Как подключить нагрузку к блоку управления на микросхемах

Микросхема ULN2003 — описание

Краткое описание ULN2003a. Микросхема ULN2003a — это транзисторная сборка Дарлингтона с выходными ключами повышенной мощности, имеющая на выходах защитные диоды, которые предназначены для защиты управляющих электрических цепей от обратного выброса напряжения от индуктивной нагрузки.

Каждый канал (пара Дарлингтона) в ULN2003 рассчитан на нагрузку 500 мА и выдерживает максимальный ток до 600 мА. Входы и выходы расположены в корпусе микросхемы друг напротив друга, что значительно облегчает разводку печатной платы.

ULN2003 относится к семейству микросхем ULN200X. Различные версии этой микросхемы предназначены для определенной логики. В частности, микросхема ULN2003 предназначена для работы с TTL логикой (5В) и логических устройств CMOS. Широкое применение ULN2003 нашло в схемах управления широким спектром нагрузок, в качестве релейных драйверов, драйверов дисплея, линейных драйверов и т. д. ULN2003 также используется в драйверах шаговых двигателей.

Сегодня вы узнаете о четырехфазном шаговом двигателе 28BYJ-48, работающим от постоянного напряжения 5 Вольт. Также существует его модификация на 12 Вольт. Двигатель потребляет значительный ток, а это значит, что мы не можем подключить его напрямую к выводам Arduino. Воспользуемся для этого драйвером двигателя на микросхеме ULN2003.

Технические параметры двигателя 28BYJ-48

Модель: 28BYJ-48
Тип двигателя: Униполярный
Напряжение питания: 5 Вольт, DC
Количество фаз: 4
Частота: 100 Гц
Сопротивление: 50Ω ± 7% (при 25 ℃)

Общие сведения о движке

4-х фазный шаговый двигатель 28BYJ-48 — это бесколлекторный двигатель, имеющий дискретное перемещение (вращение вала осуществляется шагами). На роторе (валу), расположен магнит, а вокруг него находятся катушки. Подавая поочередно ток на эти катушки, создается магнитное поле, которое отталкивает или притягивает магнитный вал, заставляя двигатель вращаться. Такая конструкция позволяет с большой точностью управлять валом, относительно катушек. Принципиальная схема четырехфазного шагового двигателя 28BYJ-48 приведена ниже.

Двигатель называется четырех фазным, из-за того, что в нем содержится две обмотки, которые, в свою очередь, разделены на четыре. (Это отражено на схеме выше). Центральные отводы катушек подключены вместе и служат для питания двигателя. Так как каждая обмотка подключена к питанию, такие двигатели называют униполярными. На роторе 28BYJ-48 расположено 8 магнитов, с чередующимися полюсами (то есть, четыре магнита с двумя полюсами).

На рисунке видно, что внутри расположен редуктор, с примерным передаточным числом в 1:64, если быть точнее 1:63,68395. Это значит, что двигатель за один оборот осуществляет 4075.7728395 шага. Данный двигатель поддерживает полушаговый режим и за один полный оборот может совершать 4076 шага, а точнее за 1° делает примерно 11,32 шага. (4076 / 360 = 11,32).

Режимы работы двигателя:

Чаще всего, при использовании шагового двигателя 28BYJ 48, используют два режима подключения.

Полушаговый режим — за 1 такт, ротор делает ½ шага.
Полношаговый режим — за 1 такт, ротор делает 1 шаг.

Ниже представлены таблицы последовательности тактов:

Модуль управления шаговым двигателем ULN2003:

Цифровой вывод микроконтроллера выдает ток до

40 мА, а одна обмотка 28BYJ-48 в пике потребляет

320 мА, то есть, если подключить двигатель напрямую, микроконтроллер сгорит. Для защиты был разработан модуль шагового двигателя ULN2003, в котором используется микросхема ULN2003A (состоящая из 7 ключей), которая позволяет управлять нагрузкой до 500 мА (один ключ). Данный модуль может работать с 5 Вольтовым и 12 Вольтовым двигателем 28BYJ-48. Для переключения необходимо установить или убрать перемычку (по умолчанию перемычка установлена на питание 5 Вольт).

