sábado, 5 de agosto de 2017

Practica Nº 4 Motor Paso a Paso



Diseño de Microcontroladores
Practica Nº 4

Control de Motores

PRE-LABORATORIO


1.     ¿Qué es y cómo funciona un motor paso a paso?

Es un dispositivo electromecánico que convierte una serie de impulsos eléctricos en desplazamientos angulares discretos, lo que significa que es capaz de girar una cantidad de grados (paso o medio paso) dependiendo de sus entradas de control. El motor paso a paso se comporta de la misma manera que un conversor digital-analógico (D/A) y puede ser gobernado por impulsos procedentes de sistemas digitales.

Este motor presenta las ventajas de tener precisión y repetitividad en cuanto al posicionamiento. Entre sus principales aplicaciones destacan los robots, drones, radiocontrol, impresoras digitales, automatización, entre otros.

Están constituidos esencialmente por dos partes:

·         Estator: parte fija construida a base de cavidades en las que van depositadas las bobinas.
·         Rotor: parte móvil construida mediante un imán permanente.

Este conjunto va montado sobre un eje soportado por dos cojinetes que le permiten girar libremente.

Su funcionamiento en las fuerzas ejercidas por un campo electromagnético y creado al hacer circular una corriente eléctrica a través de una o varias bobinas. Si dicha bobina, generalmente circular y denominada estator, se mantiene en una posición mecánica fija y en su interior, bajo la influencia del campo electromagnético, se coloca otra bobina, llamada rotor, recorrida por una corriente y capaz de girar sobre su eje.

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

·         Bipolar: Estos tiene generalmente cuatro cables de salida. Necesitan ciertos trucos para ser controlados, debido a que requieren del cambio de dirección del flujo de corriente a través de las bobinas en la secuencia apropiada para realizar un movimiento.
·         Unipolar: Estos motores suelen tener 6 o 5 cables de salida, dependiendo de su conexionado interno. Este tipo se caracteriza por ser más simple de controlar. En la figura podemos apreciar un ejemplo de conexionado para controlar un motor paso a paso unipolar mediante el uso de un ULN2803, el cual es una array de 8 transistores tipo Darlington capaces de manejar cargas de hasta 500mA.





2.     Explique cómo se puede variar la velocidad de giro de un motor paso a paso.

La velocidad (máxima) de un motor paso a paso está determinada por una serie de factores. La primera es la velocidad de lanzamiento del motor paso a paso. Esta es la velocidad máxima a la que el motor paso a paso puede llegar de repente, desde el punto de reposo. Esto se debe en gran parte a la inercia del rotor y por supuesto la inercia del sistema motor.

Otro factor es la tensión que el controlador del motor paso a paso puede ofrecer. Si el motor paso a paso está girando, se puede acelerar, lo que hace que el motor paso a paso se ejecute más y más rápido, hasta que el par del motor paso a paso sea igual a las necesidades del sistema. Entonces no hay par para acelerar más. Esta velocidad máxima depende de la tensión del controlador al motor. Si la tensión es mayor, el motor paso a paso tiene más par en la misma (alta) velocidad y puede acelerar aún más que un motor paso a paso con un controlador con una baja tensión. Evidentemente, un controlador unipolar tiene un par inferior que un controlador bipolar, por lo que la velocidad máxima es siempre inferior. La excepción es un motor bipolar con un bajo voltaje a través de un controlador unipolar con un alto voltaje. Este último puede, en determinadas circunstancias, tener una velocidad más alta.