Interfaz de un motor paso a paso

Definición de Motor Paso a Paso

Un motor paso a paso es un motor DC que se mueve en pasos, con una velocidad de rotación dependiente de la tasa de la señal eléctrica.

Componentes

El motor tiene un rotor (imán permanente) y un estator (bobinado), con el rotor girando y el estator estacionario.

Principio de Funcionamiento

La conexión central en el bobinado del estator permite cambiar la dirección de la corriente cuando está conectada a tierra. Esto cambia las propiedades magnéticas del estator, atrayendo y repeliendo selectivamente al rotor para crear un movimiento por pasos.

Secuencia de Pasos

Para obtener el movimiento correcto del motor, se debe seguir una secuencia de pasos. Esta secuencia de pasos indica el voltaje que debe aplicarse a la fase del estator. Normalmente se sigue una secuencia de 4 pasos.

Cuando la secuencia se sigue desde el paso 1 al 4, obtenemos una rotación en sentido horario y cuando se sigue desde el paso 4 al 1, obtenemos una rotación en sentido antihorario.

Diagrama de Interfaz

El diagrama a continuación muestra la interfaz del motor paso a paso con un microcontrolador. Este es un diagrama general y puede aplicarse a cualquier familia de microcontroladores como PIC, AVR o 8051.

Dado que el microcontrolador no puede proporcionar suficiente corriente, se utiliza un controlador como ULN2003 para hacer funcionar el motor. También se pueden usar transistores individuales u otros ICs de control. Asegúrese de conectar resistencias de pull-up externas si es necesario. Nunca conecte el motor directamente a los pines del controlador. El voltaje del motor depende de su tamaño.

Un motor paso a paso unipolar típico de 4 fases tiene 5 terminales. 4 terminales de fase y un terminal común de la conexión central que está conectado a tierra. El algoritmo de programación para la rotación continua en sentido horario se muestra a continuación-

• Inicializar los pines del puerto utilizados para el motor como salidas

• Escribir un programa de retardo común de, por ejemplo, 500 ms

• Salida de la primera secuencia-0 × 09 en los pines

• Llamar a la función de retardo

• Salida de la segunda secuencia-0 × 0 c en los pines

• Llamar a la función de retardo

• Salida de la tercera secuencia-0 × 06 en los pines

• Llamar a la función de retardo

• Salida de la cuarta secuencia-0 × 03 en los pines

• Llamar a la función de retardo

• Ir al paso 3

Ángulo de Paso

El número de pasos necesarios para completar una rotación completa depende del ángulo de paso del motor paso a paso. El ángulo de paso puede variar de 0.72 grados a 15 grados por paso. Dependiendo de esto, pueden ser necesarios 500 a 24 pasos para completar una rotación. En aplicaciones de control de posición, la selección del motor debe basarse en el grado mínimo de rotación que se requiere por paso.

Medio Paso

Los motores paso a paso pueden operar a la mitad del ángulo de paso real, conocido como medio paso. Por ejemplo, un motor calificado para 15 grados por paso puede programarse para rotar a 7.5 grados por paso utilizando una secuencia especial de medio paso.

Motor Paso a Paso vs Motor Servo

Tanto el motor paso a paso como el motor servo se utilizan principalmente en aplicaciones de control de posición. Sin embargo, existe una diferencia en su funcionamiento y construcción. El motor paso a paso tiene un gran número de polos o dientes en su rotor y estos dientes actúan como polos magnéticos norte y sur que se atraen o repelen al bobinado del estator magnetizado eléctricamente. Esto ayuda en el movimiento por pasos que genera el motor paso a paso.

Por otro lado, en un motor servo, la posición se controla mediante un circuito especializado y un mecanismo de retroalimentación, que genera una señal de error para mover el eje del motor.