С принципиальной схемой модуля ULN2003 можно ознакомиться на рисунке ниже

1 — GND: «-» питание модуля
2 — Vcc: «+» питание модуля (5В или 12В)
3 — Vcc: «+» питание модуля (перемычка, только при 5В)
4 — Vcc: «+» питание модуля (перемычка, только при 5В)

Пример расчёта простой схемы

Пусть, например, требуется включать и выключать светодиод с помощью
микроконтроллера. Тогда схема управления будет выглядеть следующим
образом.

Пусть напряжение питания равно 5 В.

Характеристики (рабочий ток и падение напряжения) типичных светодиодов
диаметром 5 мм можно приблизительно оценить по таблице.

Цвет	\(I_{LED}\)	\(V_{LED}\)
Красный	20 мА	1,9 В
Зеленый	20 мА	2,3 В
Желтый	20 мА	2,1 В
Синий (яркий)	75 мА	3,6 В
Белый (яркий)	75 мА	3,6 В

Пусть используется белый светодиод. В качестве транзисторного ключа
используем КТ315Г — он подходит по максимальному току (100 мА) и
напряжению (35 В). Будем считать, что его коэффициент передачи тока
равен \(\beta = 50\) (наименьшее значение).

Итак, если падение напряжения на диоде равно \(V_{LED} = 3{,}6\,\textrm{В}\), а
напряжение насыщения транзистора \(V_{CE} = 0{,}4\,\textrm{В}\) то напряжение на
резисторе R2 будет равно \(V_{R2} = 5{,}0 — 3{,}6 — 0{,}4 = 1\,\textrm{В}\). Для
рабочего тока светодиода \(I_{LED} = 0{,}075\,\textrm{А}\) получаем

Значение сопротивление было округлено, чтобы попасть в ряд
E12.

Для тока \(I_{LED} = 0{,}075\,\textrm{А}\) управляющий ток должен быть в \(\beta =
50\) раз меньше:

Падение напряжения на переходе эмиттер — база примем равным \(V_{EB} =
0{,}7\,\textrm{В}\).

Отсюда

Сопротивление округлялось в меньшую сторону, чтобы обеспечить запас по
току.

Таким образом, мы нашли значения сопротивлений R1 и R2.

Симисторный ключ

Для гальванической развязки цепей управления и питания лучше
использовать оптопару или специальный симисторный драйвер. Например,
MOC3023M или MOC3052.

Эти оптопары состоят из инфракрасного светодиода и фотосимистора. Этот
фотосимистор можно использовать для управления мощным симисторным
ключом.

В MOC3052 падение напряжения на светодиоде равно 3 В, а ток — 60 мА,
поэтому при подключении к микроконтроллеру, возможно, придётся
использовать дополнительный транзисторный ключ.

Встроенный симистор же рассчитан на напряжение до 600 В и ток до
1 А. Этого достаточно для управления мощными бытовыми приборами через
второй силовой симистор.

Рассмотрим схему управления резистивной нагрузкой (например, лампой
накаливания).

Таким образом, эта оптопара выступает в роли драйвера
симистора.

Существуют и драйверы с детектором нуля — например, MOC3061. Они
переключаются только в начале периода, что снижает помехи в
электросети.

Резисторы R1 и R2 рассчитываются как обычно. Сопротивление же
резистора R3 определяется исходя из пикового напряжения в сети питания
и отпирающего тока силового симистора. Если взять слишком большое —
симистор не откроется, слишком маленькое — ток будет течь
напрасно. Резистор может потребоваться мощный.

