🛠️ APLICACIONES de los MOTORES PASO a PASO

Motores paso a paso utilizados en automatización y robótica

Motores paso a paso en aplicaciones industriales

✌ Entre las principales aplicaciones de estos motores se pueden mencionar la robótica en general, la tecnología aeroespacial, el control de discos duros, de discos flexibles (disquetes), unidades de CD-ROM o de DVD e impresoras de todo tipo. Todos estos aparatos, una vez desechados, pueden emplearse como fuente de motores paso a paso (P-P) para utilizarlos en nuevos proyectos.

👌 Los motores paso a paso son ideales para la construcción de mecanismos en donde se requieren movimientos muy precisos.

Movimientos precisos de los motores paso a paso

👊 En los motores paso a paso (P-P) se puede regular la velocidad y la dirección de giro como en los convencionales, pero tienen la gran diferencia de que se pueden dejar en una posición fija y se puede hacer un giro del número de grados o de vueltas que deseemos. El estator está hecho con varias bobinas y el rotor consta de un imán permanente con un número de polos que depende del ángulo de cada paso. 

👉 El número de pasos por vuelta de estos motores suele ser de 200, 96, 48 o 24. El giro del motor se hace conectando secuencialmente las bobinas y atrayendo hacia ellas al rotor. Dependiendo de cómo se vayan activando esas bobinas podemos hacer girar el motor de tres modos diferentes, como podemos observar en la siguiente 👇 tabla.

Tabla 6

Modos de operación del motor paso a paso

Ejemplo de circuito de aplicación. Características:

• Permite controlar dos motores unipolares con 4 pulsadores o desde el PC.
• Velocidad regulable desde 1 a 255 milisegundos por paso.
• Dirección seleccionable.
• Modo de avance de medio paso o de paso completo.
• Desde el PC podemos activar en modo timer para que pare al cabo de un tiempo de 1 a 255 minutos.
• Desde el PC podemos enviar comando de avance de un número de pasos de 1 a 255.

Motor paso a paso unipolar operado por microcontrolador

El circuito de la anterior 👆 figura se ha diseñado pensando en los motores unipolares, que son los más corrientes y más sencillos de manejar. El microcontrolador PIC16F627 es el componente principal, él se comunica con el PC a través de la UART a 9600 bps, recibe del PC las órdenes y contesta con el estado de los motores (velocidad, dirección, etc.).

💥 Como el número de pines del PIC es limitado, dos de ellos (PB0 y PB3) se han usado para la conexión de los pulsadores P2 y P4 y además para el control de los indicadores LED1 y LED2, éstos indican el estado de los motores, el LED1 indica el estado del motor 1 y el LED2 indica el estado del motor 2; si están parados, los LEDs estarán apagados; si los motores están en pausa, los LEDs estarán intermitentes; y si están en marcha, los LEDs estarán encendidos.

💥 La alimentación del circuito debe ir de acuerdo con la tensión de los motores que vamos a usar. Se ha puesto el diodo D1 para proteger el circuito ante las inversiones de polaridad.

Funciones de los pulsadores. 

El pulsador Pl sirve para seleccionar el motor que vamos a controlar: si está sin apretar, controlamos el motor 1, y si está pulsado, controlaremos el motor 2; el resto de pulsadores P2, P3 y P4 nos permiten poner en marcha o parar el motor, variar la velocidad, etcétera.

Pulsador P1. Si no se pulsa se controla el motor 1, si está apretado se controla el motor 2.

Pulsador P2. Disminuye la velocidad si el motor está en marcha, si está parado lo pone en pausa y cada pulsación avanza un paso, si se mantiene con el resto de pulsadores apretado, el motor girara continuamente a la izquierda.

Pulsador P3. A cada pulsación pone en marcha o para el motor. Si se pulsa más de 5 segundos graba en la memoria del PIC el estado actual de los motores (velocidad, dirección, etc.) y será como estarán al encender. Si se mantiene pulsado y al mismo tiempo se pulsa P1, la dirección del motor será a la izquierda, y si en lugar de P1 se pulsa P4, irá a la derecha.

Pulsador P4. Aumenta la velocidad si el motor está en marcha, si está parado lo pone en pausa y cada pulsación avanza un paso; si se mantiene apretado el motor girará continuamente a la derecha.

Configuración del tipo de avance. Se enciende el circuito manteniendo un pulsador apretado, los LEDs se pondrán intermitentes para indicarlo; según el pulsador que hayamos apretado el avance será de un paso o de medio, esta configuración será guardada permanentemente en la memoria del PIC.

• P1: avance de medio paso en el motor 1; 
• P2: avance de un paso en el motor 1; 
• P3: avance de medio paso en el motor 2; 
• P4: avance de un paso en el motor 2.

Notas aclaratorias

👉 Todos los motores tienen un límite para la velocidad máxima; dependiendo del tipo de motor y del número de pasos, unos admiten más velocidad que otros. Para algunos motores el tiempo mínimo entre cada paso es de 5 milisegundos, si se pone menos vibran pero no giran.

👉 Las revoluciones por minuto dependen del número de pasos, a un motor de 200 pasos puesto a 2 milisegundos por paso le corresponden 150 R.P.M.; a uno de 96 pasos, 312 R.P.M.; a uno de 48 pasos, 625 R.P.M.; y a uno de 24 pasos, 1250 R.PM.

👉 Si desde la computadora se quiere enviar un número de pasos determinado (por ejemplo, una vuelta) es mejor poner antes en pausa el motor para que esté alimentado antes y después del giro y el eje quede sujeto.

👉 La diferencia entre pausa y paro es que en pausa el motor esta alimentado y fijo en una posición, en paro el motor está sin alimentación y el eje libre.

💥 Si un motor está mucho tiempo en pausa puede calentarse demasiado, especialmente si está en modo de avance doble.

No todos los motores tienen unos cables de colores estándar para distinguir las bobinas, pero algunos tienen naranja y amarillo para una bobina, y marrón y negro para otra; otros tienen rojo y rojo-blanco para una, y verde y verde-blanco para otra.

La principal aplicación de motor paso a paso se puede dividir en las categorías siguientes:

• Aplicaciones en instrumentación (con bajo torque).
• Equipo periférico de cómputo y equipos de oficina.
• Control numérico de máquinas herramientas y la robótica.
• Electromedicina.

Algunos ejemplos por categorías:

Aplicaciones en Instrumentación

1. Relojes de cuarzo.

2. Relojes sincronizados.

3. Funcionamiento de obturación de cámaras digitales.

Motor paso a paso en periféricos de computadoras

1. Impresoras.

2. Unidades de disco.

3. Plotter digital XY.

4. Transporte de la cinta magnética.

5. Unidad de cinta de papel.

Equipo de oficina

1. Máquina de escribir electrónica.

2. Máquinas de facsímil.

Aplicaciones en máquinas, herramientas y fresadoras

1. Sistemas de control numérico para fresadora.

2. Índice de tabulación.

Robótica

Electromedicina, aplicaciones:

1. Máquinas de rayos X.

2. Las unidades de terapia de radiación.

3. Escáneres CAT y escáner ultrasonido.

Aplicaciones diversas

1. Reactores nucleares.

2. Tecnología aeroespacial.

3. Aplicaciones industriales.

Escrito por Archie Tecnology