SECUENCIAS PARA MANEJAR MOTORES PASO A PASO (UNIPOLAR)

 

 

Existen tres métodos para el control de este tipo de motores , según las secuencias de encendido de bobinas.

 

Las secuencias son las siguientes:

 

Paso simple:

 

Esta secuencia de pasos es la mas simple de todas y consiste en activar cada bobina una a una y por separado, con esta secuencia de encendido de bobinas no se obtiene mucha fuerza ya que solo es una bobina cada vez la que arrastra y sujeta el rotor del eje del motor

 

 

Paso

A

B

C

D

 

1

1

0

0

0

2

0

1

0

0

3

0

0

1

0

4

0

0

0

1

 

 

 

Paso doble:

 

Con el paso doble activamos las bobinas de dos en dos con lo que hacemos un campo magnético mas potente que atraerá con mas fuerza y retendrá el rotor del motor en el sitio. Los pasos también serán algo mas bruscos debidos a que la acción del campo magnético es mas poderosa que en la secuencia anterior.

 

Paso

A

B

C

D

 

1

1

1

0

0

2

0

1

1

0

3

0

0

1

1

4

1

0

0

1

 

Medio Paso:

 

Combinando los dos tipos de secuencias anteriores podemos hacer moverse al motor en pasos mas pequeños y precisos y así pues tenemos el doble de pasos de movimiento para el recorrido total de 360º del motor.

 

Paso

A

B

C

D

 

1

1

0

0

0

2

1

1

0

0

3

0

1

0

0

4

0

1

1

0

5

0

0

1

0

6

0

0

1

1

7

0

0

0

1

8

1

0

0

1

 

LA PRACTICA:

Unipolar: Para controlar un motor paso a paso unipolar deberemos alimentar el común del motor con Vcc y conmutaremos con masa en los cables del devanado correspondiente con lo que haremos pasar la corriente por la bobina del motor adecuada y esta generará un campo electromagnético que atraerá el polo magnetizado del rotor y el eje del mismo girará.

Para hacer esto podemos usar transistores montados en configuración Darlington o usar un circuito integrado como el ULN2003 que ya los lleva integrados en su interior aunque la corriente que aguanta este integrado es baja y si queremos controlar motores mas potentes deberemos montar nosotros mismos el circuito de control a base de transistores de potencia.

El esquema de uso del ULN2003 para un motor unipolar es el siguiente:

Las entradas son TTL y se activan a nivel alto, también disponen de resistencias de polarización internas con lo que no deberemos de preocuparnos de esto y podremos dejar "al aire" las entradas no utilizadas. Las salidas son en colector abierto.

 

                                                   

        Imagen del rotor                                                       Imagen de un estator de 4 bobinas

 MPPC . Familia de circuitos integrados controladores de motores unipolares de 4 fases y bipolares de 2 fases.

 

pinout.gif (6188 bytes)MPPC 001. Controlador de motores paso a paso simple

 MPPC 001 controlara un motor paso a paso con solo dos o tres bits. Dos bits le permitirán controlar el sentido de giro y en que instante el motor debe avanzar un paso. Con el tercer bit  podrá seleccionar entre precisión 1 paso o 1/2 paso.
Es provisto en encapsulado DIP20. Todas sus entradas y salidas son TTL, con cual es optimo para ser utilizado con PICs, BasicX , Basic Stamps, etc...

El circuito integrado esta preparado para recibir una senal digital de realimentación de limite de corriente de fase . Sus dos entradas para comparadores de  le facilitaran implementar controles de corriente de fase por medio de switching.

Las salidas tienen capacidad para entregar una corriente máxima de 100 mA, capaces de entregar corriente suficiente para la excitación de los transistores de potencia adecuados para las tensiones y corrientes de operación del motor paso a paso a controlar.

Características técnicas

Condiciones Máximas

Tensión de alimentación

0 a +7v.

Tensiones de entrada

-2.5 a vcc + Vcc+1v

Corriente de salida

100mA

Temperatura ambiente con alimentación

-65 a +125° c

Condiciones recomendadas de operación:

Parámetro

Min.

Nom.

Max.

 

Vcc

4.75

5

5.25

v

Tamb

0

25

75

° c

Ancho de pulso minimo de la señal de reloj

15

 

 

nseg

La entrada de reloj será valida después de la subida de la alimentación a los

 

 

100

nseg

Nivel alto de las entradas

2

 

Vcc+1

v

Nivel bajo de las entradas

-1

 

0.8

v

Tensión de salida en alto

2.4

 

 

v

Tensión de salida en bajo

 

 

0.5

v

Corriente máxima de salida con las salidas deshabilitadas

 

 

10

m A

Definición de pines:

Pin

Nombre

E/S

Descripción

1

Reloj

E

Cada vez que esta señal pasa de 0 a 1 produce el avance de un paso en el motor en el sentido determinado por el pin de izq/der.

2

Izq , /der

E

Establece el sentido de giro.

3

Comp1

E

Entrada para operacional de control de corriente por switching para las salidas 0 y 1.

4

Comp2

E

Entrada para operacional de control de corriente por switching para las salidas 2 y 3.

5

1/2 paso

E

En "1" genera una secuencia de control de 1/2 paso, en "0" genera una secuencia de 4 estados.

6

N.C.

 

 

7

N.C.

 

 

8

N.C.

 

 

9

N.C.

 

 

10

GND

 

0v. Tierra.

11

/habilitacion

E

En "0" habilita las salidas del circuito integrado, en "1" las des habilita.

12

Sal3

S

Salida de excitación 3

13

Sal2

S

Salida de excitación 2

14

N.C.

 

 

15

N.C.

 

 

16

N.C.

 

 

17

N.C.

 

 

18

Sal1

S

Salida de excitación 1

19

Sal0

S

Salida de excitación 0

20

Vcc

 

+4.75 a +5.25 volt

Circuito de aplicación típico:
La configuración mas sencilla es la de la del esquema de la figura. Sus salidas atacando directamente a transistores npn para la excitación de cada bobina del motor paso a paso. los pines de comparación comp1 y comp2 polarizados a tierra para que las salidas se encuentren permanentemente habilitadas. El pin de 1/2 paso polarizado a VCC para que el controlador genere una salida de paso completo. La entrada izq/der permite definir la dirección de giro del motor paso a paso, la cual será validada en el primer pulso presente en la entrada de reloj. Por cada pulso entregado al pin de reloj el motor paso a paso dará un paso.

tipico.gif (7772 bytes) 

 

 

 

 


FUNCIONAMIENTO DE MOTORES PASO A PASO (BIPOLAR)

Estos motores 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.

A continuación se puede ver la tabla con la secuencia necesaria para controlar motores paso a paso del tipo 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

Son más dificiles de construir porque tienen mas bobinas.