv. Der Mikrocontroller erregt die Elektromagnete. Ein Elektromagnet mit einem einzigen Zahnrad zieht unter Energieeinfluss die Zähne des Zahnrads an seine Oberfläche, wodurch sich die Motorwelle dreht. Wenn die Zähne auf den Elektromagneten ausgerichtet sind, bewegen sie sich leicht in Richtung des benachbarten Magnetstücks.
Zum Getriebe begann sich zu drehen und ausgerichtet beim vorherigen Rad wird der erste Elektromagnet ausgeschaltet und der nächste eingeschaltet. Dann wird der ganze Vorgang so oft wie nötig wiederholt. Diese Drehung wird als konstante Steigung bezeichnet. Durch Zählen der Schritte bei voller Umdrehung des Motors wird die Drehzahl seiner Rotation bestimmt.
Schrittmotormodelle
Entsprechend dem Rotordesign werden Schrittmotoren in drei Typen unterteilt: reaktive, permanentmagnetische und hybride.
- Synchronreluktanzmotoren werden heute nur noch selten verwendet. Sie werden verwendet, wenn ein kleines Moment benötigt wird und ein Schrittdrehwinkel zu groß ist. Der Rotor besteht aus weichmagnetischem Material mit ausgeprägten Polen, hat einen großen Steigungswinkel, stromlos gibt es kein Haltemoment. Dies ist der einfachste und günstigste Motor. Der Stator hat sechs Pole und drei Phasen, während der Rotor vier Pole hat. In diesem Fall beträgt die Schrittweite des Geräts 30 Grad. Das rotierende Magnetfeld wird durch sequentielles Einschalten der Statorphasen erzeugt. Der Rotor dreht sich um einen Schritt kleiner als der Statorwinkel, dies liegt an der geringeren Polzahl.
- Permanentmagnetmotor besteht aus einem Permanentmagnetrotor und einem zweiphasigen Stator. Im Gegensatz zu reaktiven Geräten wird bei Permanentmagnetmotoren nach dem Entfernen des Steuersignals der Rotor fixiert. Dies liegt an den großen Drehmomenten. Da der Herstellungsprozess des Rotors mit großen technologischen Schwierigkeiten verbunden ist (viele Pole + Permanentmagnete), wird ein großer Winkelschritt von bis zu 90 Grad erreicht. Dies ist ihr einziger Nachteil. Beim Arbeiten mit einem unipolaren Regelkreis können die Wicklungen in der Mitte abgegriffen werden. Die Wicklungen ohne Mittelanzapfung werden über einen bipolaren Regelkreis gespeist. Auf dieser Grundlage wird das Schrittmotorgerät je nach Wicklungstyp in zwei Typen unterteilt, unipolar und bipolar.
Unipolar. Sie können die Position der Magnetpole ändern, ohne die Stromrichtung zu ändern. Es reicht aus, jede Phase der Wicklung separat einzuschalten. Das Gerät besteht aus einer Wicklung pro Phase mit einem in der Mitte befindlichen Abgriff.
Bipolar . Solche Motoren haben eine Wicklung pro Phase, es gibt keine gemeinsame Klemme, sondern zwei pro Phase. Dies macht bipolare Geräte leistungsfähiger als unipolare. Um die magnetischen Polaritäten der Pole zu ändern, wird die Stromrichtung in der Wicklung geändert.
Hybridmotor
Um den Schrittwinkel zu reduzieren, a Hybrid-Schrittmotor... In seinem Design vereint er die besten Eigenschaften von Permanentmagnet-Motor und Jet-Motor. Der Rotor wird in Form eines zylindrischen Magneten präsentiert, der entlang der Längsachse magnetisiert ist. Der Stator besteht aus zwei oder vier Phasen, die zwischen Paaren ausgeprägter Pole platziert werden.
So starten Sie einen Schrittmotor, seine Steuerung
Anschlussarbeiten und Schrittmotorsteuerung hängen davon ab, wie Sie das Gerät betreiben möchten und wie viele Drähte sich auf dem Antrieb befinden. Schrittmotoren können 4 bis 8 Drähte haben, daher wird eine bestimmte Schaltung verwendet, um sie anzuschließen.
- Mit vier Drähten. Jede Phasenwicklung hat zwei Drähte. Um den Treiber Schritt für Schritt anzuschließen, müssen Sie gepaarte Drähte mit einer durchgehenden Verbindung zwischen ihnen finden. Dieser Motor wird nur mit einem bipolaren Gerät verwendet.
