PartSim ile Devre Tasarlama - Opamp Devresi

555 ve 4017 ENTEGRELERİ İLE YAPILMIŞ STEP MOTOR SÜRÜCÜ DEVRESİ

DEVRE ÜZERİNDEKİ MALZEMELER
47 k Direnç
100 ohm Direnç
100 k pot
10 uF kondansatör
10 nF kondansatör
Kırmızı LED
555 Entegresi
4017 Entegresi
BD139 4 Adet Transistör
Step Motor

Devrenin Çalışma Mantığı

         Devreye enerji (5v) verildiğinde 555 entegresi ile üretilen sinyal 4017 sayıcı entegresinin clock ucuna gönderiliyor. 4017 entegresi her pals aldığında sırasıyla çıkışlarını aktif ediyor. İlk pals’te 0. çıkışını aktif ediyor 2. pals geldiğinde ise 1. çıkışını aktif ediyor. 4017’nin çıkışları aktif oldukça çıkışına bağlı olan transistörlerin base tetiklemesini yapıyor ve motor bağlı olan sargısının enerjilenmesini sağlıyor. Böylelikle step motorumuz adım atmaya yani dönmeye başlıyor. Motorun adım sayısını veya dönme hızını arttırmak için 10k potansiyometremizin üzerindeki direnç değerini değiştiririz. Devredeki sinyalin durumunu izlemek için ise devreye 555’in sinyal çıkışına LED konulmuştur.

-Devrede dikkat edilmesi gereken yer 4017 entegresinin 8. ve 13. bacaklarını eksi hattına,16. bacağıda artı hattına bağlamamız gerekiyor.

-Devre kesinlikle çalışmaktadır.Eğer step motor dönmüyor ise step motorunuzda sıkıntı vardır.

DEVREDEKİ ELEMANLARI TANIYALIM

555 Zamanlayıcı Entegresi :

            1971 yılında Hans R. Camenzind tarafından bulunmuştur. Daha sonraları Philps tarafından üretilmeye başlanmıştır. NE555 ticari amaçlarla kullanılır, 0 °C ila+70 °C arasında çalışır. 25 Transistör, 2 Diyot, 15 direnç, etrafını saran plastik bir koruyucu ve 8 bacaktan oluşmaktadır. Piyasada yaygın kullanılan elemandır.

      Özellikleri

Ø  Mikrosaniyelerden saatlere kadar zamanlamada kullanılabilir.

Ø  Astable (serbest çalışma) ve monostable (tek vuruşluk sinyal üreten) modlarda çalışabilir.

Ø  Çıkış source ve sink akımı 200mA dir.

Ø  °C başına 0.005% den daha iyi bir sıcaklık stabilitesine sahiptir.

Ø  Normalde açık ve normalde kapalı çıkışları vardır.

Ø  4.5 – 16V arasında besleme gerilimine sahiptir.

Ø  Bir lambayı yakmaya yetecek kadar akım verebilir. 200 mA’e kadar çıkış akımı elde edilebilir.

Ø  Zamanlama ayarları devreye eklenecek RC devresi ile değiştirilebilir.

Ø  En önemli özelliklerinden biriside flip flop, sayıcı gibi çoğu devrelerde kare dalga sinyal kullanılır. 555 entegresi ile bu kare dalgayı kolay bir şekilde elde edebiliriz.

1)  Şase ;

Toprak Bacağıdır. Toprak referans voltajıda denmektedir. Voltaj değeri; 0’dır.

2)  Tetikleme ;

Türkçe olarak Tetikleme bacağı denir. Bu giriş değerinde voltaj değeri kontrol voltajın yarısına düştüğünde bir zaman aralığı başlar ve Çıkış pini HIGH olur

3)  Çıkış ;

Türkçe olarak Çıkış bacağı denir. Yüksek çıkış seviyesinde besleme geriliminin yaklaşık 1.7V altında gerilim sağlar.

