CONTROL DE UN MOTOR A PASOS


OBJETIVO:

Vamos construir un driver que nos permita alimentar las terminales del motor a pasos  y que pueda ser controlado por un microprocesador que emita 5 volts y muy poca corriente. Además debemos de ailsar electricamente el circuto de control (microprocesador) con el de potencia (alimentación del motor).

ANTECEDENTES:

Existen diversos tipos de motores a pasos, los más comunes son:
  • Unipolar
  • Bipolar
  • Híbridos
A continuación ponemos unos videos muy interesantes sobre el funcionamiento de los motores a pasos:





EL MOTOR A PASOS

Se compraron tres motores a pasos en las chácharas (en donde venden circuitos electrónicos usados). El costo de cada motor fue de $80.00 pesos, aproximadamente.



Después de una exhausta búsqueda en internet encontramos la hoja de datos del fabricante:



El motor que vamos a controlar es Híbrido y de alimentación unipolar. Aunque en la etiqueta dice que se alimenta con 24 volts, nosotros lo vamos a alimentar con +5VDC para obtener una corriente de entre 1.2 y 2 amperes. Y el torque que nos da es muy bueno.  De acuerdo al diagrama anterior podemos notar que los cables del motor son:

COLOR DEL CABLE
 FUNCIÓN
NEGRO
 COMÚN (+5v)
BLANCO
 COMÚN (+5v)
ROJO
 DEVANADO A
AZUL
 DEVANADO B
AMARILLO
 DEVANADO C
NARANJA
 DEVANADO D


Las piezas que componen el motor se pueden apreciar en las siguientes fotos:
 
   

   
 


DRIVER DEL MOTOR A PASOS

RELEVADOR DE ESTADO SÓLIDO

El circuito que hace la función de relevador de estado sólido es la base para poder controlar el motor, Esta parte es como un switch que energiza o desenergiza un solo devanado del motor a pasos.



Para hacer que funcione adecuadamente el circuito, se debe de cumplir con los siguientes requerimientos:
  1. Se debe de aislar eléctricamente el circuito de Poder con el circuito Lógico
  2. Los transistores deben de funcionar en Corte y Saturación para evitar calentamiento
  3. La β del TIP41 debe ser mayor a 40
  4. La β del BC557 debe ser mayor a 100
  5. La β del 4N25 (la corriente del Transistor dividida entre la corriente del LED) debe ser mayor a 1.5







Una vez que funcionó en el protoboard, hay que ponerlo en una placa perforada, soldando los componentes. El relevador de estado sólido que diseñamos queda en un espacio muy pequeño de la siguiente manera:





Ahora probamos que el circuito soldado en la placa funcione adecuadamente:




Ya que nos funcionó adecuadamente el relevador de estado sólido, ahora hay que multiplicarlo por cuatro. Por que nuestro motor tiene cuatro devanados que hay que polarizar.



Una vez soldando todos los componentes en una tarjeta perforada, el driver quedaría de la siguiente manera:





En la foto siguiente se muestran los bornes para conectar la alimentación (Tierra digital y 5v para el motor), las entradas digitales, y la salida a los devanados. Y nos sobra un borne sin conectar.






A continuación vemos la primera prueba del Driver completo. Para realizar la prueba utilizamos:
  • Fuente de Alimentación de 5 volts de Corriente Contúnua para alimentar el Motor a Pasos
  • Fuente de Alimentación de 5 Volts de Corriente Contínua para alimentar el Controlador
  • Driver del Motor que acabamos de contruir
  • Motor a Pasos
  • Tarjeta Controlador SMH-001
  • Microcontrolador AT89C51









        BIBLIOGRAFÍA Y REFERENCIAS

  1. Minebea Co. Ltd; ESPECIFICACIONES DEL MOTOR 23KM-K
  2. NMB A Minebea Group Company;  PRECISION STEP MOTORS CATALOG; www.nmbcorp.com;