Нелишним будет напомнить, что 230 В в электросети (текущий стандарт для
России, Украины и многих других стран) — это значение
действующего напряжения. Пиковое напряжение равно \(\sqrt2 \cdot 230 \approx
325\,\textrm{В}\).

Возможно, вам также будет интересно

Вступление Грамотное проектирование твердотельных СВЧ-усилителей мощности (high power amplifier, HPA), особенно тех, которые используются в критически важных оборонных, авиакосмических и метеорологических приложениях, начинается с выбора наиболее подходящей технологии используемых дискретных или интегральных мощных полупроводниковых приборов. В настоящее время разработчики мощных СВЧ-усилителей имеют возможность выбирать из нескольких полупроводниковых технологий, применяемых для усиления импульсных и непрерывных (continuous-wave, CW) широкополосных или узкополосных сигналов в диапазоне

Часть 1. Часть 2. Часть 3. Часть 4. Многослойные керамические конденсаторы (multilayer ceramic capacitor, MLCC) Одна из важных задач, которую решают производители современной электронной базы, — увеличение емкости конденсаторов при снижении их размеров. Этого удается достигать в многослойных керамических конденсаторах (MLCC), конструкция которых приведена на рис. 1. Как видно на рис. 1, многослойный конденсатор состоит

Статья посвящена ваттметрам поглощаемой мощности PLS (Portable Lab Sensor) производства АО «НПФ «Микран» с частотным диапазоном 50 МГц — 50 ГГц и динамическим диапазоном –50…+20 дБм. Ключевые особенности устройств — портативность, питание и управление от USB и возможность измерения средней мощности модулированных сигналов во всем рабочем диапазоне. В 2020 году ваттметры PLS26, PLS50 внесены в Реестр средств измерений РФ. В статье представлены краткие теоретические сведения, описание внутренней структуры ваттметров PLS и их технические характеристики.

Что такое ULN2803?

El ULN2803 — это микросхема, интегральная схема с традиционной DIP-упаковкой, как и многие другие. То есть с двумя стопками булавок по бокам. Что ж, до сих пор это может показаться очень похожим на многие другие, но внутри у него нет обычных логических дверей, мультиплексоры, фильтры, модули датчиков тока, регистр сдвига, ни микроконтроллер…

Внутри ULN2803 вы найдете драйверы с серией транзисторов, некоторые устройства, о которых я уже говорил в других случаях, с разными типами, например: МОП-транзистор, BC547, 2N3055, 2N222, И т.д.

Что такое транзистор Дарлингтона или пара?

El Транзистор дарлингтона Это не транзистор как таковой, а пара из них, соединенных особым образом. Два соединенных биполярных транзистора образуют пару Дарлингтона, которая позволяет току, усиленному первым транзистором, входить в базу второго транзистора и снова усиливаться.

Этот тип усиления использовался с двумя отдельными транзисторами, но инженер из Bell Labs по имени Сидни Дарлингтон Он запатентовал эту комбинацию в 1952 году. Идея заключалась в том, чтобы разместить два или три транзистора на одном монолитном кристалле. Идея похожа на идею создания микросхемы или интегральной схемы, хотя это достижение не признано ему, как вы хорошо знаете …

Пара Дарлингтона ведет себя как один обычный транзистор, то есть после объединения двух транзисторов у нее все еще есть единая база, коллектор и эмиттер. Только то, что коэффициент усиления по току будет комбинированным и, следовательно, больше, чем при использовании только одного транзистора. В частности, считается, что коэффициент усиления Дарлингтона приблизительно является результатом произведения обоих коэффициентов усиления транзисторов, используемых по отдельности.

Лас- преимущество Понятно, что использовать эту пару Дарлингтона — получить большой выигрыш по току. Это позволяет управлять токами большей величины с небольшим током базы. Но у него также есть свои недостатки, такие как больший фазовый сдвиг на высоких частотах, чем при использовании одного транзистора, что делает их использование в цепях отрицательной обратной связи несколько нестабильным.

