Archivos Mensuales: junio 2014

Control de Motores Paso a Paso

¿Qué es un motor Paso a Paso (PaP)?

Un motor PaP, como todo motor, es en esencia un conversor electromecánico, que transforma energía eléctrica en mecánica.

Mientras que un motor convencional gira libremente al aplicarle una tensión, el motor PaP gira un determinado ángulo de forma incremental (transforma impulsos eléctricos en movimientos de giro controlados), lo que le permite realizar desplazamientos angulares fijos muy precisos.

Pueden variar desde 90º hasta unos 1,80º, es decir, que se necesitarán 4 pasos en el primer caso (90°) y 200 para el segundo caso (1.8°), para completar un giro completo de 360°.

Estos motores poseen la habilidad de poder quedar enclavados en una posición o bien totalmente libres. Si una o más de sus bobinas están energizada, el motor estará enclavado en la posición correspondiente y por el contrario quedará completamente libre si no circula corriente por ninguna de sus bobinas.

Este tipo de motores son ideales cuando lo que queremos es posicionamientos con un elevado grado de exactitud y/o una muy buena regulación de la velocidad.

Sus principales aplicaciones se pueden encontrar en robótica, tecnología aeroespacial, control de discos duros, flexibles, unidades de CDROM o de DVD e impresoras, en sistemas informáticos, manipulación y posicionamiento de herramientas y piezas en general.

Identificación de un motor PaP bipolar

El primer problema con el que nos encontramos al realizar proyectos con motores PaP, es identificar el tipo de motor que tenemos (sobre todo si utilizamos motores de desguace).
Para saber si un  motor es “Paso a Paso”, realizaremos la comprobación siguiente:

Giraremos con la mano el eje del motor y deberemos notar que éste ejerce una resistencia al giro a golpes (o pasos).

Una vez que sepamos que es un motor PaP, lo siguiente es identificar si es unipolar o bipolar, el modo de identificarlos es contando el número de cables que tiene el motor, si tiene cuatro cables, casi seguro que es bipolar.

Para el caso de motores PaP bipolares, la identificación es más sencilla, simplemente tomaremos un ohmetro y hallaremos los pares de cables que corresponden a cada bobina, sabiendo que entre ellos deberá haber continuidad, luego solo deberemos averiguar la polaridad de la misma, por el sistema de prueba y error, o lo que es lo mismo, si conectado de una manera no funciona, simplemente damos vuelta a los cables de una de las bobinas y entonces ya debería funcionar correctamente. Si el sentido de giro es inverso a lo esperado, simplemente se deben invertir las conexiones de ambas bobinas

Motor PaP Bipolar

Se componen de 2 bobinas.Motor_PaP

Para que el motor funcione, la corriente que circula por las bobinas cambia de sentido en función de la tensión, de ahí el nombre de bipolar, debido a que en los extremos de una misma bobina se pueden tener distintas polaridades.

Otra de las características que los diferencian de los unipolares son que estos llevan cuatro conexiones externas, dos para cada bobina .

A diferencia de los unipolares que son más sencillos de utilizar, en los bipolares su dificultad reside en el control de la alimentación y el cambio de polaridad.

 Secuencias para manejar motores PaP Bipolares

Para el funcionamiento de estos motores se necesitan la inversión de la corriente que circula en sus bobinas en una secuencia determinada. Cada inversión de la polaridad provoca el movimiento del eje en un paso, cuyo sentido de giro está determinado por la secuencia seguida.

Secuencia_Motores_PaP

Circuito Integrado L293D como regulador de un motor PaP Bipolar

El circuito es el que se muestra en la figura de más abajo y el funcionamiento es el siguiente:

o       Las patillas 1 y 9, la ponemos siempre a 5 v.

o       Las patillas 3 y  6, al devanado b y a del motor PaP.

o       Las patillas 11 y 14, al devanado d y c del motor PaP.

o       Con la patillas 2 y 7, controlamos la polaridad del devanado a y b.

o       Con la patillas 10 y 15, controlamos la polaridad del devanado c y d.

o       Las patillas 4, 5, 12 y 13, a negativo o masa de circuito.

o       La patilla 16, es la alimentación del CI.

o       La patilla 8, es la alimentación del moto PaP.

L293D_PaP

Notas a recordar:

o       Voltaje de entrada de CI (Vcc).                                        de 4.5v a 7v

o       Tensión máxima de (Vmotor)                                                    36 v

o       Rango de voltaje de salida                                      -3 V a VCC2 + 3 V

o       Corriente continua de salida por Canal                                   ± 600 mA

o       Pico de corriente de salida por Canal                            ± 1,2 A

o       El puente se come unos 2 voltios, por lo que si lo alimentamos con 6 voltios, al motor solo le llegaran unos 4v.

Esquema Eléctrico:

L293D_PaP+Arduino

 

Esquema Práctico:

Control_Motor_Paso_a_Paso_Circuito+_bb

Código del Programa:

Codigo_Control_Motor_Paso_a_Paso

Fotos:

Motor_PaP_Vista_General

Vista General

Placa_Arriba_Motor_PaP

Detalle de la placa del L293D

MotorPaP

Motor PaP de un lectos de CD´s

Código fuente:

Control_de_Motor_Paso_a_Paso.ino

Ficha del Proyecto:

Control_de_Motor_PaP_Ficha_26 

Vídeo resumen:

 

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