Stappenmotoren zijn hele leuke dingen. Voor positionering, het aansturen van een werkstuk dat precies een bepaalde positie aan moet nemen, een robotje dat een bepaalde afstand af moet leggen, het maakt bijna niet uit wat de toepassing is.

Niet zomaar draaiende te krijgen

Helaas hebben stappenmotoren tegelijkertijd het nadeel dat ze niet zomaar gaan draaien door er spanning op te zetten. Afhankelijk van de toepassing is een sturing erg simpel of erg complex.

Als de toepassing niet te nauw komt en er geen terugkoppeling benodigd is, is deze schakeling een leuk alternatief, met de kanttekening dat deze alleen werkt voor unipolaire stappenmotoren (motoren met 5 of 6 draden). Ook kan de motor maar 1 kant op draaien. Een bidirectioneel schuifregister kan dat oplossen.

Uitleg over het schema

De 555 timer die gebruikt wordt in dit schema is geschakeld als astabiele multivibrator en levert de klokpulsen voor de 4017. De frequentie van de klokpulsen is te regelen met P1.
Omdat de stappenmotor maar 4 spoelen heeft, is pin 10 aan de reset-ingang (pin 15) gekoppeld.

Omdat de uitgangen van de 4017 niet in staat zijn de motorspoelen direct aan te sturen, worden deze versterkt door middel van de transistors T1-T4. Een weerstand tussen IC en transistors beperkt de stroom die naar de basis kan lopen.

Vrijloopdiodes

Omdat inductieve lasten zoals gelijkstroom-motoren en de spoelen van stappenmotoren bij uitschakelen zullen proberen de stroom te laten blijven lopen, zal er door inductie een spanningspuls opgewekt worden. Zonder vrijloopdiode zullen de transistors die voor hun kiezen krijgen (en die vinden dat niet leuk)
Diodes D1-D4 zorgen ervoor dat die puls veilig afgewikkeld wordt.

Te grote stappen...

Een 'probleem' wat ik tegenkwam bij deze schakeling was dat de motor een stap over kon slaan als de spanning te hoog werd. Ik had geen gegevens van mijn motoren en moest dus gissen naar de bruikbare spanning. Ging ik hoger dan ongeveer 12 Volt, werden er zo nu en dan stappen overgeslagen.

Stijgende temperatuur

Stappenmotoren zijn meer stroom- dan spanningsgestuurde motoren. Het kan dan ook vrij normaal zijn dat ze in bedrijf behoorlijk warm worden. Met deze schakeling zal de motor ook voelbaar warm worden, omdat de stroom niet actief begrensd wordt. Slechts de ohmse weerstand van de spoelen in de motor zal de stroom beperken.
Dit schema werkt ook alleen goed voor spoelen tot zo'n 500 mA. Vergeet de transistoren niet te koelen bij hogere stromen!

Schema en onderdelenlijst

R1 = 1,5 k
R2 = 36 k
R3...R6 = 1k
P1 = 100k
T1...T4 = BD 137
L1...L4 = Motorspoelen
D1...D4 = 1N4007
C1 = 1 uF
C2 = 10 nF
C3 = 100 uF
IC 1 = NE555 IC
IC 2 = IC 4017

---