И это не единственный связанная проблема к паре Дарлингтона, поскольку падение напряжения между базой и эмиттером больше из-за существующего двойного перехода (эквивалентно сумме обоих падений обоих переходов).

La напряжение насыщения что у них есть еще одно ограничение. На практике это означает большую рассеиваемую мощность, то есть больше тепла. И, помимо недостатков, снижение скорости переключения является еще одним ограничивающим фактором, и его нельзя использовать в схемах, где требуется большая маневренность. Первый транзистор не может активно подавлять ток базы второго, замедляя отключение …

Эти транзисторы Дарлингтона можно найти как инкапсулированный отдельно, то есть просто парой, или в интегральных схемах с несколькими транзисторами Дарлингтона, как в случае с ULN2803.

Таблица данных и распиновка ULN2803

Управление ULN2803 очень простое, и его сборка также очень проста. Эта интегральная схема имеет набор 8 ворот заднего хода внутри реализован с помощью транзистора Дарлингтона, в данном случае с использованием транзисторов NPN. Это позволяет подключать к их контактам другие устройства, которые имеют большой спрос на ток, например шаговые двигатели посредством водитель, реле, И т.д.

Следовательно, ULN2803 — это cочень универсальная схема который можно увидеть во множестве проектов производителей как выход цифровой схемы для управления исполнительными механизмами, двигателями различных типов и другими компонентами. Все они могут работать с низким током, допускающим высокие токи потребления, такие как 500 мА или 0.5 А, что для электроники является очень высоким значением.

Поддерживает напряжения питания и цифровых выходов до 50в, для преобразования цифровых сигналов 5 В TTL в любое напряжение до 50 В. Эта практическая функция известна как драйвер, то есть он действует как тип элемента, который изолирует, как если бы это был электронный барьер, защищая цифровые логические схемы от других, требующих более высоких напряжений и интенсивностей.

Вы можете увидеть все функции и распиновка в даташите производитель. Например, вот два самых распространенных:

TI или Texas Instruments ULN2803
СТ Микроэлектроника ULN2803

Цена и где купить

Найти его не так уж сложно, если знать, где искать. Его цена дешевая, и вы даже можете купить в чипгруппах ULN2803 если вам нужно несколько. Например, один из самых дешевых — это Упаковка из 10 шт ULN2803A от Amazon которые вы можете купить здесь примерно за 1 евро.

Выходной драйвер ULN2003 для микроконтроллеров. Описание, подключение, datasheet на русском

ULN2003 — это универсальная интегральная микросхема, состоящая из 7 идентичных и независимых драйверов, которые позволяют управлять с помощью микроконтроллера реле, небольшим двигателем постоянного тока, шаговым двигателем, низковольтными лампами или светодиодной лентой.

Паяльный фен YIHUA 8858

Обновленная версия, мощность: 600 Вт, расход воздуха: 240 л/час…

Подробнее

Каждый драйвер состоит из двух транзисторов подключенных в конфигурации Дарлингтона. Пара Дарлингтона, разработанная Сидни Дарлингтоном в 1953 году, состоит в каскадом соединении двух биполярных транзисторов, в результате чего получается очень высокий коэффициент усиления, равный произведению коэффициента усиления каждого из двух транзисторов. Благодаря этому мы можем управлять нагрузками определенной мощности с очень малыми входными токами.

Пара Дарлингтона не свободна от некоторых недостатков, которые мы рассмотрим далее. Транзистор NPN универсального назначения открывается, когда мы подаем на его базу напряжение около 0,6 В. Если мы используем небольшой ток, мы можем довести его до насыщения с очень низким напряжением коллектор-эмиттер (VCE), например, в случае BC337, это между 0,2 В и 0,5 В.