- Mit fünf Drähten. Die Zentralklemmen des Motors sind intern zu einem massiven Kabel zusammengefasst und zu einer Ader herausgeführt. Es ist unmöglich, die Wicklungen voneinander zu trennen, da viele Brüche auftreten. Sie können aus der Situation herauskommen, wenn Sie die Mitte des Drahtes feststellen und versuchen, ihn mit anderen Leitern zu verbinden. Dies ist der effektivste und sicherste Modus. Anschließend wird das Gerät angeschlossen und auf Funktionsfähigkeit getestet.
- Mit sechs Drähten. Jede Wicklung hat mehrere Drähte und einen Mittelabgriff. Zum Trennen des Drahtes wird ein Messgerät verwendet. Der Motor kann an unipolare und bipolare Geräte angeschlossen werden. Beim Anschluss an ein unipolares Gerät werden alle Drähte verwendet. Bei einem bipolaren Gerät ein Ende des Drahtes und eine Mittelanzapfung jeder Wicklung.
Zur Steuerung des Schrittmotors wird ein Controller benötigt. Der Controller ist eine Schaltung, die eine der Statorspulen mit Spannung versorgt. Der Controller basiert auf einem integrierten Schaltkreis des Typs ULN 2003, der einen Satz zusammengesetzter Tasten enthält. Jeder Schalter verfügt am Ausgang über Schutzdioden, die den Anschluss induktiver Lasten ohne zusätzlichen Schutz ermöglichen.
Wie funktioniert ein Schrittmotor?
Das Gerät kann in drei Modi betrieben werden:
- Mikroschrittmodus. Mikroschrittgeräte sind die neuesten Entwicklungen mehrerer Hersteller und werden hauptsächlich in der Mikroelektronik oder industriellen Förderanlagen eingesetzt. Ein spezieller Chip erzeugt eine solche Spannung, dass die Welle in die Position eines Hundertstelschritts kommt, zum Beispiel erfolgen 20.000 Bewegungen pro 1 Umdrehung. Der Treiber kann mehr als 50.000 Steuerspannungszyklen pro Umdrehung erzeugen.
- Halber Modus. Aufgrund des reduzierten Schwingungspegels im Halbschrittbetrieb werden solche Geräte häufig in der Industrie eingesetzt. Nachdem eine Phase aktiviert wurde, friert sie in dieser Position ein, bis die nächste eingeschaltet wird. Es stellt sich eine Zwischenstellung heraus und zwei Pole wirken gleichzeitig auf den Zahn. Beim Abschalten der ersten Phase bewegt sich der Rotor einen halben Schritt vorwärts.
- Vollmodus. Die Steuerspannung wird der Reihe nach durch alle Phasen übertragen und man erhält einen Vollschritt (200 Bewegungen pro Umdrehung).
Schrittmotor-Spezifikationen
In der Elektrotechnik und Mechanik gilt ein Schrittmotor als komplexes Gerät, das viele mechanische und elektrische Fähigkeiten beinhaltet. In der Praxis gelten folgende technische Merkmale:
- Nennstrom und -spannung. Der maximal zulässige Strom ist in den mechanischen Daten des Motors angegeben. Der Nennstrom ist der wichtigste elektrische Parameter, bei dem der Motor so lange wie nötig laufen kann. Die Nennspannung wird selten angegeben, sie wird nach dem Ohmschen Gesetz berechnet. Es zeigt die konstante maximale Spannung an der Motorwicklung im statischen Modus an.
- Phasenwiderstand. Der Parameter zeigt an, welche maximale Spannung an die Phasenwicklung angelegt werden kann.
- Phaseninduktivität. Wie schnell der Strom in der Wicklung ansteigt, wird durch diesen Parameter angezeigt. Damit der Strom beim Umschalten von Phasen mit hohen Frequenzen schneller ansteigt, muss die Spannung mehr gemacht werden.
- Die Anzahl der vollständigen Schritte in 1 Umdrehung. Der Parameter zeigt an, wie genau der Elektromotor ist, seine Laufruhe und seine zulässige Fähigkeit.
- Drehmoment. Die mechanischen Daten zeigen die vom Drehmoment abhängige Drehzahl. Der Parameter gibt die maximale Drehzeit des Elektromotors an.
