Amennyiben bármilyen problémád, kérdésed van (vagy hibát találsz) írj.

Megpróbálom közérthetően leírni, azonban sok helyen leírom a szakszavakat is, hátha az írásom nem elég világos, így máshol is utánakereshetsz.

Egy kis elmélet...

A lehető legegyszerűbb, ha egy egyszerű teljesítményfokozatot használsz. Erre itt egy példa....
A rajzon szaggatott vonallal van ábrázolva a léptetőmotor, mivel ez a valóságben is összetartozó és bonthatatlan egység...
Mint valószínűleg észrevetted nem szerepelnek az alkatrészek adatai.... Ez csupán egy elvi bekötési rajz.

Természetesen lehet vásárolni készen is hasonló áramkört (pl ULN 2003), aminek a bekötését itt látod... Mint valószínűleg észrevetted ez az áramkör 7 db teljesítmény fokozatot tartalmaz.

Ez a kapcsolás egy LED-et ábrázol (én is látom, hogy kettőt...) az áramkorlátozó ellenállással együtt. Tudom, hogy nem léptetőmotor, azonban mentségemre szóljon, hogy szükség lesz rá, ezenkívül mint az oldal címe sugallja nem csak léptetőmotorokról szól. Valószínűleg feltűnt minden LED-hez tartozik egy ellenállás. Azért készül így, mert 1 ellenállás esetén a terhelés függvényében változna a LED-ek fényereje. Tehát minél több világít, annál halványabbak lennének...
Akkor egy kis matematika... Szükségünk lenne a LED nyitófeszültségére, ami katalógusadat. Színenként szóródik, de általában 1,3-1,8 V között van (piros, zöld, sárga) mi tekintsük 2 V-nak. A nyomtatóportról 5 V feszültség érkezik (elvileg, gyakorlatban 3,6-4,8 V szokott lenni). Tehát az ellenállásnak 3 V-ot kell "elfűteni". A legtöbb LED képes ugyan 100 mA áramerősséget tartósan elviselni (és fényként leadni), azonban a nyomtatóport csak 10 mA leadására képes. Ezután már Ohm törvénye alapján egyszerűen kiszámítható a szükséges ellenállás.

R=U/I
R=3/0,01=300

Tehát 300 Ohm-os ellenállásra van szükség. Szabványos ellenállás azonban csak 270 illetve 330 Ohm-os van. Bármelyik használható, ugyanis az eltérés csupán 1%, ami 1 mA-t jelent.

A kapcsolás egy tranzisztoros fokozat segítségével egy relét húz meg. A szaggatott vonalon belül a relé látható.
Itt hívnám fel a figyelmet, hogy a védődiódát mindenképp be kell tenni, és elég nagyméretűre van szükséged (a névleges terhelhetőség 2-3 szorosa a minimum). Ennek az az oka, hogy a tekercsben kikapcsoláskor (a fluxusösszeomlás miatt) egy nagy feszültségű impulzus keletkezik, ami a meghajtófokozatot tönkretehetné. (12 V-os tápnál ez 50-80 V is lehet.....) Ezt akadályozza meg a dióda. Kicsit részletesebben... A tekercsekben a feszültség kikapcsolásakor a mágneses tér összeomlik, és a tekercs gyakorlatilag egy transzformátorként működve a táphoz képest fordított polaritású feszültséget küld vissza. Ezt a feszültséget a dióda rövidre zárja, megvédve ezzel a tranzisztort. Elvileg megtehetnénk, hogy egy olyan méretű tranzisztort használunk ami ezt a feszültséget biztonsággal elviseli, azonban egy ilyen tranzisztor többszörösébe kerülne, mint a jelenleg használt a védődiódával együtt. Tehát egyszerűen nem gazdaságos...
Ezzel a kapcsolással (amennyiben megfelelő terhelhetőségű a relé) már hálózati eszközöket is kapcsolhatsz.....
Ennek a kapcsolásnak hátrányai vannak. Egyrészt a kapcsolás lassú, és a relében lévő mozgó alkatrészek miatt korlátozott az élettartama. Amennyiben azonban pl. éjszakai világítás bekapcsolására szeretnéd használni arra megfelel....

Jogosan merülhet fel a kérdés, hogy miért nem használunk nagyobb teljesítményű tranzisztort ?
Erre több okunk is van. Egyrészt természetesen drága.... Ezenkívül a tranzisztort egyenáramú eszköz, tehát váltakozó feszültség kapcsolására alkalmatlan. Persze a tranzisztor áramerősítését sem lehet figyelmen kívül hagyni, de erről néhány sorral lejebb olvashatsz.