В паре Дарлингтона входное напряжение будет в два раза больше, чем 0,6 В, потому что базовые напряжения обоих транзисторов складываются, как мы это можем видеть на рисунке. Также падение напряжения на выходном транзисторе будет больше, потому что это будет сумма напряжения насыщения первого транзистора + напряжение база-эмиттер выходного транзистора.

В любом случае, эти недостатки не являются существенными, поскольку в целом выходы микроконтроллера составляют 3,3 В или 5 В, что значительно превышает порог срабатывания ULN2003.

На предыдущем рисунке мы видим внутреннюю схему одного из каналов драйвера ULN2003. Здесь мы видим входной резистор на 2,7кОм, и еще два дополнительных резистора которые улучшают характеристики драйвера. Входное сопротивление каждого канала освобождает нас от установки внешних резисторов при подключении ULN2003 к микроконтроллеру.

Во внутренней схеме мы также можем видеть защитный диод, подключенный к коллектору выходного транзистора. Данный диод предназначен для защиты транзистора от ЭДС самоиндукции, возникающей в момент отключения индуктивной нагрузки (реле или двигателей). Чтобы этот диод работал, необходимо подключить вывод 9 (COM) к положительному выводу нагрузки (см. Рисунок с примером подключения).

Коэффициент усиления каждого драйвера больше 500, поэтому для получения максимального выходного тока достаточно на вход подать ток менее 1 мА.

На рисунке мы видим ULN2003, подключенный к микроконтроллеру (это могут быть PIC, Atmel, Arduino, Raspberry PI) и с различными нагрузками (двигатели постоянного тока, светодиодная лента, реле и т. д.).

В верхней части примера (подключение двигателя) мы видим, что для получения большего выходного тока можно параллельно соединять более одного канала. Вывод (+ V) – это напряжение, необходимое для питания силовой части и не связано с питанием микроконтроллера. Необходимо только, чтобы масса их была общей.

Микросхема ULN2003 является частью семейства подобных драйверов: ULN2001, ULN2002, ULN2003, ULN2004, которые очень похожи. Различие в первую очередь в значении входного сопротивления для согласования с различной логикой.

В настоящее время микросхема ULN2003 является наиболее популярной, поскольку она хорошо работает с управляющими напряжениями 5 В (TTL) и 3,3 В (LTTL). Существует вариант с 8 каналами вместо 7 – это ULN2803. Из-за восьмого канала корпус имеет 18 выводов. В остальном он подобен ULN2003.

(167,0 KiB, скачано: 662)

источник

Тестер транзисторов / ESR-метр / генератор

Многофункциональный прибор для проверки транзисторов, диодов, тиристоров…

Подробнее

ХТЗ 243К — технические характеристики, фото, видео, описание

Тип: Тракторы;
Производитель: ХТЗ;
Модель: ХТЗ 243К.

ХТЗ 243К описание

Механическая шестнадцатискоростная коробка передач, переключаемая без разрыва потока мощности в пределах каждого диапазона, обеспечивает рациональную скорость, необходимую для работы с различными сельскохозяйственными орудиями и машинами. Возможность использования на транспортных работах с прицепами и полуприцепами грузоподъемностью до 20 тонн на скоростях до 40 км/ч. Выполнение энергосберегающих операций — прямого сева по технологии No Till. Объединенная гидравлическая система с пропорциональным 5-секционным гидрораспределителем и гидробаком увеличенной емкости до 90 л, дает возможность параллельно управлять работой нескольких гидравлических исполнительных механизмов, регулируя расход масла.

В наш век высоких технологий модернизация и совершенствование идет быстрыми темпами. Благодаря техническому прогрессу физический труд все чаще заменяется машинным. В данной статье мы рассмотрим одну из наиболее распространенных моделей тракторов, которые облегчают труд сельскохозяйственных работников и фермеров.

