DE3428751A1 - Verfahren und schaltungsanordnung zur steuerung des laufs eines schrittmotors - Google Patents

Verfahren und schaltungsanordnung zur steuerung des laufs eines schrittmotors

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DE3428751A1 DE19843428751 DE3428751A DE3428751A1 DE 3428751 A1 DE3428751 A1 DE 3428751A1 DE 19843428751 DE19843428751 DE 19843428751 DE 3428751 A DE3428751 A DE 3428751A DE 3428751 A1 DE3428751 A1 DE 3428751A1
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P8/00Arrangements for controlling dynamo-electric motors rotating step by step
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Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine
  • Schaltungsanordnung zur Steuerung des Laufs eines Schrittmotors, dessen Antriebsenergie durch Abgabe von Stromimpulsen bereitgestellt wird und dem eine erhöhte Antriebsenergie in Form von veränderten Stromimpulsen in dem Fall zugeführt wird, daß ein Nichtlaufen auf einen ihm zugeführten Stromimpuls festgestellt worden ist.
  • Eine Schaltungsanordnung der vorstehend bezeichneten Art ist im Zusammenhang mit einer elektronischen Uhr bereits bekannt (DE-PS 27 45 052). Bei dieser bekannten Schaltungsanordnung wird ein Uhrenmotor mit Treibsignalen von einer Treiberschaltung her gespeist, die eine Detektoreinrichtung zur Steuerung des Energiegehalts der betreffenden Treibsignale aufweist. Die Detektoreinrichtung ermittelt dabei nach dem Ende eines Treibsignals den Zustand der mechanischen Last für den betreffenden Uhrenmotor aus der induzierten Spannung oder dem induzierten Strom der Motorspule. Die Motorspule erhält im Zustand geringer Last ein energiearmes Treibsignal, während sie im Zustand hoher Last ein energiereiches Treibsignal zugeführt erhält. Das betreffende Treibsignal wird dazu in seiner Impulsbreite entsprechend verändert. Dies bringt neben dem Nachteil eines nicht unerheblichen schaltungstechnischen Aufwands noch den Nachteil mit sich, daß es zu zuweilen als unerwünscht anzusehenden Regelschwingungen kommen kann, wenn von Speisezeitpunkt zu Speisezeitpunkt des Uhrenmotors unterschiedlich breite Treibsignale bereitgestellt werden.
  • Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, einen Weg zu zeigen, wie der Lauf eines Schrittmotors, ohne störende Regelschwingungen in Kauf nehmen zu müssen, gleichmäßiger gesteuert werden kann, als dies bisher der Fall war.
  • Gelöst wird die vorstehend aufgezeigte Aufgabe bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch, daß die Erhöhung der Antriebsenergie für den Schrittmotor lediglich durch Erhöhung der Stromamplitude des jeweiligen Stromimpulses um einen vorgegebenen Wert bei konstant gehaltener Impulsbreite vorgenommen wird und daß eine derart erhöhte Antriebsenergie für den Schrittmotor bereitstellende Stromimpulse jeweils zumindest während einer festgelegten Anzahl von Stromimpulsen dem Schrittmotor zugeführt werden, bevor eine Verminderung der Stromamplitude des/der anschließend dem Schrittmotor zugeführten Stromimpulses/Stromimpulse um einen vorgegebenen Wert bei konstant bleibender Impulsbreite vorgenommen wird.
  • Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, daß auf relativ einfache Weise sichergestellt ist, daß der Lauf eines Schrittmotors so gesteuert erfolgt, daß dieser Lauf auch sichergestellt ist, ohne daß es zu sonst störenden Regelschwingungen bei der betreffenden Steuerung kommt. Dies bedeutet, daß der Schrittmotor insgesamt gleichmäßiger läuft, als dies bisher möglich war. Darüber hinaus ergibt sich der Vorteil eines besonders geringen Stromverbrauchs sowie eines besonders ruhigen und leisen Laufs. Schließlich eignet sich die vorliegende Erfindung in vorteilhafter Weise für den Einsatz bei Antrieben, die sehr genau laufen müssen.
