Tutorial Olimex

7/23/2019 Tutorial Olimex

1/16

GUA DE USUARIOMotor paso a paso

REV. 1.0

Ingeniera MCI Ltda.

Luis Thayer Ojeda 0115 of. 1105, Providencia, Santiago, Chile.+56 2 23339579 | www.olimex.cl |cursos.olimex.cl | [email protected]


2/16

GUA DE USUARIO: MOTOR PASO A PASO Pgina 2de 16

Luis Thayer Ojeda 0115 Of. 1105, Providencia, Santiago, Chile+56 2 23339579 | www.olimex.cl | cursos.olimex.cl | [email protected]

Ingeniera MCI Ltda.

Luis Thayer Ojeda 0115 Oficina 1105

Providencia, Santiago, Chile

www.olimex.cl

[email protected]

cursos.olimex.cl

Tel: +56 2 23339579

Soporte: +56 2 23350589

MCI Ltda. 2015
http://www.olimex.cl/http://www.olimex.cl/mailto:[email protected]:[email protected]://cursos.olimex.cl/http://cursos.olimex.cl/http://cursos.olimex.cl/mailto:[email protected]://www.olimex.cl/


3/16



CONTENIDO

CONTENIDO ......................................................................................................................................... 3

INTRODUCCIN ................................................................................................................................... 4

TIPOS DE MOTORES PASO A PASO ...................................................................................................... 4

EL ENIGMA DE LOS HILOS.................................................................................................................. 12


4/16



INTRODUCCIN

Los motores paso a paso o tambin conocidos como steppermotor, pueden girar y pararse con

una precisin del orden de centsimas de milmetro. Esta alta precisin y su fiabilidad los destina a

ser utilizados en una gran cantidad de aparatos electrnicos como por ejemplo, discos, impresoras,

fotocopiadoras, robots, impresoras 3D, maquinas CNC, etc.

En este tutorial se cubrir la teora necesaria para poder hacer un controlador para este tipo de

motores paso a paso.

TIPOS DE MOTORES PASO A PASO

Los motores paso a paso pueden ser del tipo bipolar o unipolar.

Los motores bipolares son llamados as porqu para hacer girar el eje, deben invertir la polaridad

de la alimentacin de sus bobinas, segn una secuencia bien precisa (ver Figura 1).

Figura 1: Secuencia y la polaridad de la alimentacin a aplicar sobre las bobinas A-A y B-B para

hacer girar el eje del motor con una progresin de un paso cada vez.


5/16



Los motores se reconocen fcilmente por los 4 hilos que salen de su cuerpo (ver Figura 2).

Los motores unipolares son llamados as porque, al tener un doble arrollamiento en sus bobinas,

no es necesario invertir la polaridad de la alimentacin.

Estos motores se reconocen por los 5 o 6 hilos que salen de su cuarto (ver Figuras 3 y 4).

Los motores bipolares son ms corriente ya que, a igual potencia, tienen unas dimensiones

menores que los unipolares.

Figura2: Hilos salen de los motores bipolares debido al par de bobinas que no tienen toma central.

Figura 3: Cuando salen 6 hilos del cuerpo del motor, quiere decir que el par de bobinas tienen una

toma central, cada.


6/16



Figura 4: En los motores unipolares, de los que salen 5 hilos, las bobinas A y B estn conectadas

entre ellas, directamente en su interior, por una sola toma central.

Es por esta razn, por la que se prefiere utilizar los motores bipolares, ya que suponen menor

problema de espacio en el interior de cualquier dispositivo.

El primer problema al que se enfrenta el tcnico, es al control de un motor paso a paso. Aun

teniendo un motor con tan solo 4 hilos, frente a los de 5 o 6 hilos, muchos ignoran como

conectarlos y con qu tensin alimentarlos.

En la mayora de los casos, se encuentra en el cuerpo del motor etiquetas con datos

incomprensibles, pero raramente, sino nunca, el valor de la tensin de trabajo ni la corriente

mxima admisible ya que, la corriente varia al mismo tiempo que la tensin de alimentacin.