- Haltephase. Diese Phase zeigt das Drehmoment an, wenn das Gerät gestoppt wird. Die beiden Phasen des Gerätes müssen mit Nennstrom versorgt werden.
- Ein Moment der Betäubung. Bei fehlender Versorgungsspannung ist es erforderlich, dass die Motorwelle gedreht werden kann.
- Rotorenergiezeit. Gibt an, wie schnell der Motor beschleunigt. Je niedriger der Indikator, desto höher die Beschleunigungsgeschwindigkeit.
- Die Spannung unterbrechen. Der Parameter bezieht sich auf den Abschnitt der elektrischen Sicherheit und zeigt die niedrigste Spannung an, die die Isolierung zwischen dem Gehäuse und den Wicklungen des Geräts durchbricht.
Verstehst du überhaupt, was du schreibst? Oder schreiben Sie, um einen Menschen bei seinen Bemühungen zu unterstützen und er hat, nachdem er Geld für Komponenten für sein System ausgegeben hat, mit einer absolut funktionsunfähigen Sache geendet? Sie antworten: "Der Motor, als Generator wird passen" - ja, wird er, aber woher haben Sie die 1.1-1.5A? Bei welcher Spannung? Bei welcher Drehzahl des Rotors? Dann schreibst du: "Der Leistungsstandard von 1m Band, wie, 5W ..." - es gibt hier keinen Leistungsstandard, und Bänder haben ungefähr 5W und ungefähr 14W und ungefähr 7W pro Meter usw., und das ist ein sehr große Verbreitung. Wir fahren fort: "Da Sie so viel aufgeladen haben, kann es durchaus reichen, den Akku aufzuladen" - das im Allgemeinen, was bedeutet das? Die Tatsache, dass je komplexer, ausgeklügelter und komplizierter das System ist, desto größer ist seine Rentabilität und Effizienz? Kompletter Unsinn. Zum Aufladen einer 12V Motorradbatterie benötigt man ca. 14-15V bei einem Strom von ca. 0,6-0,7A (bei einer Kapazität von ca. 7A/h). Sind Sie sicher, dass das System lange Zeit solche Parameter produzieren kann? Denn um eine entladene Motorradbatterie aufzuladen, reichen 2-3 Stunden nicht aus. Glaubst du auch, dass man ab 18V laden kann? Ja, Sie können, aber der Elektrolyt kocht in einer Woche ab, wenn nicht früher, und die Platten spritzen. Gute Empfehlung! Sie sind unprätentiös beim Laden - das bedeutet nicht, dass sie mit jeder Spannung geladen werden können. Dann schreibst du: "Es wird sehr schön, weil ich plötzlich vergessen habe, das Licht auszuschalten und der Akku sich hingesetzt hat, bevor er Zeit zum Aufladen hat" - sagen wir, als ob der Akku nur bei Tageslicht geladen wird))) Dies ist a Windkraftanlage, keine Solarbatterie. Bei einem richtig funktionierenden System, bei konstantem Wind, sollte der Akku überhaupt nicht entladen werden, auch wenn Sie vergessen haben, das Licht auszuschalten. Aber die Idee der Lichtschranke an sich ist aus Automatisierungssicht gut. Übrigens: Der LED-Streifen wird wahrscheinlich funktionieren, wie Sie sagen, und bei 30 Volt jedoch wie lange? Widerstände begrenzen den Strom, ja, aber er steigt proportional zur Spannungserhöhung und bleibt nicht konstant! Dioden mögen es nicht sehr, den Betriebsstrom zu überschreiten. Das Ergebnis ist also bekannt: Überhitzung der Dioden und dadurch eine starke Abnahme der Lebensdauer oder ihr Ausfall ist extrem schnell. Dann schreiben Sie: "Die Kapazität ist auch unkritisch, für 1 Mikrofarad noch 1 Folienkondensator hinzufügen" - wozu? Ist das ein Rauschfilter? Warum dann 1mkF? Und warum gibt es überhaupt einen Filter? Und wenn kein Filter, sondern ein pulsationsglättendes Element, dann ist seine Kapazität entscheidend! Die Kapazität ist eigentlich der Hauptparameter eines Kondensators. Und 1μF ist ein leerer Raum für ein von