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Elektor

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Die Ansteuerung von Schrittmotoren scheint für viele Elektor-
Leser (immer noch) ein Buch mit sieben Siegeln zu sein. Darum
stellen wir in diesem Halbleiterheft eine kompakte Schaltung vor,
die einen bipolaren Schrittmotor steuern kann. Für die Lei-
stungsstufen wurden zwei neue ICs mit der Bezeichnung ICL6203,
als Logikbaustein der alte Bekannte L297 eingesetzt. Dieses IC
sorgt dafür, daß sich der Motor bei jedem Eingangsimpuls an
STEP (Pin 18) ein Stückchen weiter dreht. Der Pegel an
CW/CCW (Pin 17) bestimmt die Drehrichtung. An Pin 19 läßt sich
Voll- oder Halbschrittbetrieb einstellen. Die anderen Anschlüsse
sind weniger wichtig und werden meist nicht eingesetzt. RESET

(Pin 20), CONTROL (Pin 11)
und ENABLE (Pin 10) liegen
während des normalen Betriebs
an +5 V. SYNC (Pin 1) ist ein
Ausgang, um mehrere L279er
zu verbinden, und bleibt offen,
ebenso wie HOME (Pin 3), der
aktiv wird, wenn die Ausgänge
ABCD das binäre Muster 0101
annehmen. Wer näheres über
die Einsatzmöglichkeiten des
ICs wissen will, findet die Infor-
mationen im Internet unter
us.st.com.
Die neuen Treiber L6203 ver-
binden klassische CMOS-Logik
mit D-MOS-Leistungstransisto-
ren und benötigen nur ein Mini-
mum an externen Bauteilen. D-
MOS-Transistoren verursachen
gegenüber den “alten” bipola-
ren Typen (L298) weniger
Spannungsverlust und produ-
zieren somit weniger Wärme.
Da der Strom durch die Motor-
wicklungen nicht nur an- und
ausgeschaltet, sondern auch
umgekehrt werden muß, umfas-
sen die ICs vollständige, aus je
vier D-MOS-Transistoren beste-
hende Brücken. Um die “obe-
ren” zwei Transistoren ansteu-
ern zu können, bedarf es einer

HALF/FULL

CONTROL

CW/CCW

ENABLE

SENS1

SENS2

RESET

L297

IC1

VREF

INH1

INH2

SYNC

HOME

STEP

OSC

17

18

19

20

10

15

14

13

12

16

11

4

A

6

B

7

C

9

D

5

8

1

3

2

ENABLE

BOOT1

SENSE

L6203

BOOT2

IC2

OUT1

OUT2

VREF

IN1

IN2

11

10

3

4

7

1

2

6

5

8

9

ENABLE

BOOT1

SENSE

L6203

BOOT2

IC3

OUT1

OUT2

VREF

IN1

IN2

11

10

3

4

7

1

2

6

5

8

9

K1

10

1

2

3

4

5

6

7

8

9

R2

3k9

R3

1k

R1

22k

C1

3n3

R7

0

Ω

5

C3

220n

R6

0

Ω

5

C4

220n

C10

100n

C9

100n

C5

15n

C6

15n

C7

15n

C8

15n

C11

22n

R4

10

Ω

C12

22n

R5

10

Ω

C2

100n

L1

L2

C13

10

µ

63V

5V

5V

5V

5V

994065 - 11

(C) Segment

994065-1

C1

C2

C3

C4

C5

C6

C7

C8

C9

C10

C11

C12

C13

H1

H2

H3

H4

IC1

IC2

IC3

K1

R1

R2

R3

R4

R5

R6

R7

0

+

L2

L1

994065-1

(C) Segment

994065-1

001

Schrittmotorsteuerung

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Elektor

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Steuerspannung, die höher als die Betriebsspannung liegt. Aus die-
sem Grund sind Bootstrap-Schaltungen integriert, von denen
lediglich die Kondensatoren C5...C8 sichtbar sind. R4/C11 und

R5/C12 dämpfen Spannungsspitzen über den Motorwicklungen.
Außerdem sind lediglich ein paar Entkoppelkondensatoren not-
wendig.
Der L6203 kann mit Strömen bis 4 A und Spannungen bis 42 V
arbeiten. Sicherheitshalber sollte man ein kleines Stückchen unter
42 V bleiben. Um eine Strombegrenzung muß man sich nicht küm-
mern. Wenn der Strom zu hoch wird, stellt das IC dies über R6
und R7 fest und schaltet ab. Diese Widerstände werden dem
Motorstrom angepaßt:
R6, R7 = 1 V / I