  • Vorzugsweise wird die Erhöhung und die Verminderung der Stromamplitude des jeweiligen Stromimpulses um jeweils gleich große Werte vorgenommen. Dies bringt den Vorteil mit sich, daß die jeweils erforderliche Änderung der Stromamplitude der Stromimpulse besonders einfach erfolgen kann.
  • Zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung wird zweckmäßigerweise eine Schaltungsanordnung mit einer Motorspeiseschaltung für die Abgabe von Stromimpulsen an den Schrittmotor und mit einer Bewertungsschaltung verwendet, welche die Induktionsspannung des Schrittmotors bewertet, die an diesem nach Zuführen eines Stromimpulses auftritt, und welche Korrektursignale an die Motorspeiseschaltung zur Korrektur der Stromamplitude der anschließend abzugebenden Stromimpulse abzugeben vermag. Diese Schaltungsanordnung ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß die Motorspeiseschaltung eine Mehrzahl von zueinander parallel liegenden Motorstromversorgungszweigen aufweist, die von einer Steueranordnung her gesondert aktivierbar sind, und daß die Steueranordnung mit einem Steuereingang am Ausgang der Bewertungsschaltung angeschlossen ist. Hierdurch ergibt sich der Vorteil eines insgesamt relativ geringen schaltungstechnischen Aufwands, um den Lauf des Schrittmotors in sicherer Weise zu steuern.
  • Zweckmäßigerweise weist die Steueranordnung einen ersten Zähler auf, dessen Zählerstellung durch von der Bewertungsschaltung abgegebene Korrektursignale veränderbar ist und der ausgangsseitig die Motorstromversorgungszweige wirksam zu steuern gestattet. Hierdurch ergibt sich der Vorteil eines besonders geringen schaltungstechnischen Aufwands für die Realisierung der genannten Steueranordnung.
  • Vorzugsweise ist der genannte erste Zähler ein Vorwärts-/Rückwärts-Zähler, der an einem Vorwärtszählanschluß die Korrektursignale von der Bewertungsschaltung zugeführt erhält und der mit einem Rückwärtszählanschluß an einer Rückzählanordnung angeschlossen ist, die in dem Fall jeweils einen Rückzählimpuls abzugeben vermag, daß während einer vorgegebenen Zeitspanne ein Vorwärtszählen des ersten Zählers unterblieben ist. Durch diese Maßnahmen ergibt sich in vorteilhafter Weise eine besonders einfache Realisierung der genannten Steueranordnung.
  • Vorzugsweise weist die Rückzählanordnung einen zweiten Zähler auf, der mit einem Zählereingang an einer Impulsabgabeeinrichtung und mit einem Zählerausgang an dem Rückwärtszählanschluß des ersten Zählers angeschlossen ist; einem Rücksetzeingang des zweiten Zählers sind Rücksetzimpulse auf die von der Bewertungsschaltung abgegebenen Korrektursignale hin zuführbar. Durch diese Maßnahme ergibt sich der Vorteil eines besonders geringen schaltungstechnischen Aufwands für die Realisierung der genannten Rückzählanordnung.
  • Die genannte Bewertungsschaltung weist zweckmäßigerweise einen Pegelkomparator auf, der eine vorgegebene Zeitspanne nach Wirksamsteuern der Motorstromversorgungszweige hinsichtlich der Abgabe eines Ausgangssignals wirksam gesteuert ist; dem betreffenden Pegelkomparator ist ein Signal zwischenspeicher nachgeordnet, der ausgangsseitig die genannten Korrektursignale abzugeben vermag. Hierdurch ergibt sich der Vorteil eines insgesamt relativ geringen schaltungstechnischen Aufwands hinsichtlich der Realisierung der genannten Bewertungsschaltung.
  • Die Wirksamsteuerung der Stromversorgungszweige erfolgt zweckmäßigerweise im Rhythmus von von einem Impulsgenerator abgegebenen Impulsen, die auch zur Ansteuerung der Bewertungsschaltung herangezogen werden. Dies bringt den Vorteil eines insgesamt relativ geringen schaltungstechnischen Aufwands hinsichtlich der Ansteuerung der Stromversorgungszweige und der Bewertungsschaltung mit sich.