einer Person beschriebenes System, es wird nichts glätten. Auch 1000uF, die der Verfasser der Fragen aufstellen wollte, ist für seine Idee wenig. Ich würde verstehen, wenn es 5000-7000 oder sogar 10000 μF oder noch mehr wären. Am Ende fragt die Person, ob die Motorradbatterie ausreicht, damit das Band die ganze Nacht leuchten kann, und Sie antworten, dass das natürlich ausreicht. Hast du in der Schule Physik studiert? Oder studierst du noch? War es Ihre Vermutung mit dem Finger in den Himmel oder zumindest eine elementare Rechnung? Schätzen wir ganz grob: Eine Person hat geschrieben, dass sie 10-15m Klebeband verlegen möchte. Auch wenn wir die Minimalwerte nehmen, d.h. 10m Band mit einer Leistung von 5W / m, dann erhalten wir durch einfache Berechnungen 50W Leistung. Dividiert man die Leistung des Bandes durch die Spannung der Batterie (ca. 12,8 V), erhalten wir den Strom: 50 / 12,8 = 3,9 A. Die Kapazität einer herkömmlichen Motorradbatterie beträgt ungefähr 7A/h. Dass. Sie können abschätzen, wie lange das Band bei voll aufgeladenem Akku funktioniert: 7 / 3,9 = 1,79 h = 1 h 47 min., d.h. fast zwei Stunden. Das ist nicht die ganze Nacht. Darüber hinaus werden die Mindestparameter berücksichtigt, und wenn die Länge des Bandes oder / und seine Leistung größer sind, verringert sich die Betriebszeit des Akkus proportional. Sowas in der Art.
Ich würde das alles nicht schreiben, aber Tatsache ist, dass ein Band Geld kostet, eine Batterie und ein Fotorelais auch ... Und das ist viel Geld, und Leute, die in den Kommentaren von Menschen, die das Wesen und die Nuancen des Prozesses nicht verstehen, laufen glücklich in den Laden, geben Geld für Komponenten aus und erhalten am Ende ein zunächst prinzipiell nicht funktionsfähiges System. Keine Notwendigkeit, Ratschläge zu geben, ohne das Problem zu verstehen!
In diesem Artikel beschreibe ich den gesamten Zyklus der Herstellung eines Schrittmotortreibers für Experimente. Dies ist nicht die endgültige Version, sie ist für die Ansteuerung eines Elektromotors ausgelegt und wird nur für Forschungsarbeiten benötigt, die endgültige Schrittmotor-Treiberschaltung wird in einem separaten Artikel vorgestellt.
Um eine Schrittmotorsteuerung herzustellen, ist es notwendig, das Funktionsprinzip der elektrischen Schrittmaschinen selbst zu verstehen und zu verstehen, wie sie sich von anderen Arten von Elektromotoren unterscheiden. Und es gibt eine riesige Vielfalt an elektrischen Maschinen: Gleichstrom, Wechselstrom. Wechselstrommotoren werden in Synchron- und Asynchronmotoren unterteilt. Ich werde nicht jeden Elektromotortyp beschreiben, da dies den Rahmen dieses Artikels sprengen würde, ich werde nur sagen, dass jeder Motortyp seine eigenen Vor- und Nachteile hat. Aber was ist ein Schrittmotor und wie wird er gesteuert?
Ein Schrittmotor ist ein bürstenloser Synchronmotor mit mehreren Wicklungen (normalerweise vier), bei dem ein an eine der Statorwicklungen angelegter Strom bewirkt, dass der Rotor blockiert. Die sequentielle Aktivierung der Motorwicklungen verursacht diskrete Winkelbewegungen (Schritte) des Rotors. Ein schematisches Diagramm eines Schrittmotors gibt eine Vorstellung von seinem Aufbau.
Und dieses Bild zeigt die Wahrheitstabelle und das Diagramm der schrittweisen Bedienung im Vollschrittmodus. Es gibt auch andere Betriebsarten von Schrittmotoren (Halbschritt, Mikroschritt usw.)Wie dreht man den Rotor in die andere Richtung? Es ist ganz einfach, Sie müssen die Signalfolge von ABCD auf DCBA ändern.