Технические характеристики ХТЗ 243К

Двигатель	ЯМЗ-536
Мощность номинальная	184 кВт
Коробка передач	механическая
Диапазон скоростей переднего/заднего хода	3,75-33,61/5,7-10,21 км/ч
Муфта сцепления	сухая однодисковая
Количество диапазонов/передач переднего-заднего хода	3/12-1/4
Вал отбора мощности (задний независимый двухскоростной), частота вращения	540 и 1000 об/мин
Тяговое усилие	40-60 кН
Шины	23,1R26
Навесное устройство (заднее 2-х и 3-х точечное), грузоподъемность	5000 кгс
База	2860 мм
Колея	1860 мм
Габариты (Д/Ш/В)	6400/2460/3460 мм
Дорожный просвет	400 мм
Масса эксплуатационная	8450 кг
Минимальный радиус поворота	6,7 м

ХТЗ 243К видео

Зависимость входного напряжения и тока в нагрузке

При разработке схем с участием представленной микросхемы необходимо учитывать порог регулирования тока, который зависит нелинейной характеристикой от входного напряжения:

В ТТЛ-логике при входном напряжении 2,4 В ток коммутации составляет не более 200 мА.
При U вх.=2,7В, выходной ток не превышает 250 мА.
При величине входного напряжения не более 3 В, ток коллектора выходного транзистора составляет 300 мА.

Также в устройстве присутствует паразитная емкость, которая может достигать 25 pF в зависимости от частоты управляющего напряжения или создаваемых помех в непосредственной близости от нее. При этом минимальный порог паразитной емкости находиться на уровне 15 пФ. Что касается времени включения выходных транзисторов, то они являются достаточно быстрыми. Время перехода из одного состояния в другое лежит в пределах от 0,25 до 1 мкс, что говорит о возможности работы на достаточно высоких частотах.

Исходя из описания на микросхему, максимальный ток составляет 0,5 А, но в таком режиме она существенно нагревается до 70 и более градусов, что может быть критичным. Ведь максимальная температура, при которой микросхема еще нормально работает, составляет порядка 85 градусов. Также следует отметить, что максимальный входной ток управления при напряжении 3,85 В не должен превышать 1,35 мА. А это немаловажный факт, потому что именно по входу у многих схемотехников она выходит из строя.

На следующих диаграммах показана зависимость входного и выходного токов, которая является практически линейной, что позволяет более качественно подобрать элементы схемы, обеспечив нормальный температурный режим для стабильной работы устройства. Более подробно узнать о свойствах микросхемы можно из datasheet, который можно скачать на сайте.

Схема подключения

На uln 2003 схема подключения до боли проста и не включает никаких компонентов. Главное, не перепутать вход с выходом и общий вывод, в остальном все и так ясно. Но все же для наглядности стоит повторить схему на примере с шаговым двигателем с питанием от 12 до 24 В. Общий провод от +24В подключается на 9 вывод и к центральному отводу обмоток двигателя, все остальные оп порядку согласно полюсам. Управление двигателем осуществляется по аналогичным линиям, только со входа МС.

При работе в таком режиме вероятность спалить выходной транзистор достаточно большая, потому что короткое замыкание в двигателе никто еще не отменял, точно также, как и клин ротора, из-за чего ток может существенно возрасти. Поэтому в каждую линию управления по выходу можно поставить шунт и обрисовать его схемой защиты от КЗ. Это зависит от конкретной задачи и типа устройства, в котором эта микросхема применяется.

Ремонт стиральной машины Samsung WF6520S6V

Цены на популярные неисправности

Не включается /не запускается

Текущие акции и скидки

1. Если результат работы вас не устроил…

Мы переделаем свою работу бесплатно.

2. Если вы не хотите повторного ремонта…

Мы вернем вам деньги.

Подробнее на странице — гарантии.

Сделайте перезагрузку, чтобы сбросить ошибки. Если это не поможет, значит, нужна замена электронного модуля. Возможно, мастер сможет его отремонтировать. Но в любом случае обратитесь к хорошему специалисту. Самостоятельно такую проблему не устранить.