4)  RESET ;

Bu bacak LOW (Lojik 0) olunca devre reset yapmaktadır. Ayrıca bu bacağın herhangi bir bacakla bağlantısı da yoktur.

5)  Kontrol Gerilimi ;

Bu bacak iç devrede 2*Vcc/3 değerine bağlıdır. İstenirse bu ayağın gerilimi değiştirilerek zamanlama periyodu da değiştirilebilir. Normal çalışma anında küçük kapasiteye sahip bir kondansatör ile toprağa bağlanarak oluşabilecek gürültü engellenebilir.

6)  Eşik ;

Türkçe olarak Eşik bacağı denmektedir. Bu bacaktaki gerilim eğer 2*Vcc/3 değerini aşarsa çıkışımız LOW (Lojik 0) değerine gider ve flip flop reset atar.

7)  Deşarj ;

Türkçe olarak Deşarj bacağı denmektedir. Bu bacak iç devredeki bir npn transistörünün kollektör bacağına bağlanmıştır. Yüksek ve düşük seviyelerde dirençlerin değişimine göre kondansatörün şarjını ve deşarjını sağlar.

8)  Vcc ;

Türkçe olarak Besleme bacağı denmektedir. Bu bacaktan besleme gerilimi uygulanır. Besleme gerilim değeri ise 4.5 ile 16V arasında değişebilir.

4017 Entegresi :

          10 adet çıkışı olan  4017 tümleşik entegre genelde sayıcı, test monitör gibi
devrelerde kullanılmaktadır.4017 entegresi 16 bacaklı bir entegredir.  4017 entegresinde bulunan pinlerden enable, reset, carry out pinleri devre kullanılırken şaseye bağlanır. Entegrenin Vss ve Vdd uçlarına gerekli enerji verilip devredeki clock pini gerekli tetikleme sinyalini aldıktan sonra entegre çıkışlarını belirli aralıklarla aktif yapar.

BD139 Transistör :

      Ses yükselteçleri ve tamamlayıcı ya da yarı tamamlayıcı devreler kullanan sürücüler olarak kullanılmak üzere tasarlanmıştır.

Transistor Malzemesi	Si
Polarite	NPN
Maksimum Collector Güç Dağılımı (Pc)	12 W
Maksimum Kollektör-Baz Gerilimi | Vcb |	80 V
Maksimum Collector-Emitör Gerilimi | Vce |	80 V
Maksimum Verici-Taban Gerilimi | Veb |	5 V
Maksimum Collector Akımı | Ic max |	1 A
Maks. Çalışma Bağlantısı Sıcaklığı (Tj)	150 ° C
Geçiş Frekansı (ft)	50 MHz
İleri Akım Aktarım Oranı (hFE), MIN	40
Baz-Emetör Saturasyon Gerilimi -VBEsat	1 V
Kollektör-Emetör Saturasyon Gerilimi -VCEsat	0.5 V
Maksimum Kollektör Darbe Akımı -ICM	2 A

Step Motor :

     Motorumuz girişlerine uygulanan darbe sinyallerine karşılık olarak analog dönme hareketi yapan yani açısal konumu adımlar halinde değiştiren, çok hassas sinyallerle sürülen, fırçasız, sabit mıknatıs kutuplu DC 5v ile çalışan motordur.

   

Çıkış gücü	0,8 ila 1,7 Watt
Nominal Gerilim	5 ila 46 Volt
Nominal Tork	7 mNm
Nominal Kadar Hız	250/300 rpm
Sıklık	50 Hz / 60 Hz
Çap	35.0 mm
Uzunluk	22,0 mm

 

                                         Step Motor Hesaplamalar

Adım Açısı Hesaplama ;

Qs = Step motorun adım açısını
Ns = Step motor faz sayısını
Nr  = Rotorun çıkıntılı kutup sayısını ifade etmektedir.

