Usando un transistor PNP como un interruptor conectado desde un 74154 y luego hacia motores paso a paso

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Actualmente estoy trabajando en un proyecto que involucra un arduino mega 2560, un demo 74154 y 16 motores paso a paso. Quiero poder controlar qué motor paso a paso gira en un momento dado. Para esto, el 74154 "le dice" a qué motor paso a paso girar cuando lance LOW o HIGH del arduino al demux.

Los motores paso a paso que tengo están clasificados para 5 V y son impulsados por las placas de controlador ULN2003AN que vienen con el paquete. Los motores paso a paso deben girar durante aproximadamente 6-7 segundos (completando una revolución). Quiero tener un suministro separado de 5V para mis steppers y para este propósito, estoy planeando poner los transistores para que actúen como interruptores que solo se encenderán cuando se dé una salida del demux.

Dado que el 74154 tiene salidas ACTIVAS BAJAS, creo que usar transistores PNP sería una buena idea (si mi comprensión de los transistores PNP es correcta) dado que los PNP se "activan" con un voltaje de base negativo.

Con respecto al 74154, cuando alimento 0000 a los pines de entrada ABCD del demux y 00 a G1 y G2, Y0 produce una salida ACTIVA BAJA (mientras que todos los pines de salida están ACTIVOS ALTO), ¿correcto? ¿Significa esto que ese pin de salida está produciendo 0 V al terminal base del primer transistor, y no hay voltaje? Debería necesitar cualquier voltaje inferior a mi suministro de 5 V para encender el transistor y permitir que la corriente fluya desde el emisor al colector al pin VCC de la primera placa del controlador ULN2003A y al primer motor paso a paso. ¿Mi entendimiento es correcto, o tal vez no? Si estoy equivocado, ¿puede alguien aclararme sobre esto? :)

Además, todavía tengo un dilema sobre el uso de TIP125 (un transistor PNP), si es el mejor transistor PNP para usar, y los valores de mi resistencia base y si debo colocar una resistencia antes de conectarme a mi carga, o no.

¡Cualquier opinión y respuesta son realmente apreciadas! Gracias. ^^

Editar:  Este es el esquema que dibujé, jeje.  

    
pregunta Rain Han.

1 respuesta

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En principio, su circuito podría funcionar, y en principio podría no funcionar. Depende de qué principio te mete en problemas.

Primero, el circuito como lo has dibujado puede, de hecho, funcionar. El uso de un PNP de esta manera es perfectamente aceptable, y con los suministros paso a paso de 5 voltios no hay un problema evidente con los niveles de salida de 74154. Un diodo de retorno en cada PNP sería una buena idea, sin embargo, para proteger al transistor de los transitorios de conmutación.

Sin embargo, no hay garantía de que su circuito realmente funcione, ya que no ha especificado la corriente dibujada por sus steppers. El ULN2003 solo tiene una capacidad nominal de 500 mA / salida, por lo que un paso a paso unipolar de 4 fases puede consumir tanto como 1 amperio y aún estar dentro de los valores nominales del controlador. Tomemos esto como el caso.

Debe comprender que, para su aplicación, los transistores no pueden operarse suponiendo grandes ganancias actuales (~ 100). Para encender un transistor con fuerza (para una caída de voltaje de < 0.5 voltios), el transistor funciona en saturación, y esto solo ocurrirá para ganancias de alrededor de 10 a 20, como regla general, y siempre trabajo con una suposición de 10. Si no hace esto, a) el transistor se calentará, tal vez fatalmente, yb) se reducirá la tensión al controlador de pasos, tal vez hasta el punto de que el paso a paso no funcionará correctamente.

Entonces, suponiendo una ganancia de 10 en sus PNP y una corriente máxima de 1 amperio, deberá planificar para 100 mA de corriente base. Los circuitos integrados 7400 estándar solo tienen una capacidad nominal de 16 mA con un nivel de salida de 0.4 voltios, y no ofrecen cerca de 100 mA de manera confiable. Por supuesto, si sus steppers solo consumen 100 mA / fase, tendrá suerte, ya que una carga de 200 mA (2 fases activas) solo necesita 20 mA de corriente base, y eso es lo suficientemente cercano a 16 mA para que pueda salirse con la suya. Eso, especialmente si relajas un poco tus requisitos de ganancia.

Si está intentando conducir un paso a paso de corriente más alta, el enfoque obvio es cambiar de bipolar a MOS para sus transistores, aunque debería tener cuidado al usar FET de nivel lógico: los MOSFET normales no se conmutarán de manera confiable con Niveles de TTL. Además, una pequeña resistencia de extracción en cada salida para garantizar que los límites de Voh no le causen problemas.

Alternativamente, necesitarás almacenar en búfer tus salidas para proporcionar más unidades de disco base, y como solo necesitas aumentar tu corriente en un factor de 5 a lo sumo, espero que sea bastante trivial, aunque requeriría dos etapas de amortiguación para mantener su polaridad correcta.

Y mientras estoy en eso, te recomiendo que mires cuidadosamente a tus steppers para asegurarte de que puedan funcionar correctamente con un ULN2003. Una gran cantidad de steppers requieren más corriente de lo que el chip puede proporcionar.

    
respondido por el WhatRoughBeast

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