Осмотрите сетчатый фильтр: нет ли там засора. Подключите сливной шланг правильно.

Проверьте уровень напряжения в сети. Если оно слишком низкое, дождитесь нормального или установите стабилизатор. Такая ошибка может возникать из-за скачков напряжения.
Перезагрузите стиральную машину. Возможно, в электронном модуле случился сбой. Также не исключена поломка — в таком случае модуль придется заменить или перепрошить.
Проверьте шнур питания машинки: нет ли повреждений. При обнаружении дефектов замените его.
Прозвоните проводку двигателя, чтобы исключить повреждения контактов, которые соединяют двигатель с электронным модулем. Поврежденные участки нужно заменить.

Для использования сервиса начните вводить название кода ошибки, затем выберите нужный вариант из выпадающего списка. В результате Вы получите описание предполагаемой неисправности и советы по её устранению.

Стиральные машины Самсунг WF6520S6V надежные и удобные. А еще они очень долговечные, поэтому не стоит при первой же поломке искать себе новую технику. Лучше позаботиться о профессиональном ремонте неисправной стиралки. Если вы живете в Санкт-Петербурге, просто обратитесь в «Клуб Ремонта». Наш мастер сделает быстрый и качественный ремонт стиральной машины Samsung WF6520S6V с выездом на дом в любую точку СПб.

Проверка целостности защитного диода

Проверка на целостность защитного, как и выпрямительного (в том числе силового), диода осуществляется мультиметром (как вариант, можно применить омметр). Использовать прибор с этой целью можно только в режиме прозвонки.

Рис 3 Проверка защитного диода

Когда мультиметр готов, необходимо щупами соединить его с выводами супрессора (положительный-красный с анодом, отрицательный-чёрный с катодом). Когда это будет сделано, на дисплее тестирующего устройства высветится число обозначающее пороговое напряжение проверяемого диодного предохранителя. При смене полярности подключения должна высветиться бесконечная величина сопротивления. Если всё так и вышло, то элемент исправен.

В случае выявления утечки во время смены полюсов, можно говорить о дисфункциональности элемента и необходимости его замены. Аналогично можно проверить защитный диод автомобильного генератора.

Шаговый двигатель – принцип работы

Схема шагового двигателя Шаговый двигатель – это мотор, перемещающий свой вал в зависимости от заданных в программе микроконтроллера шагов и направления. Подобные устройства чаще всего используются в робототехнике, принтерах, манипуляторах, различных станках и прочих электронных приборах. Большим преимуществом шаговых двигателей над двигателями постоянного вращения является обеспечение точного углового позиционирования ротора. Также в шаговых двигателях имеется возможность быстрого старта, остановки, реверса.

Шаговый двигатель обеспечивает вращения ротора на заданный угол при соответствующем управляющем сигнале. Благодаря этому можно контролировать положение узлов механизмов и выходить в заданную позицию. Работа двигателя осуществляется следующим образом – в центральном вале имеется ряд магнитов и несколько катушек. При подаче питания создается магнитное поле, которое воздействует на магниты и заставляет вал вращаться. Такие параметры как угол поворота (шаги), направление движения задаются в программе для микроконтроллера.

Упрощенные анимированные схемы работы шагового двигателя

Основные виды шаговых моторов:

Двигатели с переменными магнитами (применяются довольно редко);
Двигатели с постоянными магнитами;
Гибридные двигатели (более сложные в изготовлении, стоят дороже, но являются самым распространенным видом шаговых двигателей).

Транзистор Дарлингтона

Если нагрузка очень мощная, то ток через неё может достигать
нескольких ампер. Для мощных транзисторов коэффициент \(\beta\) может
быть недостаточным. (Тем более, как видно из таблицы, для мощных
транзисторов он и так невелик.)

В этом случае можно применять каскад из двух транзисторов. Первый
транзистор управляет током, который открывает второй транзистор. Такая
схема включения называется схемой Дарлингтона.