Motorumuzun etiket bilgilerine göre : Ns=4 , Nr =12

Qs = 360  / 4 x 12

Qs = 7,5

Birde Devri İçin Gerekli Adım Sayısı ;

S = Motorun bir devir (360º) için gerekli adım sayısını
Qs = Step motorun adım açısını tanımlar.

S = 360  / 7,5

S = 48 Adım       

Veya

S = Nr x Ns

S = 12 x 4

S = 48 Adım

kaynak

http://www.ilkerguven.com

Bilgisayar Üzerinde kullanılan Bazı Terimler

• IP ADRESİ NEDİR? YAZINIZ : Bilgisayarların, ağ üzerinden birbirlerine veri yollamak için kullandıkları adrestir.Statik IP ve Dinamik IP olarak ikiye ayrılır ; 

                             Statik IP : Hiç bir zaman değişmeyen kalıcı IP adresidir.

                             Dinamik IP : Her ağa bağlanışımızda değişen IP adresidir.

• İŞLETİM SİSTEMLERİ ARASINDAKİ FARKLAR(linux ve ubuntu ile windows farkı)

• FORMAT : Sistemin yenilenmesini sağlar.Sistemi yenilemek demek.
• SANAL MAKİNE : Kullanmış olduğunuz bilgisayarın içinde yeni bir yazılımsal bilgisayar oluşturulmasıdır.
•            Ne işe yarar: Bilgisayarımıza zarar verebilecek bir işlemden korkuyorsak  sanal makine üzerinden bu işlemi yaparız ve yaptığımız işlem kendi bilgisayarımızı etkilemez.

• DHCP : Ağdaki cihazlara otomatik IP atayan servistir.

• SWİTCH : Bağlandığı bilgisayarın IP adresini kaydeder.

• ROUTER : Bilgisayarlar arası yönlendirme yapar.

• LAN : Birden fazla bilgisayarın birbirine bağlanmasıyla oluşan küçük çaptaki ağdır.

• OFFİCE ÇEŞİTLERİ : Open Office  -  Libra Office - Microsoft Office

• ARAMA MOTORLARI : Google - Yandex - Yahoo - Ask - Bıng 
• ARAMA MOTORU : İstediğimiz bilgileri arayabildiğimiz sistemdir.
• BIOS : Giriş ve çıkış aygıtlarını kontrol ederek sistemin açılmasını sağlar.

• UBUNTU İŞLETİM SİSTEMİ : Linux tabanlı ve açık kaynak kodlu bir işletim sistemidir.
• VİRTUAL BOX : Bir sanal makinedir.İşletim sistemimizin içinde başka bir işletim sistemi kurmak için kullanılır.
•                Ne işe yarar : Kendi işletim sistemimizde yapamadığımız işlemleri bu program ile başka işletim sistemlerinde yapabiliriz.

• İNTERNET ADRESİ UZANTILARI :

                        gov : Hükümet kuruluşları - örnek: www.basbakanlik.gov.tr
                        edu : Eğitim kurumları (üniversiteler gibi) örnek: uludag.edu.tr

                        org : Ticari olmayan, kar amacı gütmeyen kuruluşlar.

                                                       örnek: www.kizilay.org.tr
                        com : Ticari kuruluşlar örnek: www.facebook.com
                        mil : Askeri kuruluşlar örnek: www.centcom.mil                        
                        net : Servis Sunucuları (Internet Servis Sağlayıcıları gibi)

                                                       örnek: www.kariyer.net
                        www : Dünya çapında ağ servisi (World Wide Web)

• DNS : Host isimlerini IP ye çevirmek için kullanılan sistemdir.Yani biz internette bir siteyi aramak için sitenin ismini yazarız.Bu sitenin ismine ait bir IP vardır.Biz sitenin IP adresini girmeden direk onun üzerine kayıtlı ismi yazarız.Yani yazdığımız ismi IP ye çevirir ve o IP deki siteye gider.
• MAC : Bilgisayar ağında,bir cihazın ağ donanımını tanımaya yarar.
• PROXY : Netteki vekil IP ve sunucudur.Yani sen herhangi bir internet sitesine girdiğinde site senin ıp ne ulaşamaz proxy ile bir vekil bir ıp atar ve o site sizi bu şekilde tanır.
• HTTP : Ağ üzerinden web sayfalarının görüntülenmesini sağlayan protokoldür.
• WEB : İçinde çeşitli dosyaların,belgelerin olduğu sayfadır.
• BİT : Bilgi depolama ve haberleşmede temel ünitedir.