  • Von besonderem Vorteil ist es, wenn der genannte Impulsgenerator zugleich die den genannten zweiten Zähler steuernde Impulsabgabeeinrichtung bildet. Dadurch wird ein besonders geringer schaltungstechnischer Aufwand erzielt.
  • Die Motorstromversorgungszweige weisen vorzugsweise gleich große Widerstandswerte auf. Dies bringt den Vorteil eines besonders geringen schaltungstechnischen Aufwands für die Realisierung dieser Motorstromversorgungszweige mit sich.
  • Es ist aber auch möglich, daß die Motorstromversorgungszweige unterschiedlich große Widerstandswerte, z.B. binär gestufte Widerstandswerte, und zwar einschließlich des Widerstands des Schrittmotors, aufweisen. Dadurch ergibt sich dann der Vorteil eines besonders geringen Steuerungsaufwands für die Wirksamsteuerung dieser Motorstromversorgungszweige.
  • Zweckmäßigerweise sind die Motorstromversorgungs zweige durch MOS-Transistoren gebildet. Dies bringt den Vorteil mit sich, die Motorstromversorgungszweige auf relativ einfache Weise den jeweils gewünschten Verhältnissen entsprechend auslegen bzw. dimensionieren zu können.
  • Überdies bringt diese Maßnahme den Vorteil mit sich, die betreffenden Stromversorgungszweige zusammen mit den übrigen Anordnungen in einer einzigen integrierten Schaltung zusammenfassen zu können.
  • Anhand von Zeichnungen wird die Erfindung nachstehend beispielsweise näher erläutert.
  • Fig. 1 zeigt in einem Blockdiagramm ein Ausführungsbeispiel einer Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung.
  • Fig. 2 zeigt in einem Blockdiagramm den möglichen Aufbau einer bei der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 1 verwendeten Bewertungsschaltung.
  • Fig. 3 zeigt in einem Blockdiagramm den möglichen Aufbau einer Zähleranordnung einer bei der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 1 verwendeten Steueranordnung.
  • Die in Fig. 1 dargestellte Schaltungsanordnung weist einen Schrittmotor 1 auf, der für die Ausführung eines Drehschritts zuerst von einem Strom der einen Polarität und sodann von einem Strom der anderen Polarität durchflossen werden muß. Dieser Schrittmotor 1 ist mit einer hier aus zwei Schaltungsteilen 2, 3 bestehenden Motorspeiseschaltung verbunden, welche für den Lauf des Schrittmotors 1 dienende Stromimpulse bereitzustellen vermag, wie dies weiter unten noch ersichtlich werden wird.
  • Der Motorspeiseschaltungsteil 2 weist eine Mehrzahl von Motorstromversorgungszweigen 5, 6 auf, die zueinander parallel liegend zwischen Spannungsanschlüssen +U bzw. -U angeschlossen sind. Der Motorspeiseschaltungsteil 3 weist im vorliegenden Fall ebenfalls eine Mehrzahl von zueinander parallel liegenden Motorstromversorgungszweigen 7, 8 auf, die ebenfalls zwischen einem Spannungsversorgungsanschluß +U und einem Spannungsversorgungsanschluß -U liegen. Jeder der betreffenden Motorstromversorgungszweige 5, 6, 7, 8 besteht im vorliegenden Fall aus zwei zueinander in Reihe geschalteten Drain-Source-Strecken zweier MOS-Transistoren 29, 30 bzw. 31, 32 bzw. 33, 34 bzw. 35, 36; hierbei dienen die Drain-Source-Strecken der betreffenden MOS-Transistoren als Widerstände. Bei den genannten MOS-Transistoren mag es sich vorzugsweise um solche Transistoren von Transmission-Gattern handeln.
  • Die Gate-Elektroden der gerade erwähnten MOS-Transistoren 29 bis 36 sind mit den Ausgängen von Verknüpfungsgliedern 10 bis 13 verbunden. Dabei sind die Gate-Elektroden der MOS-Transistoren 29 und 33 bzw. der MOS-Transistoren 32, 35 mit dem Ausgang jeweils eines UND-Gliedes 11 bzw. 13 verbunden, und die Gate-Elektroden der MOS-Transistoren 30, 34 bzw. 31, 30 sind mit dem Ausgang jeweils eines UND-Gliedes 10 bzw. 12 verbunden. Die einen Eingänge der UND-Glieder 10, 12 sind gemeinsam an einem Ausgang 19a eines Impulsgenerators 19 angeschlossen; die einen Eingänge der UND-Glieder 11, 13 sind an einen Ausgang 19b des Impulsgenerators 19 angeschlossen.