MOTOR

Obwohl der L6203 über eine thermische Sicherung verfügt, sollte
man ihn bei höherer Verlustleistung mit einem Kühlkörper aus-
statten, da sonst der Motor schnell abgeschaltet wird.
Beachten Sie, daß das Logik-IC L297 eine Versorgungsspannung
von +5 V (50 mA über K1) benötigt. Die Spannung an den
Anschlüssen 0 und + ist für den Schrittmotor bestimmt und sollte
gleich oder besser ein klein wenig höher sein als die Soll-Motor-
spannung.

(994065)rg

Stückliste

Widerstände:
R1 = 22 k
R2 = 3k9
R3 = 1 k
R4,R5 = 10

Ω

R6,R7 = 0

Ω5/3 W *

Kondensatoren:
C1 = 3n3
C2,C9,C10 = 100 n
C3,C4 = 220 n
C5...C8 = 15 n
C11,C12 = 22 n

C13 = 10

µ/63 V stehend

Halbleiter:
IC1 = L297 (ST

Micorelectronics)

IC2,IC3 = L6203 (ST

Microelectronics)

Außerdem:
K1 = 2

⋅5poliger

Pfostenverbinder mit
Schutzkragen

PC1...PC6 = Lötnägel
L1,L2 = bipolarer

Schrittmotor

Entwurf von Karlheinz Lorenz

Die Schaltung hat die Aufgabe, auf Knopfdruck Impulse defi-
nierter Länge zu erzeugen. Sie eignet sich hervorragend als
Zeitfenster-Geber für Frequenzzähler, besteht ausschließlich
aus preiswerten Standard-Bauteilen und kann in kurzer Zeit
aufgebaut werden.
Das Schaltbild zeigt mit IC1, einem 4060, einen 14stufigen Binär-
zähler mit integriertem Oszillator. Als Taktgeber arbeitet ein preis-

werter 4,096-MHz-Quarz, so daß nach der Teilung durch 2

14

ein

1-kHz-Signal am Ausgang (Pin 1) erscheint. Auf den Oszillator
folgt eine Reihe über die Carry-out-Ausgänge (Pin 12) kaskadierte
4017-Dezimalzähler (IC2...5), die die Referenzfrequenzen 100 Hz,
10 Hz, 1 Hz und 0,1 Hz zur Verfügung stellen.
Mit dem nicht-brückenden Drehschalter S1 kann man eine dieser
Frequenzen auswählen und dem Takteingang eines weiteren 4017-
Zählers zuführen. Im Gegensatz zu den anderen ICs dieses Typs

R1

2M

R2

2k2

X1

4.096MHz

C2

39p

C3

56p

C1

50p

S1

CTRDIV10/

IC2

CT=0

CT

≥

5

4017

DEC

14

13

15

12

11

10

4

9

6

5

1

7

3

2

&

+

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

CTRDIV10/

IC3

CT=0

CT

≥

5

4017

DEC

14

13

15

12

11

10

4

9

6

5

1

7

3

2

&

+

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

CTRDIV10/

IC4

CT=0

CT

≥

5

4017

DEC

14

13

15

12

11

10

4

9

6

5

1

7

3

2

&

+

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

CTRDIV10/

IC5

CT=0

CT

≥

5

4017

DEC

14

13

15

12

11

10

4

9

6

5

1

7

3

2

&

+

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

S2

R3

3k9

CTRDIV10/

IC6

CT=0

CT

≥

5

4017

DEC

14

13

15

12

11

10

4

9

6

5

1

7

3

2

&

+

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

R4

470k

R5

1k

D1

T1

BC547C

IC1

16

8

IC2

16

8

IC3

16

8

IC4

16

8

IC5

16

8

IC6

16

8

C4

100n

C5

100n

CTR14

IC1

4060

CT=0

RCX

10

11

12

15

13

14

11

13

12

CT

CX

RX !G

1

6

4

5

7

9

3

4

5

6

7

8

9

3

2

+

1kHz

100Hz

10Hz

1Hz

0Hz1

994002 - 11

10s; 1s; 100ms; 10ms; 1ms

15V

15V

15V

*

zie tekst

*

see text

*

siehe Text

*

voir texte

*

002

Meßwertgeber