MOTORESDEPASO_8952

5/10/2018 MOTORESDEPASO_8952 - slidepdf.com

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MOTORES DE PASO

ING. FRANKLIN BARRA ZAPATA ING. OMAR E. BARRA ZAPATA

Un motor Paso a Paso se diferencia de un motor convencional en que en este se puedeposicionar su eje en posiciones fijas o pasos, pudiendo mantener la posición. Esta peculiaridades debida a la construcción del motor en si, teniendo por un lado el rotor constituido por unimán permanente y por el otro el stator construido por bobinas, al alimentar estas bobinas seatraerá el polo del rotor con respecto al polo generado por la bobina y este permanecerá esesta posición atraído por el campo magnético de la bobina hasta que esta deje de generar elcampo magnético y se active otra bobina haciendo avanzar o retroceder el rotor variando loscampos magnéticos en torno al eje del motor y haciendo que este avance un paso.

EQUIVALENTE ELECTRICO DEMOTOR DE PASO UNIPOLAR

MOTORES DE PASO

BOBINA2B

MOTOR PASO - PASO UNIPOLAR

MOTOR PASO - PASO BIPOLAR

BOBINA1

Este paso puede variar de 1.8°, 0.72°, o 0.12°es decir, que se necesitarán 200 pasos para elprimer caso (1.8°), 500 para el segundo caso (0.72°) y 3000 para el ultimo caso (0.12°) paracompletar un giro completo de 360°.

Estos motores poseen la habilidad de poder quedar enclavados en una posición o bien totalmentelibres. Si una o más de sus bobinas está energizada, el motor estará enclavado en la posicióncorrespondiente y por el contrario quedará completamente libre si no circula corriente por ningunade sus bobinas.

MOTORES DE PASO

Motor Paso a Paso Bipolar

Estos tiene generalmente cuatrocables de salida. Necesitan ciertostrucos para ser controlados, debidoa que requieren del cambio dedirección del flujo de corriente através de las bobinas en lasecuencia apropiada para realizarun movimiento.

BOBINA2B

MOTOR PASO - PASO BIPOLAR

BOBINA1

Secuencias para manejar motores paso a paso Bipolares

PASO TERMINALES

A B C D

1 +V -V +V -V

2 +V -V -V +V

3 -V +V -V +V

4 -V +V +V -V

Motor Paso a Paso Bipolar

Circuito de Control.

PASO TERMINALES

A B C D

1 +V -V +V -V

2 +V -V -V +V

3 -V +V -V +V

4 -V +V +V -V

B PORT B

B3(A) B2(B) B1(C) B0(D) V.(DEC.)

ON - ON - 10

ON - - ON 9

- ON - ON 5

- ON ON - 6

El motor unipolar se caracteriza por ser más simple de controlar como se vera mas adelante,normalmente dispone de 5 o 6 cables dependiendo si el común esta unido internamente ono, para controlar este tipo de motores existen tres métodos con sus correspondientessecuencias de encendido de bobinas, el común irá conectado a +Vcc o masa según elcircuito de control usado y luego tan solo tendremos que alimentar la bobina correcta paraque avance o retroceda el motor según avancemos o retrocedamos en la secuencia.

EQUIVALENTE ELECTRICO DEMOTOR DE PASO UNIPOLAR

MOTORES DE PASO UNIPOLAR

Secuencias para manejar motores

paso a paso unipolar :

Paso simple (1- Phase )

Esta secuencia de pasoses la mas simple de todas yconsiste en activar cadabobina una a una y porseparado, con estasecuencia de encendido de

bobinas no se obtienemucha fuerza ya que soloes una bobina cada vez laque arrastra y sujeta elrotor del eje del motor.

Paso doble (2-Phase)

Con el paso doble activamos las

bobinas de dos en dos con lo quehacemos un campo magnéticomas potente que atraerá con masfuerza y retendrá el rotor delmotor en el sitio. Los pasostambién serán algo mas bruscosdebidos a que la acción del

campo magnético es maspoderosa que en la secuenciaanterior Esta es la mas usadadebido al torque que se obtienedebido a que se activa dosbobinas por paso.

Medio Paso

Combinando los dos

tipos de secuenciasanteriores podemoshacer moverse almotor en pasos maspequeños y precisos yasí pues tenemos eldoble de pasos demovimiento para elrecorrido total de 360ºdel motor.

Motor Paso a Paso Unipolar

BO B1 B2 B3 SEACTIVAN SEGÚN

SECUENCIA :PASO SIMPLEPASO COMPLETOMEDIO PASO

Circuito Integrado UCN5804

•1.25 A de salida en corriente continua (Outputa,Outputb, Outputc, Outputd)•Voltaje de alimentación de 5Vcc•Entrada de pulsos de control de 5V (Step Input)•Control de motores de paso de hasta 35V.(Kbd.Kac)•Selección de control para paso completo y medio

paso (One Phase, Half Step)•Habilitador de salida (OE)•Habilitador de dirección del motor (Direction)•Diodos de protección interna•Power on reset•Protección térmica para corto circuitos

Circuito de Control con UCN5804

COMENTARIOS

Como comentario final, cabe destacar que debido a que los motores paso apaso son dispositivos mecánicos y como tal deben vencer ciertas inercias, el

tiempo de duración y la frecuencia de los pulsos aplicados es un punto muyimportante a tener en cuenta. En tal sentido el motor debe alcanzar el pasoantes que la próxima secuencia de pulsos comience. Si la frecuencia de pulsoses muy elevada, el motor puede reaccionar en alguna de las siguientes formas:

• Puede que no realice ningún movimiento en absoluto.• Puede comenzar a vibrar pero sin llegar a girar.• Puede girar erráticamente.• O puede llegar a girar en sentido opuesto.