В этой схеме коэффициенты \(\beta\) двух транзисторов умножаются, что
позволяет получить очень большой коэффициент передачи тока.

Для повышения скорости выключения транзисторов можно у каждого соединить
эмиттер и базу резистором.

Сопротивления должны быть достаточно большими, чтобы не влиять на ток
база — эмиттер. Типичные значения — 5…10 кОм для напряжений 5…12 В.

Выпускаются транзисторы Дарлингтона в виде отдельного прибора. Примеры
таких транзисторов приведены в таблице.

Модель	\(\beta\)	\(\max\ I_{к}\)	\(\max\ V_{кэ}\)
КТ829В	750	8 А	60 В
BDX54C	750	8 А	100 В

В остальном работа ключа остаётся такой же.

Особенности применения КМОП-микросхем

Первой и основной особенностью КМОП-микросхем является большое входное сопротивление этих микросхем. В
результате на ее вход может наводиться любое напряжение, в том числе и равное половине напряжения питания,
и храниться на нём достаточно долго. При подаче на вход КМОП-элемента половины питания открываются транзисторы
как в верхнем, так и в нижнем плече выходного каскада, в результате микросхема начинает потреблять недопустимо
большой ток и может выйти из строя . Вывод: входы цифровых КМОП-микросхем ни в коем
случае нельзя оставлять неподключенными!

Второй особенностью КМОП-микросхем является то, что они могут работать при отключенном питании. Однако
работают они чаще всего неправильно. Эта особенность связана с конструкцией входного каскада. Полная
принципиальная схема КМОП-инвертора приведена на рисунке 8.

Диоды VD1 и VD2 были введены для защиты входного каскада от пробоя статическим электричеством. В то же самое время
при подаче на вход КМОП-микросхемы высокого потенциала он через диод VD1 попадёт на шину питания микросхемы, и так как
онапотребляет достаточно малый ток, то КМОП микросхема начнёт работать. Однако в ряде случаев этого тока может не хватить
дляпитания микросхем. В результате КМОП микросхема может работать неправильно. Вывод: при неправильной работе КМОП
микросхемы тщательно проверьте питание микросхемы, особенно выводы корпуса. При плохо пропаянном выводе отрицательного
питания его потенциал будет отличаться от потенциала общего провода схемы.

Третья особенность КМОП микросхем связана с паразитными диодами VD3 и VD4, которые могут быть пробиты при неправильно
подключенном источнике питания (микросхемы ТТЛ выдерживают кратковременную переполюсовку питания). Для защиты КМОП
микросхем от переполюсовки питания следует в цепи питания предусмотреть защитный диод.

Схема включения

Сама по себе LM7812 представляет собой схему стабилизации напряжения и подключения к ней устройство обычно осуществляется только для этого. По сути, кроме неё для выполнения этой функции больше ничего не требуется. Начинающие радиолюбители применяют её в своих разработках без дополнительной обвязки и она в них работает, но это не совсем правильное решение.

Желательно следовать рекомендациям производителей, которые приводят схему включения 7812 с использованием двух конденсаторов на 25 В и более. Их необходимо паять как можно ближе к контактам, для более устойчивой работы микросхемы. При этом на входе необходима емкость больше, чем на выходе. Несоблюдении этого правила приводит к нестабильности выходного напряжения при резком изменении в нагрузке. Кроме того, такая емкостная обвязка выполняет защитные функции от самовозбуждения.

В паспорте заявлено, что на выходе допускается вообще не устанавливать сглаживающий конденсатор. Это возможно благодаря тому, что роль силового регулирующего элемента внутри серии 78xx выполняет эмиттерный повторитель на транзисторе Дарлингтона. Но как показывает практика, небольшую емкость все же ставят для лучшего подавления выходных высокочастотных пульсаций.

Пример работы подобной схемы можно посмотреть в небольшом видеоролике.