  • Dieser Impulsgenerator 19 gibt von jedem seiner Ausgänge 19a, 19b Impulse beispielsweise im Rhythmus von 0,5s oder ls ab. Dabei treten die Impulse am Ausgang 19b gegenüber den Impulsen am Ausgang 19a des Impulsgenerators 19 mit einer bestimmten Phasenverschiebung von z.B. 1800 auf. Im Rhythmus des Auftretens dieser Impulse werden die Verknüpfungsglieder 10 bis 13 entsprechend übertragungsfähig gesteuert. Dabei werden jeweils diejenigen Verknüpfungsglieder wirksam gesteuert, die an ihren anderen Eingängen entsprechende Einstellsignale von einer Steuereinrichtung 9 her zugeführt erhalten, die zusammen mit den Verknüpfungsgliedern 10 bis 13 eine Steueranordnung für die Motorspeiseschaltung 2, 3 bildet.
  • An den Ausgängen 19a, 19b des Impulsgenerators 19 ist gemäß Fig. 1 noch eine Bewertungsschaltung 4 mit Impulseingängen 37a, 37b angeschlossen. Diese Bewertungsschaltung 4 ist mit Signaleingängen an den Anschlüssen des Schrittmotors 1 angeschlossen, um dessen Induktionsspannung zu ermitteln, die auftritt, nachdem der Schrittmotor 1 auf eine impulsweise Stromversorgung hin eine Laufbewegung ausgeführt hat.
  • Mit den Ausgängen l9a, 19b des Impulsgenerators 19 ist ferner die bereits erwähnte Steuereinrichtung 9 mit Impulseingängen 38a, 38b verbunden. Die Steuereinrichtung 9 ist mit einem Steuereingang 14 an einem Korrektursignalausgang 15 der Bewertungsschaltung 4 angeschlossen.
  • Gemäß Fig. 1 ist die Steuereinrichtung 9 mit einem Rückstelleingang 39 an einem Rückstellschalter 40 angeschlossen, auf dessen Betätigung hin dem Rückstelleingang 39 eine Rückstellspannung von einem Spannungsanschluß +U zuführbar ist. An dieser Stelle sei jedoch angemerkt, daß anstelle des Rückstellschalters 40 eine Rückstellschaltung vorgesehen sein kann, die z.B. mit jeder Anschaltung der Betriebsspannung an die Schaltungsanordnung ein Rückstellspannungssignal an den Rückstelleingang 39 abgibt. Es ist aber auch möglich, das betreffende Rückstellspannungssignal automatisch in vorgegebenen Zeitabständen bereitzustellen.
  • In Fig. 2 ist die in Fig. 1 nur angedeutete Bewertungsschaltung 4 in ihrem möglichen Aufbau näher veranschaulicht. Die Bewertungsschaltung 4 gemäß Fig. 2 weist einen Pegelkomparator 41 auf, der im wesentlichen zwei Operationsverstärker 22, 23 aufweist, die mit ihren einen Eingängen an Ausgängen von Schaltern 24 bzw. 25 angeschlossen sind und die an ihren anderen Eingängen Bezugs- bzw. Vergleichsspannungen U1 zugeführt erhalten.
