Potenciómetro de motor paso a paso Arduino
En este artículo, vamos a cubrir los fundamentos de los motores paso a paso. Aprenderás los principios de funcionamiento, construcción, métodos de control, usos y tipos de motores paso a paso, así como sus ventajas y desventajas.
Un motor paso a paso es un motor eléctrico cuya característica principal es que su eje gira realizando pasos, es decir, moviéndose una cantidad fija de grados. Esta característica se obtiene gracias a la estructura interna del motor, y permite conocer la posición angular exacta del eje simplemente contando cuántos pasos se han realizado, sin necesidad de un sensor. Esta característica también lo hace apto para una amplia gama de aplicaciones.
Como todos los motores eléctricos, los motores paso a paso tienen una parte fija (el estator) y una parte móvil (el rotor). En el estator, hay dientes en los que se conectan las bobinas, mientras que el rotor es un imán permanente o un núcleo de hierro de reluctancia variable. Más adelante profundizaremos en las diferentes estructuras del rotor. La figura 1 muestra un dibujo que representa la sección del motor, donde el rotor es un núcleo de hierro de reluctancia variable.
Motor paso a paso arduino
Para controlar un motor paso a paso, tienes que energizar cada bobina individualmente en un orden específico y temporizado. La energización se realiza mediante un circuito conductor (un amplificador). La temporización se realiza mediante un circuito indexador y el objetivo (avanzar, retroceder, frenar, avanzar por inercia, etc.) se controla mediante alguna interfaz de usuario externa, como un ordenador o un joystick. La figura siguiente muestra este proceso.
Los circuitos para accionar motores paso a paso unipolares y bipolares difieren porque los motores paso a paso bipolares no tienen una “toma central”. Sin embargo, es posible utilizar controladores bipolares para accionar motores paso a paso unipolares después de algunas pequeñas modificaciones.
Hay que tener cuidado en el circuito del driver para protegerlo de los picos de tensión. Dado que los devanados del motor son inductores, la desconexión de la alimentación del devanado produce una breve ráfaga de tensión. Para protegerse contra esto, ponga siempre un diodo en paralelo con el devanado, asegurándose de que el diodo pueda manejar la corriente del devanado. Esto se muestra en la siguiente figura.
Para los interruptores, se puede utilizar cualquier tipo de tecnología de conmutación. La siguiente figura muestra dos interruptores de este tipo. El primero utiliza un transistor darlington de potencia y el segundo un transistor de efecto de campo de potencia.
Función del motor paso a paso
Advertencia: Este producto no está diseñado ni certificado para ninguna norma de seguridad de alta tensión en particular. Trabajar con tensiones superiores a 30 V puede ser extremadamente peligroso y sólo deben hacerlo personas cualificadas con el equipo y la protección adecuados.
Advertencia: Conectar o desconectar un motor paso a paso mientras la fuente de alimentación del motor (VIN) de las Tic está alimentada puede destruir el controlador del motor. (En general, recablear cualquier cosa mientras está alimentada es buscarse problemas).
Antes de conectar cualquier cosa a la Tic, le recomendamos que ejecute el software Tic Control Center para asegurarse de que puede conectarse a la Tic por USB. De este modo podrá asegurarse de que la Tic funciona antes de dedicar tiempo a soldar conectores o conectar otros componentes electrónicos, y si algo va mal, tendrá una mejor idea de la causa del problema.
Los motores paso a paso bipolares suelen tener cuatro o seis cables. Estos motores paso a paso bifásicos tienen una bobina por fase, con un cable conectado a cada extremo de cada bobina. Las versiones con seis cables también proporcionan acceso a los centros de las dos bobinas para que el motor pueda ser controlado opcionalmente por un controlador unipolar. Cuando se controla un motor paso a paso de seis cables con un controlador bipolar como el Tic, sólo se utilizan los extremos de las bobinas, y los dos cables de la toma central deben dejarse desconectados.
Cómo funciona un motor paso a paso
Desde un simple reproductor de DVD o una impresora en su casa hasta una máquina CNC muy sofisticada o un brazo robótico, los motores paso a paso se encuentran en casi todas partes. Su capacidad para realizar movimientos precisos controlados electrónicamente ha hecho que estos motores encuentren aplicación en muchos felids como cámaras de vigilancia, discos duros, máquinas CNC, impresoras 3D, robótica, robots de montaje, cortadoras láser y mucho más. En este artículo vamos a aprender lo que hace que estos motores especiales y la teoría detrás de él. Vamos a aprender cómo utilizar uno para su aplicación.
Como todos los motores, los motores paso a paso también tienen un estator y un rotor, pero a diferencia de un motor de corriente continua normal, el estator está formado por conjuntos individuales de bobinas. El número de bobinas variará en función del tipo de motor paso a paso, pero por ahora sólo hay que entender que en un motor paso a paso el rotor consta de polos metálicos y cada polo será atraído por un conjunto de bobinas en el estator. El siguiente diagrama muestra un motor paso a paso con 8 polos del estator y 6 polos del rotor.
Si observas las bobinas del estator, están dispuestas en términos de pares de bobinas, como A y A’ forman un par B y B’ forman un par y así sucesivamente. Cada uno de estos pares de bobinas forma un electroimán y pueden ser activados individualmente mediante un circuito conductor. Cuando una bobina se energiza actúa como un imán y el polo del rotor se alinea con él, cuando el rotor gira para ajustarse a la alineación con el estator se llama como un paso. Del mismo modo, al energizar las bobinas en una secuencia, podemos girar el motor en pequeños pasos para hacer una rotación completa.