步進馬達控制模組

上一篇說明的是步進馬達會用的脈衝電路，我們可以自己裝上電晶體來趨動馬達。

但在這裡要說明一下我的想法，也許這些東西在光華商場就買得到套裝的了。
我們甚至不需要了解原理，照表操課一樣可以裝出一些東西來。
但我個人還是喜歡從最土炮的方式學習起，即使以後不會這麼幹
 (這現隨便一個晶片就可以取代我們焊了老半天的電路板)
因為只有真正了解原理，才有創造性的應用。

下面是我們光華商場裡的源達買來的套件，各位可以對照上一篇的電路圖
仔細比較一下有什麼差異！？

一開始，電源會經過7806穩壓器會降至5V，再供應給IC 555以產生脈衝。此脈衝方波送到已燒錄程式的晶片GAL16V8，就會從其12, 13, 14, 15腳位依序輸出訊號控制電晶體，以供電至步進馬達。該套件使用5線2相激磁式步進馬達。

脈衝產生器 (用於步進馬達的控制)

新年開工了~~~

最近開始忙著找新房子，準備再租一間空間大一點的套房，

把原本的實驗「區」擴大為實驗「桌」(當然最終的目標是變成 Lab@Home囉！)

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言歸正傳，這一周先來做一個小實驗：利用555這塊晶片產生的脈波，送給4017晶片計數，然後依序讓4個LED亮燈，這個目的是為了來控制步進馬達。

如下圖(取自網路http://www.sdr.ebiz.tw/NPDP/Tech/Magnetic/step_motor1_2.gif)所示：

步進馬達利用線圈組進行轉速控制，第一組線圈通電一次，馬達轉若干角度，再換另一組線圈通電。依順序對線圈通電，使馬達不斷轉動。因此本實驗利用市售IC元件，模擬這個依序給予電流的的電路。

Tear down: 瓦斯熱水器內部構造

這幾個周末因為都在忙家裡的事，所以沒有實作的產出。不過因為剛好因為熱水器壞掉，所以就自己拆開來嘗試要修理，順道了解一下熱水器內部的構造與原理，並且用 block diagram來表示內部的作動原理。如上圖所示：

1. 冷水進入帶有橡皮片(橘色)的水盤之中，藉由水動壓把橡皮片往上撐。

2. 橡皮片往上撐，推動頂桿(灰色)連桿

3. 頂桿往上推，推動頂塊(綠色)

居家防盜鈴裝置

上一篇說到磁簧開關，若我們今天想利用磁簧開關來做家裡的防盜鈴，那我們需要什麼呢？
(1) 雙擲式磁簧開關(附磁鐵)    (2) 蜂嗚器    (3) 電池盒(附開關)
基本的原理就是把以上三個東西串聯在一起，然後把磁簧開關貼在門窗相對位置上。
當門是關著的時，永久磁鐵將開關吸引到"斷路"的狀態。
當門被打開時，磁鐵移開之後，就形成通路的狀態，然後就通電至蜂嗚器上。

到這裡沒有太大的問題，但若小偷又把門關上了呢？那就不讓他偷爽的？
所以另一個重點是，我們要用繼電器，建立一個自鎖的機制。

磁簧開關

所謂的開關就是使電路開通或者使之斷路，所以除了之前用過的機械式switch，繼電器，電晶體等等，還有一種叫做磁簧開關(Magnetic Reed Switches)。基本型式是將兩片磁簧片密封在玻璃管內，兩片雖重疊，但中間間隔有一小空隙。當外來磁場時將使兩片磁簧片接觸，進而導通。

而照片中的玻璃管內則有三片金屬片，中間那片帶有磁性。沒有磁場時，磁簧片向其中一側靠，而有磁場時，則被拉往另一側，像是雙擲開關一般。這種東西光華就有得買了，可以應用在門窗開關的感應上。

Reprap Introduction

In these days, I start to study 3D printer information. There is some information is worthy to share to every one, like below websit, Reprap Wiki
http://reprap.org/wiki/Main_Page
But I know if you are first time to see this website, you won't know where could start to study.
I choose one important page, RepRap Options, translated into Chinese.
You can quick review the main parts of 3D printer.

RepRap

This page attempts to make some sense, in general, of how all the pieces fit together to create a RepRap.

However, if you want to skip all this stuff and get straight to getting your hands dirty then your best bet is to take a look at The incomplete reprap beginner's guide and the build instructions category. In addition to those guides, you may also want to take a look at the links under the Models section below.

這一篇是先大致介紹Reprap目前發展出那些Model來，並且說明製作Reprap的機器需要那一些東西，以及整個outline的概念，一般來說，一台Reprap主要分成四個部分：software，electronics，mechanical，extruder，以下也就就這四大部分依序說明。但若你想要直接做一個來用，可以看另外兩篇：

(1) The incomplete reprap beginner's guide 

(2) build instructions

利用2N 6027做一顆心臟道具

這一周做了點不一樣的嘗試，我們不單只是去把電子元件兜起來，
我想要做一個道具，把上上星期學的振盪器裝在一個打霧面的壓克力盒內。
這樣看起來就像電影裡那些良心被狗吃掉的壞人，裝了一個撒旦給的心臟。
雖然我想買3D印表機來印一個超薄版的心臟，再裝上LED閃爍燈。
不過目前暫時先用霧面壓克力做一個，我個人覺得第一版已經十分滿意了。
看一下在黑暗之中的效果。