  • Ausgangsseitig sind die Operationsverstärker 22, 23 an den Eingängen eines ODER-Gliedes 26 angeschlossen. Die Schalter 24, 25 sind mit ihren Signal-Eingängen an den Anschlüssen des in Fig. 1 angedeuteten Schrittmotors 1 angeschlossen. Mit ihren Betätigungseingängen sind die Schalter 24, 25 gemeinsam am Ausgang eines Verzögerungsgliedes 27 angeschlossen, dem eingangsseitig die beispielsweise von dem Impulsgenerator 19 gemäß Fig. 1 abgegebenen Impulse über die Impulseingänge 37a, 37b zugeführt werden. Nachdem diese Impulse von unterschiedlichen Ausgängen des Impulsgenerators 19 abgegeben werden, ist gemäß Fig. 2 in die betreffende Verbindung ein ODER-Glied 42 eingefügt. Dadurch ist sichergestellt, daß dem Eingang des Verzögerungsgliedes 27 jeweils sämtliche Impulse des Impulsgenerators 19 zugeführt werden, die im vorliegenden Fall jeweils dem Binärwert "1" entsprechen mögen. An dieser Stelle sei angemerkt, daß das Verzögerungsglied 27 ein Verzögerungsglied sein mag, welches sowohl die Vorderflanke als auch die Rückflanke des ihm eingangsseitig jeweils zugeführten Impulses um unterschiedliche Zeitwerte verzögert. Die Zeitspanne, um die die Vorderflanke des dem Verzögerungsglied 27 jeweils zugeführten Impulses verzögert wird, entspricht einer Sicherheitszeitspanne, die nach Beendigung eines dem Motor 1 zugeführten Stromimpulses abzuwarten ist, bevor mit einer Bewertung bzw. Messung der an diesem Motor 1 auftretenden Induktionsspannung begonnen werden kann.
  • Die Verzögerungszeit bezüglich der Rückflanke des dem Verzögerungsglied 27 jeweils zugeführten Impulses und damit die Zeitspanne des Auftretens eines Ausgangsimpulses vom Ausgang des Verzögerungsgliedes 27 entspricht der Bewertungs- bzw. Meßzeitspanne, innerhalb der die Bewertungsschaltung 4 eine Bewertung bzw. Messung der Induktionsspannung des Motors 1 vorzunehmen hat. Diese Zeitspanne liegt in der Größenordnung der Dauer der den Motor 1 steuernden Motorstromimpulse. Das betreffende Verzögerungsglied kann z.B. durch ein Schieberegister gebildet sein.
  • Mit dem Ausgang des ODER-Gliedes 26 der Bewertungsschaltung 4 ist gemäß Fig. 2 der Signaleingang eines auch als Latch-Register zu bezeichnenden Signalzwischenspeichers 28 verbunden, der mit einem negierenden Ausgang mit dem Korrektursignalausgang 15 verbunden ist und der mit einem gesonderten Rücksetzeingang R am Ausgang des erwähnten ODER-Gliedes 42 angeschlossen ist. Durch diese Anordnung ist sichergestellt, daß der Signal zwischenspeicher 28 zu Beginn jeder Meßzeitspanne zurückgesetzt ist und innerhalb der jeweiligen Meßzeitspanne das erstmalige Auftreten eines Ausgangssignals des Pegelkomparators 41 festhält. Das Auftreten eines solchen Ausgangssignals liefert eine Angabe darüber, daß die Induktionsspannung des Motors 1 einen vorgegebenen Grenzwert U1 überschritten hat.
  • In Fig. 3 ist die in Fig. 1 angedeutete Steuereinrichtung 9 näher veranschaulicht. Diese Steuereinrichtung 9 weist einen ersten Zähler 16 auf, der ein Vorwärts-/Rückwärts-Zähler ist, sowie einen zweiten Zähler 17, der zu einer Rückzählanordnung gehört. Der Zähler 16 ist mit einem Rücksetzeingang R mit dem Rücksetzeingang 29 der Steuereinrichtung 9 verbunden. Mit einem Vorwärtszählanschluß U (UP) ist der Zähler 17 mit dem Signalanschluß 14 verbunden, der mit dem Korrektursignalanschluß 15 der Bewertungsschaltung 4 gemäß Fig. 1 verbunden ist.