Ismét egy kis elmélet....
A tranzisztor katalógusadataiból minket leginkább érdeklő adatok:

• Maximális áramerősség. Ezt az áramerősséget képes kapcsolni a tranzisztor. Általában I_CEmax-ként szerepel a katalógusban...
• Maximális Feszültség. U_CEmax-ként szerepel a katalógusban...
• Áramerősítési tényező. Ezt ß-ként, vagy h_21e-ként találod...

A legfontosabb, hogy a feszültség és áramerősség határadat. Ezt még rövid időre sem szabad túllépni.
Egy izzó például a névleges áramerősség 6-10-szeresét veszi fel a bekapcsolás pillanatában, amitől adott esetben a tranzisztorod már megadja magát. Érdemes tehát itt is túlméretezni, hiszen a hibás alkatrész cseréje ismét pénzbe kerül, és nem kis bosszúságot okoz...
Az áramerősítési tényező gyakorlatilag egy szorzó, és azt mutatja meg, hogy a tranzisztor bázisára (vezérlő bemenet) kapcsolt áramerősség hatására mekkora áramerősséget enged át a tranzisztor.
Egy példa....
A portról 10mA a megengedett áramerősség. Az adott tranzisztorunk ß-ja 100. Ebben az esetben az eszközünk 1A áramot tud kapcsolni....
Érdemes megjegyezni, hogy a tranzisztorok erősítése erős szórást mutat, tehát egyenként ki kell mérni. Erre általában már a legolcsóbb multiméterek is képesek...
Amennyiben nagyobb áramerősséget szeretnénk kapcsolni, akkor vagy nagyobb ß-jú tranzisztorra van szükség, vagy valamilyen más megoldás szükséges. Egy ilyen megoldás lehet a relé használata. Természetesen megteheted, hogy két tranzisztort kaszkádba kapcsolsz. Íme...

Ebben az esetben a tranzisztorok ß-ja szorzódik, tehát hatalmas erősítést érhetsz el. Természetesen az első tranzisztor lehet kisebb teljesítményű is, ami költségtakarékossá teszi a kapcsolást.

Természetesen megteheted, hogy úgynevezett darlington tranzisztort vásárolsz. Ebben az esetben az előző kapcsolást vásárolod meg egyetlen tokban... Míg egy normál tranzisztor áramerősítése általában 80-250 között van, egy darlingtoné 500-10000 között szokott lenni. Ilyen például a viszonylag elterjedt TIP110, aminek a ß-ja 800-1000 közötti.

Védekezünk....

Egyébként érdemes minden kapcsolásnál betartani, hogy amennyiben nem egyetlen tápegységről üzemelteted a vezérlést és a léptetőmotort (ami egyébként indokolt) akkor mindenképp érdemes egy optikai leválasztást beiktatni. Így az egyik készülék meghibásodása nem teszi tönkre a másikat is. (Ami egy PC vezérlésnél nem lényegtelen.) Az elv egyszerű, egy LED megvilágít egy fototranzisztort, így a két áramkör nem kerül galvanikus kapcsolatba egymással (Elektromosan nincs kapcsolat a két áramkör között). Természetesen mindez egy zárt tokban van, hogy a külső fény ne zavarja meg. Ilyenek például: CNY17, 4N25....

Ugye-ugye? Itt látod a LED előtét ellenállására a példát....
A fototranzisztor erősítése a fény erősségével arányos. A legtöbb tranzisztor egyébként fényérzékeny, ezért zárják átlátszatlan tokba. Amennyiben azonban ezt a tokot eltávolítod, akkor már használható fototranzisztorként (ez azért nem elterjedt a nehézségek miatt).

És természetesen a bemeneteket is illik leválasztani. Erre itt egy kapcsolás, amivel a 10, 11, 13, 15-ös lábakra küldött jelet illesztheted.

Persze nem feltétlen kell optocsatolót használni, megteheted, hogy egy infra LED-et, és fototranzisztort használsz, és a kettő közé kerülő tárgyat érzékeled. Például egy léptetőmotoros vezérlésnél lehet végálláskapcsolót ilyen módon megoldani. Az egyszerű mikrokapcsoló általában pontatlansága miatt nem megfelelő erre a célra, ám amennyiben nem szükséges a pontosság akkor használhatod...

Ha esetleg szükséged lenne az 5. bemenetre is, az is megoldható....

