有多種版本的步進(jìn)電機(jī)類型，也有多種版本的步進(jìn)電機(jī)控制器設(shè)計(jì)。本電路是一款使用ICTDA2030作為驅(qū)動器的通用步進(jìn)電機(jī)控制器。該電路可用于大約5V至18V的寬工作電壓范圍。它可以以等于電源電壓一半的峰值電壓驅(qū)動電機(jī)，因此它可以輕松處理為2.5V之間的電壓設(shè)計(jì)的步進(jìn)電機(jī)和9V。

這意味著它可以用于驅(qū)動相對較大的電機(jī)。該電路還具有短路保護(hù)功能，并具有內(nèi)置的過溫保護(hù)功能。驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)需要兩個(gè)信號。從邏輯上講，它們構(gòu)成了格雷碼，也就是說它們是兩個(gè)頻率相同但相位差恒定為90度的方波信號。

IC1產(chǎn)生一個(gè)方波信號，其頻率可以使用電位計(jì)P1進(jìn)行設(shè)置。該頻率決定了步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。格雷碼由4017形式的十進(jìn)制計(jì)數(shù)器生成。計(jì)數(shù)器的輸出Q0～Q9響應(yīng)時(shí)鐘信號的上升沿連續(xù)變高。格雷碼可以通過使用兩個(gè)OR門從輸出生成，這里使用兩個(gè)二極管和一個(gè)電阻器形成每個(gè)門，以產(chǎn)生I和Q信號。

這里的“I”代表“同相”，“Q”代表“正交”，這意味著它與I信號有90度的相位偏移。通常的做法是驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)的繞組，每個(gè)繞組使用一對推挽電路，稱為“H橋”。這使得可以反轉(zhuǎn)通過每個(gè)繞組的電流方向，這對于雙極電機(jī)（其繞組沒有中心抽頭）的正常運(yùn)行是必要的。

當(dāng)然，它也可以用來正確驅(qū)動單極電機(jī)（帶有中心抽頭繞組）。在這里，我們決定使用音頻放大器IC（TDA2030型），而不是使用這種推挽電路，盡管這聽起來有點(diǎn)奇怪。從功能上講，TDA2030實(shí)際上是一種功率運(yùn)算放大器。它在輸入端有一個(gè)差分放大器，在輸出端有一個(gè)推挽驅(qū)動級。

IC3、IC4和IC5都是這種類型（價(jià)格經(jīng)濟(jì)）。這里IC3和IC4作為比較器接線。它們的非反相輸入由前面提到的I和Q信號驅(qū)動，反相輸入設(shè)置為等于電源電壓一半的電位。該潛力由第三個(gè)TDA2030提供。因此，IC3和IC4的輸出跟蹤它們的非反相輸入，并且它們中的每一個(gè)都驅(qū)動一個(gè)電機(jī)繞組。

繞組的另一端依次連接到由IC5提供的一半電源電壓。由于每個(gè)繞組的一端連接到在0V和接近電源電壓的電位之間交替的方波信號，而另一端處于電源電壓的一半，因此始終施加等于電源電壓一半的電壓到每個(gè)繞組，但它的極性會根據(jù)I和Q信號的狀態(tài)交替變化。

這正是我們想要驅(qū)動雙極步進(jìn)電機(jī)的原因。使用電位計(jì)P1可以改變轉(zhuǎn)速，但每種電機(jī)的實(shí)際速度不同，因?yàn)樗Q于每轉(zhuǎn)的步數(shù)。原型中使用的電機(jī)提前了大約9？每步，其速度可以在每轉(zhuǎn)大約2到10秒的范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整。

原則上可以通過調(diào)節(jié)C1的值來獲得任何所需的速度，只要電機(jī)可以處理即可。通過減小電阻R5的阻值可以增加P1的調(diào)節(jié)范圍。調(diào)整范圍為1：（1000+R5）/R5，其中R5以k為單位。如果通過從電路中移除電源電壓來關(guān)閉步進(jìn)電機(jī)，則電機(jī)可能會繼續(xù)轉(zhuǎn)動一定量由于其自身的慣性或電機(jī)上的機(jī)械負(fù)載（飛輪效應(yīng)）。

當(dāng)電路首次通電時(shí)，電機(jī)的位置也可能與I和Q信號的狀態(tài)不一致。因此，電機(jī)在啟動時(shí)有時(shí)會“混淆”，結(jié)果是在開始沿驅(qū)動信號定義的方向移動之前，它會朝錯誤的方向邁出一步。這些影響可以通過添加可選開關(guān)S1和1-k電阻器來避免，然后可用于啟動和停止電機(jī)。當(dāng)S1閉合時(shí)，時(shí)鐘信號停止，但I(xiàn)C2在那一刻保持其輸出電平，因此通過電機(jī)繞組的連續(xù)電流將轉(zhuǎn)子磁“鎖定”到位。

TDA2030具有內(nèi)部過溫保護(hù)，因此如果IC過熱，輸出電流會自動降低。因此，在使用功率相對較大的電機(jī)時(shí)，建議將IC3、IC4和IC5安裝到散熱器（可能是共用散熱器）上。TO220外殼的接線片與負(fù)電源電壓引腳電連接，因此IC可以連接到共享散熱器，而無需使用絕緣墊圈