Ciagnik_do_skanera.pdf

M I N I P R O J E K T Y

Ci¹gnik do skanera

Tytu³ tego artyku³u

mo¿e nasun¹æ niejednemu

Czytelnikowi myl, ¿e

z autorem co jest nie za

bardzo... Jaki ci¹gnik i do

jakiego skanera? Po co

ci¹gn¹æ skaner i za co?

Proszê siê uspokoiæ, ze

zdrowiem psychicznym

autora jest, jak na razie,

chyba wszystko

w porz¹dku. Propozycja

zbudowania ci¹gnika do

skanera nie jest te¿ ¿artem.

Jest to sprawdzone

w praktyce urz¹dzenie

u³atwiaj¹ce pos³ugiwanie

siê skanerem rêcznym,

a sk³adaj¹ce siê ze

miesznie taniego

i prostego w wykonaniu

uk³adu elektronicznego oraz

silnika wymontowanego ze

starej stacji dysków 360kB.

Posiadanie skanera -

urz¹dzenia umo¿liwiaj¹cego

digitalizacjê dowolnych ob-

razków jest z pewnoci¹ ma-

rzeniem wielu posiadaczy

PC. Niestety, s¹ to urz¹dze-

nia bardzo drogie i nie ka¿-

dy mo¿e sobie pozwoliæ na

zakup skanera stacjonarnego

dobrej firmy. Znacznie tañ-

sze s¹ skanery rêczne umo¿-

liwiaj¹ce uzyskiwanie tak¿e

dobrych wyników, ale za ce-

nê doæ k³opotliwej obs³ugi.

Podczas skanowania musimy

przesuwaæ skaner rêk¹, po-

woli i idealnie równomier-

nie. Jest to bardzo uci¹¿li-

we. Nadmierne przyspiesze-

nie ruchu skanera psuje nie-

jednokrotnie ca³¹ robotê,

zniechêcaj¹c do opracowy-

wania kolejnych zdjêæ do ro-

dzinnego albumu. Zamiast

jednak narzekaæ, zastanów-

my siê czy w dobie po-

wszechnie panuj¹cego lenis-

twa musimy jeszcze co ro-

biæ rêcznie? Skaner rêczny

wyposa¿ony jest w rolkê, po

której mo¿e siê toczyæ. Tak

wiêc z zawieszeniem nie bê-

dziemy mieli wiêkszego k³o-

potu i musimy jedynie opra-

cowaæ urz¹dzenie, które bê-

dzie skaner popychaæ lub

ci¹gn¹æ. Jaki jednak zastoso-

waæ rodzaj silnika napêdo-

wego? Najodpowiedniejszym

jest chyba napêd elektrycz-

Silnik taki rozwija u¿ytecz-

ny moment obrotowy jedy-

nie przy du¿ych obrotach,

a skaner musi posuwaæ siê

powoli. Powoduje koniecz-

noæ zastosowania skompli-

kowanej przek³adni mecha-

nicznej. Tak¿e regulacja

prêdkoci skanowania na-

strêczy³aby spore trudnoci.

Na szczêcie istnieje inny ro-

dzaj silnika elektrycznego:

silnik krokowy, wprost ide-

alnie nadaj¹cy siê do na-

szych celów.

Temat silników kroko-

wych i sterowników do nich

by³ ju¿ poruszany w m³od-

szej siostrze EP: Elektronice

dla Wszystkich. Silniki kro-

kowe s¹ urz¹dzeniami po-

wszechnie stosowanymi. Po-

siadacz jakiegokolwiek kom-

dysków. Nale-

¿y przypusz-

czaæ, ¿e wiêk-

szoæ Czytelników zna zasa-

dê dzia³ania silnika kroko-

wego, tak wiêc omówimy j¹

w najwiêkszym skrócie.

W odró¿nieniu od silnika

komutatorowego, silnik kro-

kowy nie posiada ¿adnych

szczotek ani innych rucho-

mych styków. Sk³ada siê on

z czterech (silnik czterofazo-

wy) lub dwóch (dwufazowy)

cewek, przez które cyklicz-

nie przepuszczany jest pr¹d

elektryczny. Umieszczony

pomiêdzy cewkami magnes

ustawia siê zawsze zgodnie

z kierunkiem pola magne-

tycznego tworzonego przez

aktualnie zasilan¹ cewkê. Na

rys. 1 widzimy uproszczony

schemat budowy silnika kro-

kowego i sposób w³¹czenia

cewek.

Tabela 1.

Cewka A

Cewka B

Cewka C

Cewka D

Krok 1

w³¹czona

Krok 2

w³¹czona

Krok 3

w³¹czona

Krok 4

w³¹czona

Krok 5

w³¹czona

Krok 6

w³¹czona

Krok 7

w³¹czona

ny. Jednak zasto-

sowanie komutato-

rowego silnika

elektrycznego pr¹-

du sta³ego wi¹¿e

siê z wieloma problemami.

Krok 8

w³¹czona

putera jest jednoczenie

w³acicielem co najmniej

kilku takich silników

umieszczonych w stacjach

Ju¿ w tym momencie

mo¿na zauwa¿yæ jedn¹ z naj-

wa¿niejszych zalet tego ty-

pu silnika: mo¿e on obracaæ

siê dowolnie wolno, oczy-

wicie krokami. Liczba ta-

kich kroków potrzebna do

wykonania obrotu o 360 o

jest zale¿na od typu silnika

i wynosi od kilku do kilku-

set. W najbardziej typowych

zastosowaniach cewki w³¹-

czane s¹ kolejno, jedna po

drugiej. Zastanówmy siê jed-

nak, co bêdzie, je¿eli prze-

pucimy pr¹d jednoczenie

+ZASILANIA

CEWKA A

CEWKA B

CEWKA C

CEWKA D

DO MASY

Rys. 1.