Ezzel a megoldással a port 12. lábán elérhető bemenetet lehet kapcsolni. Mint valószínűleg feltűnt, itt +5V-ra van szükséged, amit a számítógépről kell biztosítanod. Ezt megoldhatod egy tápcsatlakozó kivezetésével, azonban így nem lesz mobilis a készüléked (problémát okoz egy másik gépről való működtetése). Leveheted a játékportról, de mi van ha nincs a másik gépen? Lehetőséged van a billentyűzetcsatlakozóról megszerezni a szükséges feszültséget, azonban ennek korrekt megvalósításához egy hosszabbítót kell készítened. Illetve lehetőséged van még a printerportról is megszerezni, azonban ebben az esetben egy kimenetről le kell mondanod. Egyik sem túl kecsegtető ajánlat. Inkább a portot kellene bővíteni, de erről később...

Kapcsolások

Íme itt egy egyszerű tranzisztoros fokozat optikai leválasztással.
A védődiódából láthatod, hogy tekercshez készült a kapcsolás. Tehát elsősorban léptetőmotorhoz használható. (Reléhez túlzás lenne a darlington)

Érdemes azonban tudni, hogy kapható erre a célra kifejlesztett IC is. Ilyenek például: ULN 2003, ULN 2004. A bekötése a képen... Ebben a tokban 7 db teljesítményfokozat található, ami maximum 50V, 500 mA leadására képes.
És mint láthatod, még a védődiódát is integrálták, így erre sincs gond.

És persze a bekötése. Lustaságból itt csak 3 relét tettem a rajzra, értelemszerűen beköthető a maradék 4 is...

És persze itt az adatlap ha szükséges...

Két léptetőmotor vezérléshez persze kevés a 7 teljesítményfokozat. A 28XX sorozat tagjai (2803, 2804, stb) már 8-at tartalmaz, bár kevésbé elterjedt (mivel nagyjából kétszer annyiért vesztegetik...). Itt az ULN2803 adatlapja.

És most egy nagyobb teljesítményű változat:

Ebben a megoldásban a 7407-es IC-nek csupán a szintillesztés a feladata. Amennyiben kis teljesítményleadásra van szükség, akkor a tranzisztorok elhagyhatók, tehát elég "csak" egy 7407 IC (6 db nem invertáló puffer), vagy egy 74373 (8 db D tároló).

Egy még nagyobb teljesítményű változat:

Természetesen más logikai meghajtás is elképzelhető (persze a tranzisztoros fokozat akkor is szükséges), erre akkor lehet szükség, ha például nem megfelelő az, hogy 4 kimenetet (vagy többet) igényel egy léptetőmotor. Például egyidőben 3 léptetőmotort kell vezérelni számítógépről... Nem részletezem, de a legegyszerűbb ezt a nyomtatóportról (párhuzamos port) vezérelni, ahol azonban csak 8 kimenet van. (+ 4 vezérlőbit..)
Természetesen logikai áramkörökkel tovább bővíthető a port tudása, így több léptetőmotort is vezérelhetsz egyidőben a portról, illetve más lehetőségek is elképzelhetőek...

Elsőre egy olyan kapcsolás, ami nem igényel semmi mást. Egyszerűen rákötöd a tápfeszültséget, a motort, és használod. Bár sajnos elég korlátozott a felhaszálhatósága.
Az áramkör viszonylag egyszerű. A tápfeszültségből a 7805-s IC stabil 5V-ot állít elő az áramkör számára. Amennyiben 5 voltról szándékozol táplálni az áramkört (pl mert a motorod 5 Voltos, akkor értelemszerűen elhagyandó.
A K kapcsoló egy háromállású eszköz. Középállásban a motor áll, egyik irányba zárva a motor forog, másik irányba tolva a kapcsolót, a motor ellentétes irányba forog.

Ezzel az áramkörrel 4 db léptetőmotort köthetsz a 8 adatbitre, ennek azonban az az ára, hogy le kell mondani a félléptetéses üzemmódról.
Ezt a kapcsolási módot STEP-DIR vezérlésnek nevezik. Az egyik bemenet határozza meg a léptetés irányát, a másik bemenetre adott impulzus hatására történik meg a léptetés.
Természetesen a rajzból láthatod, hogy a vezérléssel nem tudod tartófeszültségre kapcsolni a motort. Tehát erről vagy egy másik áramkör gondoskodik, vagy alacsonyabb teljesítménnyel üzemelteted.