Step Motor Nedir ? Nasıl Çalışır ? Yapısı , Kullanım Alanları

STEP MOTOR

         Elektrik enerjisini dönme hareketine çeviren elektro-mekanik cihaza step motor denir. Step motorlara aynı zamanda adım motorları adı verilir. Açısal konumu adımlar halinde değiştiren, çok hassas sinyaller ile sürülen motorlardır. Belirli adımlarla hareket ederler. Bu adımlar, motorun sargılarına uygun sinyaller gönderilerek step motor hızı ve yönü kontrol edilir. Herhangi bir uyartımda motor, rotorunun yapacağı hareketin ne kadar olacağı, motorun adım açısına bağlıdır. Adım açısı, motorun yapısına bağlı olarak 90°, 45°,18°, 7.5°, 1.8° yada daha farklı açılarda olabilir. Step motorun adım açısını hesaplamak için ;

Qs = Step motorun adım açısını
Ns = Step motor faz sayısını
Nr  = Rotorun çıkıntılı kutup sayısını ifade etmektedir.

         Elektrik enerjisi alındığı zaman rotor ve buna bağlı şaft, sabit açısal birimlerde dönmeye başlar. Step motorlar, çok yüksek hızlı anahtarlama özelliğine sahip bir sürücüye bağlıdırlar. Bu sürücü, bir encoder veya PLC’ den giriş palsları alır. Alınan her giriş palsında, motor bir adım ilerler. Step motorları, bir motor turundaki adım sayısı ile anılır. Step motorun bir devri için gerekli adım sayısının bulunması;

S = Motorun bir devir (360º) için gerekli adım sayısını
Qs = Step motorun adım açısını tanımlar.

Örneğin; 600 adımlık bir step motor bir tur döndüğü (360°) zaman 600 adım yapar. Bu halde bir adımın açısı olur. Çıkan bu değer step motorun hassaslığını göstermektedir. Bir devirdeki adım sayısı yükseldikçe, step motor hassaslığı ve beraberinde maliyetide artar.

         Adım motorlarının hızı, dönüş yönü ve konumu her zaman bilinir. Bu özelliklerinden dolayı adım motorları çok hassas konum kontrolü istenen yerlerde mikro step motorlar da çok kullanılır.

Step Motor Çeşitleri

Yapılarına göre step motor çeşitleri ;

Sabit mıknatıslı adım motor                   Hibrit senkron (eş zaman) step motor

Değişken relüktans’lı step motor             Hidrolik adım motor

Lineer adım motor

Artıları;

·         Geri beslemeye gereksinim duymazlar. Açık döngülü olarak kontrol edilirler.

·         Motorun hareketlerinde konum hatası yoktur.

·         Sayısal olarak kontrol edilebildikleri için bilgisayar veya mikroişlemci gibi elemanlarla kontrol edilirler.

·         Mekanik yapısı basit olduğu için bakım gerektirmezler.

·         Herhangi bir hasara yol açmadan defalarca çalıştırılırlar.

Eksileri;

·         Adım açıları sabit olduğu için hareketleri sürekli değil darbelidir.

·         Sürtünme kaynaklı yükler, açık döngülü kontrolde konum hatası oluştururlar.

·         Elde edilebilecek güç ve moment sınırlıdır.