  • Mit dem Signalanschluß 14 ist gemäß Fig. 3 ferner der eine Eingang eines ODER-Gliedes 32 verbunden, welches ausgangsseitig mit einem Rücksetzanschluß (R) 21 des zweiten Zählers 17 verbunden ist. Dieser Zähler 17, der ein voreinstellbarer Zähler sei und der mit Voreinstelleingängen über eine Voreinstellanordnung 44 an einem Spannungsanschluß +U angeschlossen ist, erhält über einen Zählereingang 18 die von dem Impulsgenerator 19 gemäß Fig. 1 abgegebenen Impulse als Zählimpulse von den Eingängen 38a, 38b her zugeführt, und zwar im vorliegenden Fall über ein ODER-Glied 45. Dadurch ist sichergestellt, daß auf sämtliche von dem Impulsgenerator 19 abgegebenen Impulse hin dem Zähleingang 18 des Zählers 17 Zählimpulse entsprechend jeweils einem Binärwert 1 zugeführt werden. Der Zähler 17 ist mit seinem Zählerausgang 20 mit einem Rückwärtszählanschluß D (DOWN) des Zählers 16 verbunden.
  • Im Hinblick auf die in Fig. 3 dargestellte Anordnung sei noch angemerkt, daß das bereits erwähnte ODER-Glied 32 mit einem weiteren Eingang an dem Rückstelleingang 39 der Steuereinrichtung 9 angeschlossen ist. An diesem Anschluß 39 ist auch der Zähler 16 mit einem Rücksetzanschluß (RESET) angeschlossen. Die Ausgänge des Zählers 16 sind aus der Steuereinrichtung 9 herausgeführt. Die auf den betreffenden Zählerausgangsleitungen auftretenden Signale steuern die in Fig. 1 angedeuteten Verknüpfungsglieder 10 bis 13.
  • Nachdem zuvor der Aufbau der in den Zeichnungen dargestellten Schaltungsanordnungen erläutert worden ist, sei nunmehr die Arbeitsweise der Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung betrachtet. Dazu sei zunächst auf Fig. 1 Bezug genommen. Nachdem die Rückstelltaste 40 betätigt oder von einer gesonderten Rückstellschaltung ein Rückstellsignal abgegeben worden ist, befinden sich die Zähler 16, 17 der Steuereinrichtung 9 in ihrer jeweiligen Ausgangs- bzw. Null-Zählerstellung. In dieser Zählerstellung soll der Zähler 16 beispielsweise kein Ausgangssignal abgeben. Dies bedeutet, daß die Bewertungsschaltung 4 in diesem Falle ein ein Korrektursignal darstellendes Ausgangssignal abgibt, welches dazu führt, daß die Zählerstellung des Zählers 16 der Steuereinrichtung 9 erhöht wird. Dadurch mag der Zähler 16 der Steuereinrichtung 9 beispielsweise ein solches Ausgangssignal abgeben, daß die Motorstromversorgungszweige 5, 7 wirksam geschaltet sind. Dadurch wird dem Motor 1 nunmehr Antriebsenergie in Form von Stromimpulsen zugeführt. Wenn sich der Motor 1 daraufhin dreht und die an ihm sodann auftretende Induktionsspannung von der Bewertungsschaltung 4 als eine ausreichende Spannung bewertet wird, dann bleibt die Einstellung des Zählers 16 erhalten.
  • Stellt jedoch die Bewertungsschaltung 4 anschließend fest, daß die Induktionsspannung des Motors 1 unzureichend war, und zwar infolge unterbliebener Weiterdrehung, so gibt sie an die Steuereinrichtung 9 ein weiteres Korrektursignal ab, auf das hin der Zähler 16 in seiner Zählerstellung weiter erhöht wird. Die Erhöhung der Zählerstellung des Zählers 16 in der Steuereinrichtung 9 hat zur Folge, daß entweder mehrere der auf der jeweiligen Motoranschlußseite einander parallel liegenden Motorstromversorgungszweige 5, 6 bzw. 7, 8 wirksam gesteuert werden oder aber daß jeweils andere Motorstromversorgungszweige wirksam werden. Im zuerst erwähnten Fall könnten sämtliche Motorstromversorgungszweige beispielsweise gleich.große Widerstandswerte aufweisen, und im zweitgenannten Fall könnten die einzelnen Motorstromversorgungszweige unterschiedlich hohe Widerstandswerte aufweisen, die beispielsweise einem binären Bildungsgesetz entsprechen.
  • Wenn sich die Zählerstellung des Zählers 16 während einer vorgegebenen Zeitspanne nicht mehr erhöht hat, die durch eine eingestellte Zählerstellung des Zählers 17 bezüglich der von dem Impulsgenerator 19 abgegebenen Impulse festgelegt ist, dann gibt der Zähler 17 von seinem Zählerausgang 20 einen Ausgangsimpuls ab, der dem Rückzählanschluß D des Zählers 16 zugeführt wird und damit dessen Zählerstellung herabsetzt, und zwar im vorliegenden Fall um einen Zählwert. Voraussetzung dafür ist jedoch, daß dem Rücksetzanschluß 21 des Zählers 17 innerhalb dessen Zählperiode kein Rücksetzimpuls vom Ausgang des ODER-Gliedes 32 her zugeführt worden ist, d.h. weder vom Ausgang der Bewertungsschaltung 4 noch durch Betätigen des Rücksetzschalters 40. Durch dieses Zurücksetzen der Zählerstellung des Zählers 16 wird versucht, den Energieverbrauch für den Betrieb bzw. Lauf des Motors 1, bezogen auf den bisherigen Zustand, zu senken. Sollte dies möglich sein, so bleibt der Zähler 16 in seiner neuen, verminderten Zählerstellung eingestellt, bis er wieder von dem Zähler 17 her in seiner Zählerstellung herabgesetzt wird. Wenn jedoch die erreichte Zählerstellung des Zählers 16 nicht mehr ausreicht, um von dem Motor 1 eine Induktionsspannung in der erforderlichen Höhe abgeben zu lassen, beispielsweise weil der Motor 1 sich nicht gedreht hat, dann wird die Zählerstellung des Zählers 16 wieder in der beschriebenen Weise erhöht.
  • Die vorstehende Erläuterung der Arbeitsweise der Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung dürfte gezeigt haben, daß die für den Laflf des Motors 1 verwendeten Stromimpulse lediglich in ihrer Stromamplitude veränderbar sind.
  • Die Impulsbreite der für die Motorstromlieferung herangezogenen Impulse ist jedoch stets als konstant anzunehmen. Die betreffende Impulsbreite ist durch die Breite der von dem Impulsgenerator 19 jeweils abgegebenen Impulse festgelegt. Damit eignet sich die erläuterte Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung besonders gut für die Realisierung als integrierte Schaltungsanordnung, die vorzugsweise für die Ansteuerung eines Schrittmotors verwendet werden kann, der in Verbindung mit einer Uhr eingesetzt ist.
  • Abschließend sei noch angemerkt, daß die in Fig. 1 dargestellte, zur Steuerung des Laufs des Schrittmotors 1 dienende Schaltungsanordnung vollständig als integrierte MOS-Schaltung ausgeführt sein kann. Die in den einzelnen Motorstromversorgungszweigen 5, 6, 7, 8 liegenden MOS-Transistoren können dabei ihre jeweils erforderlichen Widerstandswerte durch entsprechende Bemessung ihrer geometrischen Abmessungen erhalten. Im übrigen sei in diesem Zusammenhang noch angemerkt, daß es für die Steuerung des Laufs des Schrittmotors 1 auch prinzipiell genügt, lediglich auf der einen Motoranschlußseite Motorstromversorgungszweige entsprechend den in Fig. 1 dargestellten Motorstromversorgungszweigen 5 bis 8 vorzusehen, wenn der betreffende Motor 1 mit seiner anderen Motoranschlußseite auf einem definierten Potential, wie z.B. Massepotential, liegt.
  • - Leerseite -

Claims (12)

  1. Verfahren und Schaltungsanordnung zur Steuerung des Laufs eines Schrittmotors Patentansprüche 1. Verfahren zur Steuerung des Laufs eines Schrittmotors, dessen Antriebsenergie durch Abgabe von Stromimpulsen bereitgestellt wird und dem eine erhöhte Antriebsenergie in Form von veränderten Stromimpulsen in dem Fall zugeführt wird, daß sein Nichtlaufen auf einen ihm zugeführten Stromimpuls festgestellt worden ist, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Erhöhung der Antriebsenergie für den Schrittmotor (1) lediglich durch Erhöhung der Stromamplitude des jeweiligen Stromimpulses um einen vorgegebenen Wert bei konstant gehaltener Impulsbreite vorgenommen wird und daß eine derart erhöhte Antriebsenergie für den Schrittmotor (1) bereitstellende Stromimpulse jeweils zumindest in einer festgelegten Anzahl dem betreffenden Schrittmotor (1) zugeführt werden, bevor eine Verminderung der Stromamplitude des/der anschließend dem Schrittmotor (1) zugeführten Stromimpulses/Stromimpulse um einen vorgegebenen Wert bei konstant bleibender Impulsbreite vorgenommen wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Erhöhung und die Verminderung der Stromamplitude des jeweiligen Stromimpulses ut jeweils gleich große Werte vorgenommen wird.