Nos lássunk egy olyan kapcsolást, amivel megduplázhatod a kimenetek számát. Az elv igen egyszerű, a vezérlőbitekkel engedélyezed a neked megfelelő IC-t, majd az adatbiteket beírod. (A 74573 egy 8 bites tároló) Az elvből természetesen az is következik, hogy nem tudod egyszerre mind a 16 kimenetet vezérelni.... Nem lesz nagy az eltérés, de mégis érdemes tudni róla. (A leglassabb port is képes 10kHz-es vezérlésre)
Itt érdemes megjegyezni, hogy a felhúzó ellenállás sok esetben elhagyható, de nem egy veszélyes összeg, így érdemes betenni. (Amennyiben CMOS IC követi, akkor kimaradhat.)
Természetesen bővíthető ez a megoldás 4*8 bit-ig. (4 vezérlőbited van.)

Persze előfordulhat, hogy ez is kevésnek bizonyul.... Nehezen elképzelhető, de szükség lehet rá (általában egyszerűbb egy újabb portot betenni...). Tehát most egy olyat lássunk, ahol kicsit több kimenet van. Egészen pontosan 8*8 bit várja a vezérlést. Természetesen nem felejtettem el a többi 74LS573-as IC-t csak nem akartam olyan nagy képet felrakni.... Szerintem a vezérlés így is egyértelmű.

Persze bonyolultabb kapcsolásokkal tovább is lehet bővíteni, de nem sok értelme van, ugyanis egyszerűbb és olcsóbb még egy portot felhasználni.

Természetesen ezen az elven a bemenetek száma is növelhető...

Köszönöm a türelmet, hogy eddig velem tartottál.
Az eddig megszerzett ismeretek alapján a következő kapcsolás már nem igazán fog problémát okozni. Természetesen az alapvető információkat azért közlöm...

Az áramkör két bemenetet igényel. A DIR bemenet határozza meg a lépésirányt, a CLK órajel hatására történik meg a léptetés.
Tehát... Az optikai leválasztást talán nem kell magyarázni. Az innen érkező jeleket egy 7486-os IC két kapuja fogadja. A másik két kapu a 7474-es IC-vel egy Gray-kódú kétbites számlálót alkot (a Gray-kódú számláló jellegzetessége, hogy a szomszédos állapotok mindíg csak egyetlen bitben térhetnek el egymástól). A visszacsatolások a forgásirány meghatározásához szükségesek. A hozzá kapcsolódó kondenzátor és ellenállás a bekapcsoláskori alaphelyzetbe állításról gondoskodik.
A 74122-ből felépített időzítő (újraindítható monostabil) a tartóáramot kapcsolja. Ameddig a léptetőimpulzusok (CLK) sűrűbben érkeznek mint az monostabil időállandója, addig +12V-ot kapcsol a motorra, amennyiben ez nem teljesül, akkor átkapcsol és a +5V-ot engedi a motorra. A lépésidőt a 33K-s ellenállás és a kondenzátor határozza meg. (jelenleg kb. 40 ms)

Következzen egy kapcsolás, amivel hálózati feszültséget kapcsolhatsz... Ezzel elindíttathatod a kávéfőzőt reggel, felkapcsol(tat)hatod a villanyt.... Csak a képzeleted szab határt a felhasználásnak.

Ebben az esetben a 8 adatbit bármelyikére kötheted a szilárdtest relét, illetve mindegyikre tehetsz 1-et. Amennyiben ez kevés, akkor a vezérlőbitekre is tehetsz természetesen. Ha ez sem elegendő, akkor valamelyik bővített portot használhatod (Az előzőleg bemutatott kapcsolások valamelyikét). Ennél a kapcsolásnál nem tettem be optikai leválasztást, mivel a szilárdtest relé általában már tartalmaz egy ilyet. Az ellenállás értéke az alkalmazott szilárdtestrelétől függ. (180-270 Ohm általában megfelelő, de némelyik típusban benne van.) Természetesen áttervezheted úgy, hogy relével menjen (lényegesen olcsóbb), de ezt már rád bízom... (valahol előrrébb láthattál ilyet)

Felhívom a figyelmed a balesetvédelmi előírások betartására, ugyanis itt már hálózati feszültséget kapcsolgatsz.....

Na jó beteszem egy szilárdtest relé kapcsolási rajzát is.
Természetesen ezt a rajzot "csak" azért tettem be, hogy tudd mit találsz a tokban amit megvásárolsz... Mivel egyszerűen nem éri meg otthon építgetni. (persze ha rengeteg alkatrészed van, a pénztárcád viszont vékony, akkor esetleg...)

Nos, ha már úgyis más áramköröket kevertem ide.... Íme egy kapcsolás, amivel 7 szegmenses LED kijelzőt illeszthetsz a portra. Természetesen a bemeneteket az adatbitekre kell kötni, itt azt nem tüntettem fel.