Step Motorun Yapısı

       Step motor; stator (endüktör), rotor (endüvi), rotora bağlı şaft motorun dönmesini kolaylaştıran rulmandan meydana gelmiştir. Step motorun yapısında endüktörünün birden fazla kutbu (genel olarak sekiz kutup) mevcuttur. Bunların polaritesi elektronik anahtarlarla değiştirilir. Anahtarlama neticesinde endüktörün güney ve kuzey kutupları döndürülür. Endüvinin güney kutbu, endüktörün kuzey kutbu sıralıdır. Endüvinin mıknatıslığı, bir sürekli mıknatıs ya da dış uyarım yöntemi ile meydana getirilebilir. Bu arada sürekli mıknatıs meydana gelecektir. Adımları (stepler) yardımıyla ortalama endüktör alanı döner. Endüvide bunu benzer adımlar (stepler) arasında izler. Daha iyi bir seçicilik sağlamak için rotor ve stator üzerine küçük dişler yapılmaktadır.

 Nasıl Çalışır?

       Step motorun, anahtarla sargılarına enerji uygulandığında, enerji uygulanan sargının karşısına geldiği zaman durur. Motorun, ne kadar döneceği motorun yapısına göre değişmektedir. Step motora giriş pals uygulandığında, belli bir miktar döner ve durur. Bu dönme miktarı, motorun yapısına göre belli bir açı ile sınırlandırılmıştır. Step motorda rotorun dönmesi, girişe uygulanan pals adedine bağlı olarak değişir. Girişe tek bir pals verildiği zaman rotor, tek bir adım hareket eder ve durur. Daha fazla pals uygulanınca pals adedi kadar adım hareket eder. Bu, step motorların özelliğindendir. Step motorlar, belirli adımlarla hareket ederler. Tüm step motor çalışma prensibi bu şekildedir. Step motor, bir daire içinde elektromanyetik alanların dönüşü ile açıklanabilir.

Step motorun prensip şeması

       Step motor bağlantı şeması yukarıdaki şekildeki gibidir. Şekilde görüldüğü gibi 1 nolu anahtar kapatıldığında sabit mıknatıs kendiliğinden 1. elektromanyetik alanla aynı hizaya gelecektir. Daha sonra 1 nolu anahtarı açılıp, 2 nolu anahtarı kapatılırsa sabit mıknatıs 2. elektromanyetik alanın karşısına gelecektir. Bu olaylar sırasıyla tekrarlanırsa, sabit mıknatıs yani rotor bir daire içinde düzgün şekilde döner.

Kullanım Alanları

        Step motorlarının geniş bir kullanım alanı vardır. Her türlü kontrol edilmiş hareket veya pozisyon gerekli olan yerlerde, dijital bilgileri mekanik harekete çeviren bir dönüştürücü olarak görev yaparlar. Bant sürücüler, imalat tezgahları, yazıcı (printer), teyp sürücüleri, hafıza işlemlerinde, tıbbi cihazlarda, makina tezgahlarında, dikiş makinaları, kart okuyucuları, kameralarda, step motor sürücü kartı ile ayar ve kontrol tekniğinde, uzaktan kumanda göstergelerinde kullanılırlar.

          Step motor imalatı yapılırken; adım motorlarının yapıları, step motor çeşitleri, kullanım alanları, step sürücü, step sürücü devreleri yapımını ve adım motorların PLC ile sürülmesi göz önüne alınmalıdır. Step motor firmaları tarafından adım motoru, step sürücü devreleri ve PLC kullanarak yapılan motorların maliyetine göre step motor fiyatları ve step motor driver veya step motor sürücü fiyatları belirlenmektedir.

Çeşitli Tip Adım Motorların Resimleri

Step Motor Sürücü Devreleri

• ·         555 osilatör entegresi ve 4017 sayıcı entegresi ile yapılan sürücü devresi
• ·         555 osilatör 74191 sayıcı entegresi ile yapılan sürücü devresi
• ·         8051 mikrodenetleyicisi ile yapılan sürücü devresi
• ·         PLC ile adım motorun sürülmesi kartı

k     kaynak;

           http://www.elektrikrehberiniz.com