Und wie dreht man den Rotor in einem bestimmten vorgegebenen Winkel, zum Beispiel 30 Grad? Jedes Modell eines Schrittmotors hat einen Parameter wie die Anzahl der Schritte. Für die Shagoviks, die ich aus den Nadeldruckern gezogen habe, ist dieser Parameter 200 und 52, d.h. Um eine volle Umdrehung von 360 Grad zu machen, müssen einige Motoren 200 Schritte und die anderen 52 Schritte zurücklegen. Es stellt sich heraus, dass Sie Folgendes tun müssen, um den Rotor in einem Winkel von 30 Grad zu drehen:
-im ersten Fall 30: (360: 200) = 16.666 ... (Schritte) können auf 17 Schritte aufgerundet werden;
-im zweiten Fall 30: (360: 52) = 4,33 ... (Schritte), können Sie auf 4 Schritte aufrunden.
Wie Sie sehen, liegt ein ziemlich großer Fehler vor. Wir können daraus schließen, dass der Fehler umso kleiner ist, je mehr Schritte der Motor hat. Der Fehler kann reduziert werden, wenn Sie eine Halbschritt- oder Mikroschritt-Betriebsart oder mechanisch verwenden - verwenden Sie in diesem Fall ein Untersetzungsgetriebe, die Bewegungsgeschwindigkeit leidet.
Wie steuert man die Rotordrehzahl? Es reicht aus, die Dauer der an den ABCD-Eingängen angelegten Impulse zu ändern, je länger die Impulse entlang der Zeitachse, desto geringer die Rotordrehzahl.
Ich glaube, diese Informationen werden ausreichen, um ein theoretisches Verständnis der Funktionsweise von Schrittmotoren zu erhalten, alle anderen Kenntnisse können durch Experimente erlangt werden.
Kommen wir also zur Schaltung. Wir haben herausgefunden, wie man mit einem Schrittmotor arbeitet, es bleibt übrig, ihn mit dem Arduino zu verbinden und ein Steuerungsprogramm zu schreiben. Leider ist es aus einem einfachen Grund nicht möglich, die Motorwicklungen direkt mit den Ausgängen unseres Mikrocontrollers zu verbinden - fehlender Strom. Jeder Elektromotor leitet einen ausreichend großen Strom durch seine Wicklungen, und an den Mikrocontroller kann nicht mehr als eine Last angeschlossen werden.40 mA (Parameter ArduinoMega 2560). Was tun, wenn eine Last von beispielsweise 10 A und sogar eine Spannung von 220 V gesteuert werden muss? Dieses Problem kann gelöst werden, wenn zwischen dem Mikrocontroller und dem Schrittmotor eine elektrische Leistungsschaltung integriert wird, dann wird es möglich sein, mindestens einen dreiphasigen Elektromotor anzusteuern, der eine tonnenschwere Luke in den Raketenschacht öffnet :-). In unserem Fall muss die Luke zum Raketenschacht nicht geöffnet werden, wir müssen nur den Schrittmotor zum Laufen bringen und der Schrittmotortreiber wird uns dabei helfen. Natürlich kann man fertige Lösungen kaufen, es gibt viele davon auf dem Markt, aber ich werde meinen eigenen Treiber erstellen. Dazu benötige ich Mosfet-Power-Key-Feldeffekttransistoren, wie ich bereits sagte, diese Transistoren sind ideal, um den Arduino mit beliebigen Lasten zu verbinden.
Die folgende Abbildung zeigt das elektrische Schaltbild der Schrittmotorsteuerung.
Als Power-Tasten habe ich verwendetTransistoren IRF634B maximale Source-Drain-Spannung 250V, Drain-Strom 8,1A, das ist für meinen Fall mehr als genug.Nachdem die Schaltung mehr oder weniger aussortiert ist, zeichnen wir eine Leiterplatte. Ich habe den integrierten Windows-Editor Paint eingezeichnet. Ich werde sagen, dass dies nicht die beste Idee ist, das nächste Mal werde ich einen spezialisierten und einfachen PCB-Editor verwenden. Unten ist eine Zeichnung der fertigen Leiterplatte.
Als nächstes drucken wir dieses Bild spiegelbildlich mit einem Laserdrucker auf Papier. Es ist am besten, die Helligkeit des Drucks zu maximieren, und Sie müssen Hochglanzpapier verwenden, kein normales Büropapier, normale Hochglanzmagazine reichen aus. Wir nehmen ein Blatt und drucken über das vorhandene Bild. Als nächstes tragen wir das resultierende Bild auf ein vorbereitetes Stück folienkaschiertes Fiberglas auf und bügeln es 20 Minuten lang gründlich mit einem Bügeleisen. Das Bügeleisen muss auf die maximale Temperatur erhitzt werden.