Para obtener un arranque suave y preciso, es recomendablecomenzar con una frecuencia de pulso baja y gradualmente ir

aumentándola hasta la velocidad deseada sin superar lamáxima tolerada. El giro en reversa debería también serrealizado previamente bajando la velocidad de giro y luegocambiar el sentido de rotación.

COMENTARIOS

Una referencia importante

Cuando se trabaja con motores paso a pasos usados o nuevos, perode los cuales no tenemos hojas de datos. Es posible averiguar ladistribución de los cables a los bobinados y el cable común en unmotor de paso unipolar de 5 o 6 cables siguiendo las instruccionesque se detallan a continuación:

1. Aislando el cable(s) común que va a lafuente de alimentación

Como se aprecia en las figuras anteriores, enel caso de motores con 6 cables, estosposeen dos cables comunes , perogeneralmente poseen el mismo color, por loque lo mejor es unirlos antes de comenzar laspruebas.

Usando un multimetro para medir laresistencia entre pares de cables, el cablecomún será el único que tenga la mitad delvalor de la resistencia entre ella y el resto delos cables.

Esto es debido a que el cable común tieneuna bobina entre ella y cualquier otro cable,mientras que cada uno de los otros cablestienen dos bobinas entre ellos. De ahí lamitad de la resistencia medida en el cablecomún .

2. Identificando los cables de las bobinas (A, B, C y D): aplicar un voltaje al cablecomún (generalmente 12 volts, pero puede ser más o menos) y manteniendo uno de los otroscables a masa (GND) mientras vamos poniendo a masa cada uno de los demás cables de forma

alternada y observando los resultados.

Identificando los cables en Motores P-P Bipolares:Para el caso de motores paso a paso bipolares (generalmentede 4 cables de salida), la identificación es más sencilla.Simplemente tomando un multimetro en modo ohmetro (paramedir resistencias), podemos hallar los pares de cables quecorresponden a cada bobina, debido a que entre ellos deberáhaber continuidad (en realidad una resistencia muy baja).Luego solo deberemos averiguar la polaridad de la misma, lacual se obtiene fácilmente. Es decir, si conectado de una

manera no funciona, simplemente damos vuelta los cables deuna de las bobinas y entonces ya debería funcionarcorrectamente. Si el sentido de giro es inverso a lo esperado,simplemente se deben invertir las conexiones de ambasbobinas y el H-Bridge.

Para recordar

Un motor de paso con 5 cables es casi seguro de 4fases y unipolar.

Un motor de paso con 6 cables también puede serde 4 fases y unipolar, pero con 2 cables comunespara alimentación. pueden ser del mismo color.

Un motor de pasos con solo 4 cables escomúnmente bipolar.

Aplicaciones con Microcontroladores AT89C2051

Girar un motor de paso unipolar con pasos simples.

D C B A PORT B

Q4 Q3 Q2 Q1 SALIDA (DECIMAL)

- - - ON 1

- - ON - 2

- ON - - 4

ON - - - 8

Programa 1'Programa 1: Permite que un motor de paso unipolar gire en sentido horario con pasos simplesDim I As Byte 'Numero de pasoDim T As Byte 'Tiempo necesario para girar un pasoDim X As Byte 'Variable donde se almacena el valor decimal. del pasoP1 = 0 'Puerto b configurado como salidaT = 250 'Tiempo de 25 milisegundos, se puede variar velocidad

'aumentando el valor de T

Poke 100 , 1 : Poke 102 , 2 'Se escribe el valor decimal de los pasosPoke 103 , 4 : Poke 104 , 8 'en las posiciones de memoria del 1 al 4Inicio: 'Inicio del programa

For I = 100 To 104 'Secuencia de pasos 1-4X = Peek(i) 'Se lee la posición I y el valor se almacena en xP1 = X 'Puerto b toma el valor de X (1,2,4,8)Waitms T 'Retardo para girar un pasoNext I 'Incrementa I o pasoGoto Inicio 'Salta a inicio y empieza otra vez

Programa 2'Programa 2: Permite que un motor de paso unipolar gire en sentido horario con pasos simplesDim I As Byte 'Numero de pasoDim T As Byte 'Tiempo necesario para girar un pasoDim X As Byte 'Variable donde se almacena el valor decimal. del pasoP1 = 0 'Puerto b configurado como salidaT = 250 'Tiempo de 25 milisegundos, se puede variar velocidad

'aumentando el valor de T

Poke 100 , 1 : Poke 102 , 2 'Se escribe el valor decimal de los pasosPoke 103 , 4 : Poke 104 , 8 'en las posiciones de memoria del 1 al 4Inicio: 'Inicio del programa

For I = 104 To 100 Step -1 'Secuencia de pasos 1-4X = Peek(i) 'Se lee la posición I y el valor se almacena en xP1 = X 'Puerto b toma el valor de X (1,2,4,8)Waitms T 'Retardo para girar un pasoNext I 'Incrementa I o pasoGoto Inicio 'Salta a inicio y empieza otra vez

Girar un motor de paso unipolar con pasos dobles

D C B A PORT B

Q4 Q3 Q2 Q1 V. (DEC)

- - ON ON 3

- ON ON - 6

ON ON - - 12

ON - - ON 9

D C B A PORT B

Q4 Q3 Q2 Q1 V (DEC)

- - - ON 1

- - ON ON 3

- - ON - 2

- ON ON - 6

- ON - - 4

ON ON - - 12

ON - - - 8

ON - - ON 9

Girar un motor de paso unipolar con medios pasos

Controlando un motor de paso unipolar usando el Circuito Integrado UCN5804

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