Системы управления шаговыми двигателями.

Шаговые двигатели могут выполняться по двум основным схемам:

1. Биполярные имеют 2 обмотки и 4 двигателя.

2. Униполярные.

Для обеспечения четкой работы двигателя, заключающейся в том, что, во-первых, угол поворота ротора в каждом такте подаваемых импульсов был одним и тем же и, во-вторых, чтобы соблюдалось заранее выбранное направление вращения ротора, используется специальное устройство управления – коммутатор.

Принцип работы коммутатора подчиняется одной из трех схем:

1. Схема волнового возбуждения.

Такт	Ф1	Ф2	Ф3	Ф4
1	Х
2		Х
3			Х
4				Х

Такую коммутацию легче всего обеспечить как аппаратно, так и программно. Недостатком такой схемы коммутации является то, что каждый момент времени работает только одна фаза, что не позволяет обеспечить достаточно высокую мощность.

2. Такт	Ф1	Ф2	Ф3	Ф4
   1	Х			Х
   2	Х	Х
   3		Х	Х
   4			Х	Х

   Для получения большей мощности существует т.н. шаговая схема подачи управляющего напряжения. В этом случае в каждом такте управляющее напряжение подается одновременно на две фазы – это позволяет увеличить в два раза мощность на валу, но при этом целесообразно иметь шаговые двигатели с меньшим шаговым углом.

3. Полушаговая схема – совмещает волновую и шаговую схемы, при этом количества тактов увеличивается вдвое.

Системы управления тремя шаговыми двигателями модели фрезерного станка.

Примерная электрическая структурная схема системы управления.

Схема электрическая функциональная.

Беспроводные системы управления внешними объектами.

Системы управления на базе ИК-излучения.

Управляющее ИК-излучение получают в результате модулирования исходных управляющих электрических сигналов.

Модуляция предполагает кодирование единичной управляющей информации серией определенного количества более коротких импульсов определенной частоты (выбор частоты этой серии определяется частотой приемника управляющего сигнала). Эти управляющие электрические сигналы подаются на базу транзистора, в коллекторную цепь которого включается ИК-светодиод, таким образом, что световое излучение имеет параметры на уровне шума (мерцание), которое выделяется приемником из всех остальных волн светового излучения.

В качестве приемников ИК-излучения применяются разнообразные устройства, предназначенные для преобразования получаемых импульсов в последовательность электрических сигналов, так, например, в качестве приемника можно использовать специальную микросхему TSOP1736, напряжение 5В, рабочая частота 36 кГц.

Структурная схема приемника.

В принципе вместо фотодиода может быть использован и другой фотоэлемент – фототранзистор.

Преобразованный на фотодиоде электрический сигнал поступает в блок усилителя амплитуды «Amp», затем усиленный сигнал поступает не блок ограничителя «Limited», эти два блока обеспечивают стабильность амплитуды и уровня сигнала в независимости от уровня сигнала между источником излучения и приемником в пределах характеристик приемника.

Полученная последовательность поступает на фильтр (блок BPF), на котором устраняются искажения сигнала и постоянная составляющая. Полученный т.о. сигнал поступает на демодулятор, т.о. на выходе этого блока восстанавливается исходная управляющая последовательность сигналов. Эта последовательность сигналов поступает на блок – сумматор, а затем на компаратор. Схема устроена таким образом, что при наличии управляющей последовательности требуемого содержания на выходе компаратора формируется логический 0. По этому принципу построены ПДЧ.

Как видно из принципа работы приемника, управляющей код представляется последовательностью, которую нужно будет распределять между управляемыми объектами.

В качестве оконечных блоков устройств сопряжения могут быть использованы разнообразные цифровые узлы, которые обеспечивают преобразование входной последовательности в параллельный код или могут быть регистры (рисунок А), мультиплексоры и демультиплексоры (рисунок Б), дешифраторы (рисунок В).

Выводы этих устройств подключаются к драйверам управляемых элементов.