Wie bereitet man Textolith vor? Zum einen muss es auf die Größe des Leiterplattenbildes zugeschnitten werden (bei Metall mit einer Schere oder bei Metall mit einer Bügelsäge) und zum anderen die Kanten mit feinem Schleifpapier anschleifen, damit kein Grat zurückbleibt. Es ist auch notwendig, die Oberfläche der Folie zu schleifen, die Oxide zu entfernen, die Folie erhält einen gleichmäßigen rötlichen Farbton. Als nächstes sollte die mit Sandpapier behandelte Oberfläche mit einem in Lösungsmittel getauchten Wattestäbchen abgewischt werden (verwenden Sie Lösungsmittel 646, es stinkt weniger).
Nach dem Erhitzen mit einem Bügeleisen wird der Toner aus dem Papier in Form eines Bildes der Kontaktspuren auf die Oberfläche der folienkaschierten Glasfaser eingebrannt. Nach diesem Vorgang muss der Karton mit Papier auf Raumtemperatur abgekühlt und für etwa 30 Minuten in ein Wasserbad gelegt werden. Während dieser Zeit wird das Papier schlaff und Sie müssen es vorsichtig mit den Fingerspitzen von der Oberfläche der Leiterplatte abrollen. Auch schwarze Spuren in Form von Kontaktspuren bleiben auf der Oberfläche. Wenn Sie es nicht geschafft haben, das Bild vom Papier zu übertragen und Sie Fehler haben, sollten Sie den Toner mit einem Lösungsmittel von der Leiterplattenoberfläche abwaschen und alles wiederholen. Ich habe es gleich beim ersten Mal richtig gemacht.
Nachdem ein qualitativ hochwertiges Bild der Spuren erhalten wurde, muss das überschüssige Kupfer herausgeätzt werden, dazu benötigen wir eine Ätzlösung, die wir selbst herstellen. Früher habe ich zum Ätzen von Leiterplatten Kupfersulfat und gewöhnliches Kochsalz im Verhältnis 0,5 Liter heißes Wasser verwendet, jeweils 2 Esslöffel mit einem Objektträger aus Kupfersulfat und Kochsalz. All dies wurde gründlich in Wasser gemischt und die Lösung ist fertig. Aber diesmal habe ich ein anderes Rezept ausprobiert, sehr günstig und erschwinglich.
Empfohlene Methode zur Herstellung der Beizlösung:
In 100 ml Apotheke werden 3% Wasserstoffperoxid, 30 g Zitronensäure und 2 Teelöffel Natriumchlorid gelöst. Diese Lösung sollte ausreichen, um eine Fläche von 100 cm2 zu ätzen. Salzen Sie bei der Zubereitung der Lösung, Sie können es nicht bereuen. Da es die Rolle eines Katalysators spielt und im Ätzprozess praktisch nicht verbraucht wird.
Nach dem Ansetzen der Lösung muss die Leiterplatte in einen Behälter mit der Lösung abgesenkt werden und der Ätzprozess beobachtet werden, Hauptsache hier nicht überbelichten. Die Lösung frisst die unbeschichtete Kupferoberfläche auf, sobald dies geschieht, muss die Platine entfernt und mit kaltem Wasser gewaschen, dann muss sie getrocknet und der Toner mit einem Wattestäbchen und Lösungsmittel von der Oberfläche der Schienen entfernt werden. Wenn Ihre Platine Löcher zum Anbringen von Funkkomponenten oder Befestigungselementen hat, ist es Zeit, sie zu bohren. Ich habe diesen Vorgang weggelassen, da dies nur ein Steckbrett-Schrittmotortreiber ist, der neue Technologien für mich beherrschen soll.
Wir fahren mit dem Verzinnen der Gleise fort. Dies muss getan werden, um Ihnen die Arbeit beim Löten zu erleichtern. Ich habe früher mit Lot und Kolophonium herumgebastelt, aber ich werde sagen, dass dies der "schmutzige" Weg ist. Auf dem Brett befindet sich viel Rauch und Schlacke von Kolophonium, die mit einem Lösungsmittel abgewaschen werden müssen. Ich habe eine andere Methode verwendet, die Verzinnung mit Glycerin. Glycerin wird in Apotheken verkauft und kostet einen Cent. Die Oberfläche der Platine muss mit einem in Glycerin getauchten Wattestäbchen abgewischt und mit einem Lötkolben in präzisen Strichen mit Lötzinn bestrichen werden. Die Oberfläche der Gleise wird mit einer dünnen Lotschicht überzogen und bleibt sauber, überschüssiges Glyzerin kann mit einem Wattestäbchen entfernt oder die Platine mit Wasser und Seife gewaschen werden. Leider habe ich kein Foto vom Ergebnis nach dem Verzinnen, aber die resultierende Qualität ist beeindruckend.