Elektronika Praktyczna 5/97

M I N I P R O J E K T Y

uruchamiania ani regulacji,

ale jedynie do³¹czenia zasi-

lania +12VDC.

Silnik krokowy wymon-

towany ze stacji dysków po-

siada wtyk pasuj¹cy do za-

montowanego na p³ytce z³¹-

cza typu goldpin. Plus zasi-

lania doprowadzany jest do

silnika dwoma przewodami.

Rozwi¹zanie to ma na celu

umo¿liwienie ³atwej zmiany

kierunku obrotów silnika

przez proste odwrócenie

wtyku o 180 o .

No a teraz najgorsze: me-

chanika! Szczegó³y kon-

strukcji mechanicznej ci¹g-

nika (lub holownika pcha-

cza) do skanera widoczne

s¹ na zdjêciu. Potrzebne kó³-

ka mo¿emy wymontowaæ

z popsutej zabawki lub za-

stosowaæ ko³a stosowane

w modelarstwie. W rozwi¹-

zaniu modelowym kó³ka na-

pêdzane by³y, za pomoc¹

najprostszej przek³adni cier-

nej, bezporednio wa³em

wirnika.

WYKAZ ELEMENTÓW

Rezystory

R1..R4: 10k

R6: 100k

Rys. 2.

Kondensatory

C1, C2: 22nF

C3: 470

przez dwie cewki? To oczy-

wiste: magnes ustawi siê do-

k³adnie pomiêdzy tymi cew-

kami. A je¿eli cewki bêdzie-

my zasilaæ nie pr¹dem sta-

³ym, ale przebiegiem pros-

tok¹tnym o nierównym

wype³nieniu? Wtedy mag-

nes ustawi siê tak¿e po-

miêdzy cewkami, ale

w odleg³oci proporcjo-

nalnej do redniego pr¹du

p³yn¹cego przez ka¿d¹

z nich. Jak wiêc z tego

wynika, liczba kroków po-

trzebnych do wykonania

pe³nego obrotu przez sil-

nik mo¿emy praktycznie

dowolnie zwiêkszaæ, i to

za pomoc¹ wzglêdnie

prostych sterowników. Tak

te¿ post¹pimy w naszym

uk³adzie, w którym liczba

kroków zostanie dwukrotnie

zwiêkszona w celu zapew-

nienia wiêkszej p³ynnoci

przesuwania skanera.

Wykorzystany w uk³a-

dzie prototypowym silnik od

stacji dysków 360kB potrze-

buje 100 kroków do wyko-

nania pe³nego obrotu.

Zwiêkszymy tê liczbê do

200, zasilaj¹c cewki w spo-

sób podany w tabeli 1 .

Na rys. 2 przedstawiono

schemat elektryczny sterow-

nika silnika. Warto podkre-

liæ, ¿e uk³ad ten jest w pe³ni

uniwersalny i mo¿e pos³u-

¿yæ do sterowania czterofa-

zowym silnikiem krokowym

zastosowanym do dowolne-

go celu.

Jak widaæ, uk³ad jest

bardzo prosty i zawiera je-

dynie dwa tanie i ogólnie

dostêpne uk³ady scalone.

Najwa¿niejszym elementem

uk³adu jest licznik

piercieniowy (liczby w

kodzie 1 z n) 4017, na któ-

rego wejcie podawany jest

ci¹g impulsów prostok¹t-

nych generowanych przez

multiwibrator zbudowany

na popularnej kostce

NE555. Czêstotliwoæ tych

impulsów mo¿emy regulo-

waæ w szerokich granicach

za pomoc¹ potencjometru

P1. Do wyjæ licznika do³¹-

czony jest koder zbudowany

z diod D5..D16. Bazy tran-

zystorów T1..T4 s¹ zasilane

poprzez diody w takiej ko-

lejnoci, aby uzyskaæ kolej-

noæ w³¹czania cewek jak

w tabeli 1. Diody D1..D4 s³u-

¿¹ zabezpieczeniu tranzysto-

rów przed przepiêciami po-

jawiaj¹cymi siê w cewkach

silnika podczas wy³¹czania

pr¹du.

Licznik 4017 bez dodat-

kowych po³¹czeñ zlicza im-

pulsy do 10 i nastêpnie sam

siê zeruje. My potrzebujemy

licznika modulo 8 i dlatego

wyjcie Q8 po³¹czone zosta-

³o z wejciem zeruj¹cym

licznika. Nadejcie dziewi¹-

tego z kolei impulsu powo-

duje powstanie na tym wy-

jciu stanu wysokiego i na-

tychmiastowe wyzerowanie

licznika.

F/25V

C4: 100nF

Pó³przewodniki

U1: 4017

U2: 555

T1..T4: BC548

D1..D16: 1N4148

Ró¿ne

Z³¹cze ARK2 1 szt.

Silnik krokowy 4-fazowy 12V

(nale¿y zamówiæ oddzielnie

w dziale handlowym AVT)

Kompletny uk³ad i p³ytki

drukowane s¹ dostêpne

w ofercie AVT pod oznacze-

niem AVT-1145.

Monta¿ i uruchomienie

uk³adu.

Mozaika cie¿ek

dwustronnej p³ytki

drukowanej i roz-

mieszczenie ele-

mentów pokazane

zosta³y na rys. 3 .

Monta¿ wykonuje-

my w sposób typo-

wy, rozpoczynaj¹c

od elementów naj-

mniejszych. Pod

uk³ady scalone

warto zastosowaæ

podstawki. Gotowy

uk³ad nie wymaga Rys. 3.

Zbigniew Raabe, AVT

Elektronika Praktyczna 5/97

R5: 22k

P1: 470k

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: