Ihmisen unelmien täyttymys on ikioma askelmoottori

Edellinen Seuraava

Tämän vuotinen lokakuinen mottoni olkoon ikämiehenä Veikko Lavia mukaellen: Jokainen ihminen on askelmoottorin arvoinen, jokainen elämä on tärkeää! Askelmoottorit edustavat pyörimisliikkeen lähes täydellistä kontrollia. Askelmoottorit symboloivat kuria ja järjestystä tässä kaoottisessa ja tarkoituksettomassa letokäpälien maailmassa. Niiden ympärille voisi perustaa vaikka oman uus-uskonnon tai oman poliittisen ääri-keskustalaisen puolueen. Askelmoottoreilla Family Values ovat timmisti kohdallaan, ne ovat eettisesti moitteettomia. Niitä ei pidä aiheetta soimata. Askelmoottori edustaa hengen (... ööh ... tai ainakin sähkön) valtaa yli aineen. Kauan eläköön askelmoottori!

Nämä pikku veijarit tekevät mahdolliseksi tarkan pyörimisliikkeen ohjauksen suoraan jopa 1° tarkkuudella ja välityssuhteesta riippuen ehkä tarkemminkin. Mikä tahansa tyhmä sähkömoottori osaa pyöriä villisti ja päämäärättömästi hurjalla nopeudella. Mutta askelmoottoripa osaa pyörähtää juuri sen kulman verran kuin halutaan ja juuri sillä nopeudella mikä halutaan. Se ei kylläkään pyöri aivan tasaisesti, vaan askeltaa diskreetisti "askelittain" kuten nimikin paljastaa. Kehittyneempi ohjauslogiikka mahdollistaa myös esim. puoliaskeleet tai neljäsosa-askeleet.

Nämä ovat tasasähköllä ja pienjännitteellä toimivia suhteellisen kompakteja laitteita. Askelmoottoreiden yhteydessä ei sikäli ole erityisempää tarvetta muistella korkeampien jännitteiden kanssa luvanvaraisesti työskentelevien vahvavirta-sähkäreitten vanhaa vitsiä joka samalla sisältää myös varoituksen: "Sähkö on sinistä ja se sattuu!" Pienjännitteet eivät ole vaarallisia, eivätkä niiden kytkentätyöt ole luvanvaraisia.

Tosin askelmoottoreiden ohjaaminen on sitten hiukan vaativampaa. Mikrokontrolleri- tai mikrotietokonekortista on paljon apua pyörimisliikkeen koordinoinnissa. Korttitietokoneiden I/O tuloista voi kuitenkin ottaa sähkövirtaa suoraan turvallisesti korkeintaan vain parikymmentä milliampeeria, eli sähkömekaanisesta toimilaitteesta puhuttaessa todella vähän. Pienikin askelmoottori voi vaatia virtaa lähes ampeerin verran (öbauttiarallaa 1000 mA), joten sen käyttäminen vaatii oman ajurinsa ja luultavasti oman virtalähteensäkin.

No oukei, tuo vasemman kuvan pienempi unipolaari askelmoottori (vain 64 askelta/kierros kun jonkinlainen normi ymmärtääkseni olisi 200 askelta/kierros), saattaisi pärjätä suhteellisen pienellä 100 mA virralla, koska sille ilmoitetaan käyttöjännite 5 V ja kelaresistanssi 50 Ω. Pulssejahan ne tosin ovat, eli kyseessä ei ole aivan puhdas tasavirta, mutta herra Ohmin lahjomaton laki vihjaa näin sähkönsinisessä kaavassa:

       U        5 V
I  =  ---  =  ------  =  0,1 A = 100 mA
       R       50 Ω

... Paitsi että lahjomattoman digitaalisen HalpaHalli -yleismittarin (hinta vain vähän toistakymppiä) kertoman mukaan aidosti unipolaarisena (vain puolet käämistä kerrallaan käytössä) sen kelaresistanssi on luokkaa 22 Ω eli alle puolet mainostetusta, joten sähkövirta lie ainakin kaksinkertainen. Lie parasta varautua 0,25 A sähkövirtaan tuon veijarin kanssa 5 V jännitteellä.

Vain edulliset ratkaisut tulevat kyseeseen. Tämä on pienen opiskelijabudjetin projekti. Tarjoustuotteet voivat kuitenkin olla hiukan ongelmallisia. Eräs puolen kilon painoinen bipolaari askelmoottori on tarjouksessa. Sille ilmoitetaan hyvin epämääräiset tiedot. Käyttöjännitteeksi ehdotellaan 2 ... 3 V ja kelaresistanssiksi on mitatu 1 Ω. Valmistajan antamia tietoja ei ole. Halpatuotantomaissa dokumentointi ei ilmeisesti ole kovin korkeassa kurssissa. Ohjauspulssien virrat olisivat siis luokkaa 2 ... 3 A, joka on melko erikoista noin pienellä jännitteellä.

Tuon ison bipolaarisen askelmoottorin käämeissä on keskiotot, joten sitä voisi käyttää ilman H-siltaa omin kytkennöin tehotransistoreita hyödyntäen, mutta käämin puolikaan resistanssi olisi ilmeisesti vain ½ Ω. Tuo puolen kilon vahvavääntöinen murikka taitaa olla liian raju tähän projektiin, mutta kenties sille vielä jotakin käyttöä keksii jos on paljon virtaa käytettävissä pienellä jännitteellä. Laskeehan se moottorin vääntö toki jos kelasta käytetään vain puolet, mutta voisi se silti riittää esim. kohtuukokoisen kiinteästi asennetun tähtikaukoputken tuntikulma-akselin ajoon esimerkiksi matopyörän (worm-wheel) kautta. Sellainen hyvä matopyörä voisi olla hintava, mutta sillä saisi aikaan hurjan välityssuhteen ja melko tasaisen pyörimisliikkeen. Laitteen täytyisi toimia talven kovilla pakkasillakin, joten sähköä voidaan tarvita muutenkin.

Onhan olemassa myös servomoottoreita jotka saadaan pyörimään halutulla nopeudella tai kääntymään suoraan haluttuun kulma-asemaan yhdellä komennolla. Niiden ohjaamiseen riittää suhteellisen pieni sähkövirta, koska varsinaiset käyttöjännitteensä ne saavat erikseen. Minun käyttötarkoituksessani moottorin täytyy kuitenkin pyörähtää useita täysiä kierroksia, enkä ole löytänyt edullisia pieniä servoja jotka kääntyisivät enemmän kuin 180°, joten ne eivät minulle sovellu.

Askelmoottorin käämejä ohjataan suoraan piuhoihin kytkettävillä sähköpulsseilla ja pienenkin askelmoottorin vaatima sähkövirta voisi käräyttää korttitietokoneen I/O-linjan, eli tuhota herkän mikropiirin. Niinpä ohjaussähkövirtaa täytyy erikseen vahvistaa.

Unipolaari-periaatteella toimivat askelmoottorit ovat helpompia ohjata koska sähkövirran suuntaa käämeissä ei tarvitse kääntää. Bipolaari-moottoria yleensä ohjataan H-sillalla joka mahdollistaa kätevästi käämien napaisuuden kääntämisen. H-sillan ikävä puoli rakentelijan kannalta on kuitenkin se että jos piirit saavat käyttöjännitteet, mutta eivät ohjausjännitteitä, niin H-silta voi olla käytännöllisesti katsoen oikosulussa. Eli siinä vaiheessa voi savu alkaa nousta ja ilmassa on käryn hajua. Jotakin hajoaa.

Yleisimmin askelmoottoreissa on 6, 5 tai 4 liitäntää ulkomaailmaan. Sisäinen johdotus määrää onko kyseessä bipolaarinen vaiko unipolaarinen rakenne. Jos askelmoottorissa on 8 liitäntää, voidaan se kuitenkin vaihtoehtoisesti kytkeä joko bipolaariseksi tahi unipolaariseksi, bipolaariseksi jopa kahdella eri tavalla, käämit sarjassa tai käämit rinnan. Vääntö on parempi bipolaarisena. Tuollaisia 8-piuhaisia askelmoottoreita tuskin kuitenkaan voi odottaa löytävänsä alennusmyynnistä. Askelmoottorin käämien normaali ajojärjestys on A, A-, B, B- jossa miinus kuvaa jännitteen käänteistä napaisuutta.

On syytä myös muistaa että askelmoottorissa on isot kelat, joiden induktanssi voi virran kytkemistilanteissa aiheuttaa isoja jännitepiikkejä. Suuria induktansseja ajava elektroniikka on syytä suojata estosuuntaisin diodein niin että kelojen sähkövirran muutosta vastustavat jännitepiikit eivät etene tekemään pahojaan herkissä mikropiireissä. Jännitepiikki voisi aiheuttaa pienessä ja pienille jännitteille mitoitetussa mikropiirissä läpilyönnin, joka voisi johtaa oikosulkuun tai muuhun pysyvään vaurioon. Miniatyyrielektroniikan tuhoamiseen ei tarvita suurta tehoa.

Eli rakentelevan TSI-miehen (tulee sanoista Tee Se Itse, enkuksi DIY, Do It Yourself) vanha nyrkkisääntö ja elämänohje "savun suojissa purimme kytkennän" on syytä pitää mielessä.

Bipolaarisen askelmoottorin tapauksessa suojausdiodeja ei kuitenkaan tietenkään voi kytkeä suoraan askelmoottorin käämien rinnalle, koska kaikkia käämejä täytyy voida ajaa molempiin suuntiin, sekä positiivisella että negatiivisella jännitteellä. Vastakkain sarjaan kytketyt zener-diodit sopivalla etuvastuksella varustettuna voisivat toimia jos zener-jännite on sopivasti yli normaalin käyttöjännitteen?

Unipolaarisen askelmoottorin ohjauspiireiksi voisi köyhän miehen ratkaisuna ajatella erilliskomponenteista tehtyä transistorikytkentää. Sellaisen hyvä mitoitus ei kuitenkaan välttämättä ole aivan helppoa. Releohjauskin puolijohderelein olisi eräs vaihtoehto. Sähkömekaanisten releiden naksuttelua tuskin jaksaisi kauaa kuunnella. Optoerottimista tuskin suoraan löytyisi tarvittavaa tehoa.

Onhan olemassa myös yleisesti käytetty TTL-yhteensopiva moottoriohjain ULN2803 (CMOS-jännitetasoille 6 ... 15V vastaava ULN2804). Siinä lie Darlington-transistorit ja avokollektorilähtö. Aktiivisessa tilassa lähdön jännite on alhaalla, eli voi sanoa että lähtö on kääntävä, jonka merkkinä vahvistimissa on oheisessa piirroksessa pallukat. Kollektorivirta saa olla jopa 0,5 A joka tässä riittänee. Mitoitus ei tässä projektissa ole kovin kriittinen, kuorma on kevyt. Mainittu piiri ULN2803 pystyy ajamaan kahta pientä unipolaaristepperiä.

Bipolaaristepperiä voisi ajaa ohjainpiirillä SN754410NE joka sisältää H-siltaan tarvittavat virtapiirit. Vanhempi yhteensopiva piiri on nimeltään L293D. Parempia valmiita ratkaisuja rahamies toki rahalla löytää tarvitessaan.

Perinteiset tavalliset transistorit eivät tosin ole tällaisessa kytkinkäytössä kovin hyviä. BJT-ratkaisut kestävät suhteellisen heikosti virtaa ja niissä on siltikin isot tehohäviöt. Tavallisissa transistoreissa tapahtuu suhteellisen iso jännitehäviö. Avauskanavatransistorit eli FETit ovat etevämpiä. Paljon käytetty komponentti BUZ11 tarjoaa vain 0,1 Ω kanavaresistanssin, ohjausjännite 5V, lähtö kestää jännitettä 50 V ja virtaa 30 A. FET ei tarvitse virtaa rajoittavaa vastusta hilalle, koska sen korkeaimpedanssinen hila ei merkittävästi kuormita esim. mikrokontrollerin data-linjaa.

Ajattelin että vähitellen rakentaisin yksinkertaisen astronomisen kellon. Askelmoottoreita käytettäisiin tähtitaivaan pyörittämiseen sekä Auringon, Kuun ja paljain silmin näkyvien planeettojen suuntien osoittamiseen taivaalla ekliptikan navasta.

Alkuinnostuksen jälkeen projektia täytyy rajata esittämään ainoastaan Aurinko pyörivällä tähtikartalla. Mekaaninen rakenne muodostuisi muuten tässä vaiheessa liian monimutkaiseksi. En omaa sellaisia mekaanisen rakentelun valmiuksia ja suotuisia olosuhteita täällä Porin Vähärauman Tekunkorven opiskelija-asunnossa.

Auringon, Kuun ja viiden paljain silmin näkyvän planeetan suuntien osoitus ekliptikan navasta käsin vaatisi ekliptikan napaan 7 sisäkkäistä akselia ja ekvaattorin napaan 8 sisäkkäistä akselia kun liikevoima tulee keskiakselilta. Koko ruljanssia pyörittämään tarvittaisiin 8 sähkömoottoria, koska kaikkia akseleita täytyisi voida ajaa erikseen ja muista riippumatta.

Planeettojen liikkeet ovat hyvin pitkälti yhteismitattomia, joten mikä tahansa simppeli kellokoneisto ei niitä pysty kuvaamaan, varsinkaan jos demomielessä halutaan hyppiä mielivaltaisesti tilanteesta toiseen, vaikkapa tammikuusta vuonna 1905 suoraan heinäkuuhun 2019 ilman välivaiheita. Tähtien ja Auringon suunnat ovat eri vuosina hyvin samanlaisia, mutta Kuun ja planeettojen eivät ole.

Pyöreän tähtikartan täytyy pyöriä taivaannavan eli ekvaattorin navan ympäri. Sitä voidaan ajaa rullalla ulkokehältä. Aurinkokunnan kohteita ajetaan akselien kautta ekliptikan navan kohdalta. Kullakin akselilla on oma kevyt osoittimensa joka yltää suurinpiirtein ekliptikalle (kyseisessä projektiossa ekliptikan napa ei ole aivan keskellä ekliptika-ympyrää, koska tasoprojektio on ekvaattorin navan eli taivaannavan suhteen).

Tähtikartta ja siihen liittyvät osat pitäisi kokonaisuutena olla suurinpiirtein tasapainossa, niin että se pysyy missä tahansa asennossa ilman lukitusta. Askelmoottori tarjoaa suhteellisen pienen vääntömomentin kun sitä ei ajeta, mutta uskon että tässä pienessä ja kevyessä rakennelmassa se ei tulisi olemaan ongelma.

Kyse on toistaiseksi pienistä mitoista, pienistä voimista, pienistä massoista ja melko hitaista liikkeistä, joten lujuusopin ja konetekniikan kaikkein kirkasotsaisimpia ja puhtaaksiviljellyimpiä oppeja ei tarvitse tämän projektin puitteissa vetää syvälle henkeensä.

Mekaaninen hankaluus on siinä että ekliptikan napa pyörii tähtikartan mukana. Niinpä ekliptikan navan kohdalla olevien akseleiden asema muuttuu koko ajan kartan pyöriessä. Jos kohteen osoitinta ei ajeta, niin "voimansiirtolinjan" (heh-heh, paremminkin asennonsiirtolinja) kiertymisen vuoksi osoittimen suunta tähtikartalla kuitenkin siirtyy kartan pyöriessä. Ekliptikan navan kautta käytettävien akseleiden asemaa täytyy korjata kun tähtikarttaa pyöritetään, sillä muuten osoittimen suunta suhteessa tähtikarttaan muuttuu vääräksi.

Akseliparien välillä olisi ehkä hammaspyörät, hammashihna tai kenties vanha kunnon remmiveto. Luistamaton voimansiirto on toki toivottavin. Välityssuhteet saattavat olla erilaisia eri kohteille, joten ne on aina huomiotava tapauskohtaisesti ohjaavassa ohjelmassa.

Langallinen asennontunnistus kohteiden akseleilla tuskin onnistuu koska kaiken täytyy pyöriä. Sähköjohdot eivät pidä akselin ympäri pyörivästä sijainnista, sillä nehän kiertyisivät akselin ympärille ja hirttäytyisivät kiinni. Moottorit halutaan sijoittaa asennusalustalle kiinteästi, ne eivät tällaisessa ratkaisussa voi pyöriä kartan mukana. Käyttövoima tulee pyörivän tähtikartan ulkopuolelta ja laitetta on voitava ohjata langallisesti kiinteästä ympäristöstä.

Kun akseleilla ei ole absoluuttiantureita joilta voisi suoraan lukea akseleiden asennot, laite ei käynnistyessään tiedä akseleiden todellisia asentoja. Akselit ovat siinä asennossa mihin ne ovat viimeksi sammutettaessa jääneet. Niinpä aivan ensi töikseen täytyisi varmistaa että aparaatin akselit ovat tunnetussa alkuasennossa. Askelmoottorin pyörittäminen väkisin, ilman vastaavia ohjauspulsseja, ei välttämättä ole hyvä ajatus. Askelmoottori toimii pyöriessään myös generaattorina koska siellä on magneettikentässä liikkuvia johtimia.

Ei siis suinkaan mikään maailman yksinkertaisin mekaniikka. On kuitenkin vaikea kuvitella miten tämän kokonaisuuden paremmin toteuttaisi yksinkertaisesti, langallisesti kiinteästä ympäristöstä ja pienin resurssein. Idea on nimenomaan akseleiden koordinoitu liike, niin että ne liikkuvat synkronissa, kuvaten osoittimen avulla totuudenmukaisesti taivaankappaleiden suuntia taivaalla.

Harjojen avulla kiinteästä ympäristöstä voisi saada sähköisen galvaanisen yhteyden pyörivän kartan sisäpuolelle, mutta enpä usko että mitään laahaavia harjoja tällaiseen koskaan rakentelisin.

Jos riittävä voimanlähde olisi pyörivässä tähtikartassa sisäänrakennettuna, akseleilla olisi suoraveto ja laitteen ohjaus tapahtuisi langattomasti esim. Bluetooth- tai WiFi-lähiverkon yhteydellä, niin kokonaisuus olisi mekaanisesti kiinteästä ympäristöstä riippumaton, paitsi tuki pyörivän tähtikartan keskiakselilla ja ehkä kartan pyöritys rullalla kartan alareunasta. Ei tarvittaisi pyörivän kartan sisältä langallista yhteyttä ympäristöön ja ongelmat akseleiden asennontunnistuksessa olisivat paljon pienemmät, mutta sellaiseen korkeatekniseen evoluutiomalliin on vielä varsin pitkä matka. Kohteiden osoittimien suoravetoisten sisäkkäisten akseleiden askelmoottoreiden täytyisi olla melkoisen litteitä jos niitä pinotaan syvyyteen esim. 7 kappaletta ekliptikan navan kohdalle. Tosin voimaahan ei paljon tarvita, kohteiden osoittimet olisivat kuin kellon viisareita. Ajotarve olisi pieni normaalisti, sillä kohteiden akselit säilyttäisivät asentonsa tähtikartan suhteen kartan pyöriessä. Ekvaattorin navassa ei tarvittaisi sisäkkäisiä akseleita, koska osoittimia ajetaan suoraan ekliptikan navassa. Ekliptikan navan moottorien painon vaikutuksen voisi tasapainottaa sijoittamalla esim. laitteen akut vastakkaiselle puolelle keskiakseliin nähden. Olisihan tuo edullinen ratkaisu periaatteessa, joskaan ei taloudellisesti edullinen.

Hmmm ... induktiolaturi tähtikartan akselilla (kuten ladattavassa ja langattomasti käytettävässä sähköhammasharjassa, mutta sallien akselin hidas pyörimisliike) voisi varmaankin toimia akkulaturina ja näin tarjota tehonsyötön jatkuvuuden ulkomaailmasta ilman galvaanista yhteyttä. Joo, toteutan heti seuraavasta superhyperlöttöjättipotista.

Tyydyn siis tässä vaiheessa pelkkään tähtikarttaan ja Aurinkoon. Kaksi pientä askelmoottoria toistaiseksi riittää. Mutta uskon että tästä kehkeytyy ikuisuusprojekti joka ei koskaan ole lopullisesti valmis. Tuskin tällä koskaan rikastuu, mutta hei - kaikki te kiinteän pistävällä psykopaatti-tuijotuksella siunatut äärimmäisen innokkaat ulosottomiehet, verenhimoiset wampyrella-verotusvirkailijat, hävyttömät koronkiskurit ja muut Sipilän väärämielisen hallituksen erityisestä suojeluksesta nauttivat verenimijäkapitalistit ja näiden pikku apurit - raha ei merkitse aivan kaikkea. Ihmisen elämä on sentään rahaa arvokkaampi. Tässä AY-politrukkien ja Sipilän väärämielisen hallituksen vaivaamassa ikärasistisen työelämän maassa täytyisi voida edes opiskella kunnolla, vaikka työstä ei mitään tietoa olekaan.

Mikrokontrollerikortti on ehkä hiukan turhan vaatimaton ohjaamaan kokonaisuutta, koska tarvittaisiin myös kunnon ohjelmallinen - mieluiten graafinen - käyttöliittymä, josta voi valita demottavan toiminnon. Sillä vain demosta tässä vaiheessa on kysymys. Niinpä pistän toivoni ältsin fiksuun Raspberry Pi -mikrotietokonekorttiin joka pystyy ohjaamaan näyttöä ja lukemaan hiirtä sekä näppistä. Sen sisällä pyörii ymmärtääkseni eräänlainen Linux-käyttöjärjestelmä, vaikkakin eri nimellä, joten kyllä kai sieltä täytyy paukkuja löytyä ohjelmointiin.

Auringon ja tähtitaivaan liikkeet ovat melko säännöllisiä suhteessa kalenteriimme ja kellonaikaamme, joten niiden laskemiseen Arduino Uno-mikrokontrollerikortin C++ ohjelmakin varmaan pystyisi.

Tavallisesta Windows-koneesta, kuten tästä vanhasta läppäristä jolla nyt kirjoittelen, suorat I/O-toiminnot olisivat aika vaikeita, eikä Windows oikeasti edes ole reaaliaikakäyttis. Tavallisesta nykyaikaisesta yleiskäyttöisestä tietokoneesta ei pääse suoraan käsiksi I/O-linjoihin, eikä Windows anna mitään takeita siitä miten kauan jonkin toiminnon toteuttamiseen voi mennä aikaa. Toimintojen tarkka ajoitus on mahdollista vain reaaliaikaisella käyttöjärjestelmällä. Rakentelijan kannalta uudet tietokoneet ovat menneet pilalle. Mutta nou hätä, edullisia korttitietokoneita on saatavilla.

Toistaiseksi aikani ja energiani kuitenkin tulee kulumaan askelmoottoreihin tutustuessa ja niiden tietokoneelle turvallisen ohjauksen käytännön toteutusta miettiessä. Joka tapauksessa, ihmisen suurin henkilökohtainen onni on omistaa askelmoottori, tai ehkä useitakin.

Piirtelenpä vielä samaiseen teemaan liittyen vanhahtavasta lähteestä "308 Circuits" erään näkemyksen bipolaarisen askelmoottorin ohjauspiireistä toteutettuna erillislogiikalla. Tämä toimii kellopulssein (CLOCK) positiivisella reunalla ja laskee ylös tai alas (UP/DOWN) ohjauksen mukaan. Kyse ei siis tässä luultavasti ole mikrokontrollerin ohjaamasta kokonaisuudesta. Ensimmäisen kytkennän on tarkoitus synnyttää pienitehoiset ohjauspulssit erillisillä mikropiireillä, kuten JA- (=1) ja (kääntävillä) TAI- (>= 1) piireillä.

Tuo ensimmäinen mikropiiri 4516 on 4-bittinen laskuri. Sen neljästä lähdöstä tarvitaan vain 3 alinta bittiä eli Q0, Q1 ja Q2. Eniten merkitsevä bitti Q4 jää käyttämättä, sillä tarvittavat 8 erilaista tilaa pystytään toteuttamaan kolmella bitillä, 23 = 8 . Idea ilmeisesti on sellainen että piiriä kellotetaan ainoastaan silloin kun moottorin halutaan pyörivä suuntaan tai toiseen ja signaali UP/DOWN määrää pyörimissuunnan. Kellopulssien taajuus on syytä valita realistisesti niin että askelmoottori todella ehtii kääntyä niiden aikana. Muutenhan pulssit menevät harakoille.

Ja seuraavana vielä kaksi H-siltakytkentää jotka saavat ohjaukset edellisestä ja pystynevät syöttämään 0,5 A virran askelmoottorin käämeihin (L1 ja L2). Tässä on käytetty Darlington-tyyppisiä transistoreja joissa on 2 transua kytketty yhteen, tuloksena on iso virtavahvistus pienellä ohjausvirralla. Ongelmana voisi olla että Darlingtoneissa tapahtuu kuitenkin melko iso jännitehäviö, joten moottorille ei jää kovin paljon. Käyttöjännitteenä 5 V ei ole paljon jos virran täytyy kulkea myös kahden sarjassa olevan Darlingtonin kautta. Joitakin parannusehdotuksia esitetään lähteessä. Jännitettä voisi nostaa. Ylemmissä haaroissa PNP-tyyppiset kivet (BC 516) ovat parempia, koska hukkaavat vähemmän jännitettä, mutta ohjaussignaalit täytyy silloin kääntää, kuten oikeanpuoleisessa H-sillassa on tehty (mutta ylläolevaa ohjauslogiikkaa ei ole vastaavasti päivitetty, siellä pitäisi olla käänteinen 2a ja käänteinen 2b).

On myös huomattava että tällainen H-siltakytkentä voi kärvähtää jos Darlingtonit saavat käyttöjännitteet, mutta eivät ohjausta. Tuossahan ei ole käyttöjännitteen ja maan välissä kuin 2 Darlington-transistoria peräkkäin. H-sillan idea on sellainen että peräkkäisistä Darlingtoneista korkeintaan toinen saa johtaa sähköä tietyllä hetkellä. Muuten kyseessä on oikkari.

Nykyisin on kuitenkin fiksuinta synnyttää ne ohjauspulssit mikrokontrollerin ohjelmalla erillisten data-liitäntöjen kautta, jolloin ylläolevan kaltaista erillistä logiikkaa ei tarvita, ainoastaan tehoaste.

Mutta jos ei muuten niin kirjataan nämä taulukot ylläolevalle kytkennälle yleissivistyksen vuoksi.