Relay振盪器

上一篇我們使用Relay做了一個開關，那這一篇更進階地要利用Relay做一個振盪器。
簡而言之，我們給Relay電力，讓它自已進行斷電的的動作，
然後斷電又回到原本預設給電力的狀態。如下圖所示：

Relay的使用

講到開關，不能不提到Relay。
雖然當初學生時代，都知道relay是在幹麼的，
但真正在做自動機器設計實作時，套裝好的PLC都幫我處理好跟relay相關的應用。
所以我倒還真的沒有真正用過一個relay。

像是今天用了才知道switch來回的電壓不同，有遲滯的現象。
像我手上這一顆是12V的，它大約升到8V就會turn on換邊，
但釋放掉大概是降到2V才turn off.
所以它跟我們真正要操作的東西，還是要有各自的配壓。

雙開關的原理

上上個星期是準備電源，這星期就來練習開關的應用。

一般只有ON-OFF開關使用方法十分簡單，沒什麼好做的。

我比較好奇家庭當中經常看到的雙開關是怎麼做到的。

我們可以在五樓開燈，走到四樓的時候關燈，也就是五樓、四樓都可以開關燈。

電源供應(二)

上個星期自己焊了一個可調式變壓器，那時就在想，那一般的手機充電器長什麼樣子？
雖然網路上找得到很多的資料，這也不是什麼特別的技術。
但抽屜裡那麼多個，放著也是放著，不如拆開來看看。

拆開來之後驗證之前學到的基本原理:
交流電源進來，先經過變壓線圈，繞過防EMI的線圈，
利用電容當buffer保設電路，再用電晶體來控制電流出
最後用4個1N4007來整流。

比起自己焊的電路，它們多了許多防EMI的線圈，以及更多的保護用二極體與電容。
甚至黑莓的變壓器竟然看到光耦合IC。
不過因為本身不是學電子的，所以更多的細節就沒辦法掌握了。
我在網路上有看到一張電路圖，它在變壓器的前端就有許多穩壓的設計了。
不過暫時先這樣，改天有機會再來好好研究。

Capture from website.

紅外線收發模組

延續上節無線電收發器(RF)，本篇使用紅外線收發模組進行實作。在光華商場就有賣這種套裝的模組，雖然我現在忘了是那家的。但不論去源達還是良興應該都找得到。

這個套裝模組利用IR Control Transmitter (PT2248)與振盪器(455K)將訊號送至IR LED來發射訊號；接收端則利用紅外線接收器(PRM6938)接收訊號，並傳至IR Control Receivers (PT2249A)。我們可以用這個訊號再來控制馬達正反轉之運動。

元件材料與電路圖如下：

無線電收發與編碼器模組電路

在進行自動化機械設計時，常須對機器進行遙控。而遙控器目前主要又分為無線電收發(RF)與紅外線(IR)。紅外線有方向與距離的要求，而無線電應用範圍則較廣。本篇先介紹RF的模組，搭配編碼器IC (HT-12E、HT12-D)與DIP開關，以避免外界雜訊干擾，並傳送帶有密碼之訊號。

雙H橋式電路控制IC應用

延續單H橋式IC TA7257控制單一馬達，本篇使用TA7279P的IC晶片，更進一步控制兩顆小型馬達的正反轉，由兩個單橋式驅動線路組成，同理對該晶片的IC腳位提供高低電位差(高至3.0V以上，低至0.8V以下)，可驅動小型馬達的正、反轉和煞車功能，但其提供的電流略低，平均為1.0A，最大為3.0A。外觀上則有散熱片的雙排平行腳。

在寫下這一系列的文章的同時，必須要提到我的大學同學李宇修

這些電路應用的實作，都是他和我在擔任NTU ME的助教時所做的。

因為那時開始有了薪水與時間，我們就想把所學的知識驗證出來，

也順道在機械設計的課程之中示範也學生看。

畢竟機械設計不單單只是機構，馬達的控制也是必須的。

我相信這些東西可以應用在大學的機械設計實作上。

感謝有他，讓這些實作有留下點東西。

回到主題，所需的元件與電路圖如下：

單H橋式電路控制IC應用

上個星期六製作了電源供應器，這個星期最主要是把當助教時期的用過的電子元件整理出來。包括這篇「單H橋式電路控制IC應用」，以及接下來的「雙H橋式電路控制IC應用」，「無線收發與編碼電路」，「紅外線收發模組」。

為什麼不是先整理ME的部分，而是EE的部分，
因為這些電子元件較容易切成一個模組，而且適合現在Blogger的長度。
ME的實作還需要點時間，再過一陣子會嘗試做一點出來

現在就先來看單H橋式電路控制IC的應用，
單H橋式電路可以用在小型馬達正反轉控制，

電源供應

這個Try Cell 暫時還不規劃太多東西，我先嘗試可以每周可以產出一些東西來充實內容。

不單單只是介紹一本書還是介紹一個知識，而是實際試作一些小東西。

所以本周為了開始準備機電整合的相關設備，我第一個想到的就是：我沒有電源供應器

所以去光華買了一個套件，自己回來焊。

其電路圖如下：