  3. 3. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, mit einer Motorspeiseschaltung (2, 3) für die Abgabe von Stromimpulsen an den Schrittmotor (1) und mit einer Bewertungsschaltung (4), welche die Induktionsspannung des Schrittmotors (1) bewertet, die an diesem nach Zuführen eines Stromimpulses auftritt, und die Korrektursignale an die Motorspeiseschaltung (2, 3) zur Korrektur der Stromamplitude der anschließend abzugebenden Stromimpulse abzugeben vermag, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß die Motorspeiseschaltung (2, 3) eine Mehrzahl von zueinander parallel liegenden Motorstromversorgungszweigen (5, 6, 7, 8) aufweist, die von einer Steueranordnung (9 bis 13) her gesondert aktivierbar sind, und daß die Steueranordnung (9 bis 13) mit einem Steuereingang (14) am Ausgang (15) der Bewertungsschaltung (4) angeschlossen ist.
  4. 4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Steueranordnung (9 bis 13) einen ersten Zähler (16) aufweist, dessen Zählerstellung durch von der Bewertungsschaltung (4) abgegebene Korrektursignale veränderbar ist und der ausgangsseitig die Motorstromversorgungszweige (5 bis 8) wirksam zu steuern gestattet.
  5. 5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß der genannte erste Zähler (16) ein Vorwärts-/Rückwärts-Zähler ist, der an einem Vorwärtszählanschluß (U) die Korrektursignale von der Bewertungsschaltung (4) zugeführt erhält und der mit einem Rückwärtszählanschluß (D) an einer Rückzählanordnung (17) angeschlossen ist, die in dem Fall jeweils einen Rückzählimpuls abzugeben vermag, daß während einer vorgegebenen Zeitspanne ein Vorwärtszählen des ersten Zählers (16) unterblieben ist.
  6. 6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Rückzählanordnung (17) einen zweiten Zähler (17) aufweist, der mit einem Zählereingang (18) an einer Impulsabgabeeinrichtung (19) und mit einem Zählerausgang (20) an dem Rückwärtszählanschluß (D) des ersten Zählers (16) angeschlossen ist, und daß einem Rückwärtseingang (21) des zweiten Zählers (17) Rücksetzimpulse auf die von der Bewertungsschaltung (4) abgegebenen Korrektursignale hin zuführbar sind.
  7. 7. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Bewertungsschaltung (4) einen Pegelkomparator (41) enthält, der eine vorgegebene Zeitspanne nach Wirksamsteuern der Motorstromversorgungszweige (5 bis 8) hinsichtlich der Abgabe eines Ausgangssignals wirksam gesteuert ist, und daß dem Pegelkomparator (41) ein Signalzwischenspeicher (28) nachgeordnet ist, der ausgangsseitig die Korrektursignale abzugeben vermag.
  8. 8. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Wirksamsteuerung der Motorstromversorgungszweige (5 bis 8) im Rhythmus von von einem Impulsgenerator (19) abgegebenen Impulsen erfolgt, die auch zur Ansteuerung der Bewertungsschaltung (4) herangezogen werden.
  9. 9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 8, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß der genannte Impulsgenerator (19) zugleich die den zweiten Zähler (17) steuernde Impulsabgabeeinrichtung (19) bildet.
  10. 10. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Motorstromversorgungszweige (5 bis 8) gleich große Widerstandswerte aufweisen.
  11. 11. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Motorstromversorgungszweige (5 bis 8) unterschiedlich große Widerstandswerte aufweisen.
  12. 12. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 11, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Motorstromversorgungszweige (5 bis 8) durch MOS-Transistoren (29 bis 36) gebildet sind.
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