Ennek a kapcsolásnak is van értelme... Könnyen elképzelhető egy olyan beépített rendszer, aminél visszajelzésként egy ilyen kapcsolás szolgál. Például ha egy vasútmodell terepasztalát szeretnéd számítógéppel vezérelni, akkor nem igazán illik a látványhoz egy monitor... Ilyen esetben egyszerűen minden visszajelzést ezen a kis áramkörön keresztül kapsz. Ugyanis többféle üzemmódra van lehetőség (automata, félautomata, manuális).

A nyomtatóport bekötése

Hát ez így elég bonyolultnak tűnhet, de nem kell megijedni, mindjárt tisztább lesz egy kicsit.
A 8 bit kimenet azt hiszem tiszta, így nem is magyarázom...
Bemenetek: (Státusz bitek)
10, 11, 12, 13, 15-ös csatlakozók...
Újabb kimenet: (Vezérlő bitek)
1, 14, 16, 17-es csatlakozók....

Az adatok a hagyományos EPP portra igazak, de ez megtalálható a legrégebbi gépekben is. Az újabb gépekben már az adatbitek például bemenetként is funkcionálnak, de érdemes úgy tervezni, hogy az adott eszköz mindegyik gépben működjön.... Egyébként a programoknak már egy 386-os gép is elég, és azt (kis szerencsével) még ingyen is be lehet szerezni... Sajnos más problémák is adódnak a nyomtatóporttal. Például az 5 bemenetből gyakorlatilag csak 4-et tudunk hasznosítani, ugyanis az 5.-re +5V-ot kellene vezetni, ami kicsit macerás... (igazából nincs is szükség rá).
Érdemes elkészíteni az itt lerajzolt kapcsolást, erre majd a programozásnál lessz szükség. Elég egyszerű, és egy hibás program miatt nem égetsz le 1-2 léptetőmotort. (nem drága alkatrészekre van szükséged.) Tehát az első programozási kísérletekhez ajánlott.

A kapcsolás néhány részletét érdemes kicsit megmagyarázni (ha még nem jöttél volna rá). A bemenetre kötött nyomógombokkal párhuzamosan van kötve 1-1 kapcsoló. Ezt azért láttam szükségesnek, mert így nem kell adott esetben 4 nyomógombat lenyomva tartani.... A LED-ek és a GND közé szintén betettem 1-1 kapcsolót (K1-K2), így egy mezei toldóvá "alakítható", tehát nem feltétlen kell a csatlakozókat lecibálni, egyszerűen egy másik hosszabbító kábellel továbbviszed a jelet. Amennyiben a továbbmenő GND ágba is beteszel egy kapcsolót (a rajzon nem szerepel), akkor a már elkészített kapcsolásod is rákötve maradhat a program tesztelésének befejezése után is.....

Azért pár dolgot érdemes betartani. A 18-25 pontokat mindíg kösd össze. Ez a test, ami elvileg a portnál össze van kötve, azonban tapasztalatok alapján ez nem mindíg van így. Lehetőleg ún. hosszabbító kábelt használj az összekötéshez, és ne nyomtatókábelt. Néhány gyári nyomtatókábelben nincs minden vezeték bekötve (kellemetlen tapasztalat), így meglepetések érhetnek. (Természetesen a laplink kábel is megfelel, de akkor a csatlakozókra figyelj.)

Érdemes megemlíteni, hogy egy gépben egyszerre maximum 4 printerport lehet.
Akkor egy táblázat a port lehetséges címeivel....

Mint látod 6 lehetséges báziscím fordulhat elő (a max 4 porthoz).

Akkor most lássuk a kezelését. (Ehhez jó a ledekkel felépített kapcsolás)
Elöször egy a gépen már úgy is meglévő programot használunk... Tehát indítsd el a debug nevű programot. Ehhez DOS alatt (vagy Win3x-Win9x alatt egy DOS ablakba) a debug parancsot. Innen elég egyszerűen lehet parancsokat kiadni...

- O 378 FF
A 378 báziscímű port adatregiszterébe 255-öt ír (az összes adatbit LED-je világít).

- O 378 00
A 378 báziscímű port adatregiszterébe 0-t ír (az összes adatbit LED-je kialszik).

- O 37A 04
A 378 báziscímű port vezérlőgiszterébe 4-t ír (az összes vezérlőbit LED-je világít).

- I 379 04
A 378 báziscímű port státuszregisztereit beolvassa (a kapcsolók állását olvassa be).

Érdemes az adatportra írással kezdeni... Ha nem sikerül elsőre (és figyeltél a szóközökre), akkor sem kell elkeseredni, egyszerűen nem azon a címen van a port. A táblázatból próbálj másikat.