Driving the windings

Phase 	  1   2   3   4   5   6   7   8
Winding1  +   +       -   -   -       +
Winding2      +   +   +       -   -   -

Decoded counter states

Phase     1   2   3   4   5   6   7   8
1a        +   +   +                   +
1b                +   +   +   +        
1c        +   +                   +   +
1d                    +   +   +   +   

2a            +   +   +   +           
2b                        +   +   +   +
2c        +   +   +   +               
2d        +                   +   +   +

Virta kulkee käämissä (Winding 1 / 2) positiiviseen suuntaan kun sen ohjaussignaalit a ja c (1a & 1c / 2a & 2c) ovat kumpikin aktiivisia samanaikaisesti. Käämin virralla on negatiivinen suunta kun sen ohjaussignaalit b ja d ovat samanaikaisesti aktiivisia. Kupletin juoni on sellainen että sähkövirta ohjataan aina H-sillan keskiviivan kohdalla olevan askelmoottorin käämin L1 tai L2 kautta, suuntaan tai toiseen. Bipolaarisen askelmoottorin oikeaoppinen käyttö nimenomaan vaatii sen että virran suuntaa käämisssä voidaan vaihtaa. Jos tämä tuntuu paljon pyydetyltä, on syytä hakeutua unipolaaristen askelmoottoreiden pariin ja unhoittaa poies H-sillat.

Emme halua että esimerkiksi signaalit 1a ja 1d tai 1b ja 1c olisivat koskaan samanaikaisesti loogisia ykkösiä, koska virta ei silloin kulkisi H-sillan keskellä olevan moottorin käämin kautta ja vastaavat sarjaan kytketyt Darlington- transistorit olisivat tällöin käytännöllisesti katsoen oikosulussa ; sähkövirta niiden kautta kasvaisi hallitsemattomasti. "Savun hälvettyä tarkista kytkentä..."



Porin kauppatorin patsaat kansakunnan henkisen tilan indikaattoreina?

Minäkin haluaisin päähäni tuollaisen hienon Burger King -pahvikruunun. Siis sellaistahan on varsinaisesti tarkoitus pitää päässä eikä koivessa. Pahoin kuitenkin pelkään että niitä tarjotaan ainoastaan roskaruoka... oho ... eikun piti kirjoittaa että ... pikaruokaravintolan alaikäisille asiakkaille. Olenhan kuitenkin eräänlainen kuninkaallinen, oman mikrovaltioni päämies, hänen kuninkaallinen majesteettinsa.

Vähärauman mäntypuihin tykästyneet muurahaiset

Tekunkorven läheisen metsikön kuntopolun varrella on pari muurahaispesää. Näistä ensimmäistä männyn kannon ympärille rakentuvaa olen kuvannut aiemminkin. Toinen on lähistöllä kaatuneen männyn tyven ympärillä. Yhteiset ovat heillä siis mieltymykset. Saattavat ne pesät todellisuudessa olla samaa yhdyskuntaakin. Ne sijaitsevat kuntopolun samalla puolella parinkymmenen metrin etäisyydellä toisistaan. Tällaisten uutterien yhdyskuntahyönteisten eri pesät toisinaan toimivat yhteistyössä, tai eivät ainakaan sodi keskenään. Muurahaisilla on hajun avulla toimiva ystävät vieraista/kilpailijoista erotteleva IFOF-järjestelmä (Identification Friend Or Foe).

Lokakuun puolivälin poikkeuksellisen lämpimillä ilmoilla muurahaispesissäkin tuntuu vielä riittävän puuhaa. Muurahaiselta ei hommat näköjään lopu niinkuin ihmisyhteisössä moneltakin. Sipilän hallituksen irtisanomislakia siellä pesissä tuskin kaipaillaan. Työmuurahaisia ei komenneta kilometritehtaalle. Sikäli muurahaisyhteisö on meitä fiksumpi ja humaanimpi.

Lokakuun loppupuolella vaikuttaa siltä että männyn kannon ympärille ja päälle rakentuvasta pesästä on noussut hentoja vihreitä kasvin versoja. Ovatko muurahaiset syksyllä kylväneet jonkin kasvin siemeniä kannon päälle? Ovat ne eri hurjia pikku epeleitä. Pitäisi kai tuo nyt jo tajuta ettei maanviljely kannata Suomessa. EU tuskin tukee vihulaisten kasvitarhoja.



Galleria