Als nächstes müssen Sie alle Funkkomponenten auf die Platine löten, ich habe eine Pinzette verwendet, um SMD-Komponenten zu löten. Als Flussmittel habe ich Glycerin verwendet. Es ist sehr ordentlich geworden.
Das Ergebnis ist offensichtlich. Nach der Herstellung sah das Board natürlich besser aus, auf dem Foto ist es schon nach zahlreichen Experimenten (dafür wurde es erstellt).
Unser Schrittmotortreiber ist also fertig! Kommen wir nun zum spaßigen Teil der praktischen Experimente. Wir löten alle Drähte, schließen das Netzteil an und schreiben ein Steuerprogramm für den Arduino.
Die Arduino-Entwicklungsumgebung ist reich an verschiedenen Bibliotheken, eine spezielle Stepper.h-Bibliothek wird für die Arbeit mit einem Schrittmotor bereitgestellt, die wir verwenden werden. Ich werde nicht beginnen, wie man die Arduino-Entwicklungsumgebung verwendet und die Syntax der Programmiersprache beschreibt, diese Informationen können Sie auf der Website http://www.arduino.cc/ einsehen, es gibt auch eine Beschreibung aller Bibliotheken mit Beispielen, einschließlich der Beschreibung von Stepper.h.
Programmliste:
/*
* Testprogramm für einen Stepper
*/
#enthalten
#define SCHRITTE 200
Stepper-Stepper (STEPS, 31, 33, 35, 37);
Leere Einrichtung ()
{
stepper.setSpeed (50);
}
Leere Schleife ()
{
stepper.step (200);
Verzögerung (1000);
}
Dieses Steuerprogramm macht eine komplette Umdrehung der Schrittmotorwelle, nach einer Pause von einer Sekunde wiederholt es sich auf unbestimmte Zeit. Sie können mit Drehzahl, Drehrichtung und Kurvenwinkel experimentieren.
Ein Schrittmotor ist nicht nur ein Motor, der alle möglichen Geräte (Drucker, Scanner, etc.) antreibt, sondern auch ein guter Generator! Der Hauptvorteil eines solchen Generators besteht darin, dass er keine hohen Umdrehungen benötigt. Mit anderen Worten, der Schrittmotor erzeugt bereits bei niedrigen Drehzahlen viel Energie. Das heißt, ein herkömmlicher Fahrradgenerator erfordert anfängliche Umdrehungen, bevor die Lampe mit einem hellen Licht zu leuchten beginnt. Dieser Nachteil verschwindet bei Verwendung eines Schrittmotors.
Der Schrittmotor hat wiederum eine Reihe von Nachteilen. Die wichtigste ist die große magnetische Anhaftung.
Trotzdem. Zuerst müssen wir einen Schrittmotor finden. Hier gilt die Regel: Je größer der Motor, desto besser.
Beginnen wir mit dem größten. Ich habe es zum Drucken aus dem Plotter gerissen, es ist so ein großer Drucker. Der Motor sieht ziemlich groß aus.
Bevor ich Ihnen die Stabilisierungs- und Stromversorgungsschaltung zeige, möchte ich Ihnen die Methode der Befestigung an Ihrem Fahrrad zeigen.
Hier ist eine weitere Option mit einem kleineren Motor.
Ich denke, jeder von Ihnen wird während des Baus die für ihn am besten geeignete Option auswählen.
Nun, jetzt ist es an der Zeit, über Taschenlampen und Stromkreise zu sprechen. Natürlich sind alle Leuchten LED.
Die Gleichrichterschaltung ist konventionell: ein Block von Gleichrichterdioden, ein Paar großer Kondensatoren und ein Spannungsstabilisator.
Normalerweise kommen aus einem Schrittmotor 4 Drähte, die zwei Spulen entsprechen. Daher gibt es in der Figur zwei Gleichrichtereinheiten.