Los motores paso a paso pueden ser alimentados no importa con que tensin, es decir 9, 12, 15,

18, 24 o 28 voltios, a condicin de que el circuito de control disponga de un sistema que limite la

corriente que circula por sus bobinas.

Sin este control, corrientes muy elevadas atravesaran los arrollamientos de las bobinas,

aumentando al mismo tiempo el valor de la tensin de alimentacin. En este caso, no solo el

circuito de control se daara rpidamente, sino que simultneamente los arrollamientos de lasbobinas del motor se calentaran en exceso y terminaran dandose igualmente.

Si tenemos un motor en el que la tensin de alimentacin es de 12 voltios, preparado para

absorber una corriente mxima de 0,3 amperios, y medimos el valor hmico de sus bobinas,

podremos comprobar que esta es de 2,5 ohm. Si este motor es alimentado con una tensin de 12

voltios sin limitacin de corriente, segn la ley de ohm bien conocida:


7/16


8/16



Si aplicamos una tensin sobre las 2 bobinas A-A, el imn ser atrado hacia sus 2 bobinas y seobtendr entonces la rotacin de un paso (ver Figura 1A).Si retiramos la alimentacin de las 2

bobinas A-A para aplicarla sobre las bobinas B-B, el imn ser atrado hacia estas 2 bobinas y se

obtendr de nuevo la rotacin de otro paso (ver Figura 1B). Si aplicamos la tensin sobre las

bobinas A-A, pero con una polaridad inversa, el imn ser de nuevo atrado hacia estas 2 bobinas y

se obtendr de nuevo otro avance de paso (ver Figura 1C).

Para obtener todava otro paso de rotacin, se deber aplicar una tensin de polaridad inversa

sobre las bobinas B-B (ver Figura 1D).

Figura 6: Si abrimos un motor paso a paso, nos encontraremos las bobinas de excitacin que sirven

para hacer girar el rotor mostrado en la Figura 5.

Figura 7: En los motores bipolares, siempre nos encontraremos con 4 hilos, mientras que en los

motores unipolares sern de 5 o 6 los hilos que surgen del cuerpo del motor (ver Figuras 2, 3 y 4).


9/16



Figura 8: Para poder explicar cmo se hace girar un paso al rotor de estos motores, tomaremos

como ejemplo un motor terico provisto de 4 bobinas de excitacin, nicamente, y de un solo imn

(ver Figura 1).

De manera que, para realizar un giro completo del eje del motor tendremos que aplicar de manera

secuencial una tensin sobre las bobinas A-A, luego sobre las bobinas B-B, luego de nuevo, pero

con una polaridad inversa sobre las bobinas A-A y sobre las bobinas B-B.+

Cuanto mayor sea el nmero de imanes presentes sobre el rotor y la cantidad de bobinas

presentes en el estator, mayor ser el nmero de pasos necesarios para efectuar un giro completo

del eje del motor.

Existen motores que ejecutan un giro completo con 20 pasos, otros con 48 pasos y otros incluso

con 100 o 200 pasos.

Podemos encontrarnos a veces una etiqueta sobre el cuerpo del motor, sobre la que figura un

nmero, por ejemplo 1,8 , 7,5, 15, etc., indicando el nmero de grados que gira el eje en cada

paso.


10/16



En la siguiente tabla, pueden encontrar el nmero de pasos necesarios para obtener un girocompleto en funcin de los grados.

Valor de unpaso

N de pasos para ungiro

18 20

15 24

9 40

7,5 48

3,6 1001,6 200

Conociendo el nmero de grados recorridos por el eje del motor a cada paso, podemos calcular

cuantos pasos son necesarios para que el eje del motor efectu un giro completo, utilizando la

siguiente formula:

Total de pasos = 360/grados en cada paso.

Conociendo el nmero total de pasos es necesario para obtener un giro completo de eje del

motor, podemos conocer el valor de la rotacin de un paso en grados, utilizando la siguienteformula:

Grados por paso = 360/nmero total de paso.

No todo el mundo sabe que los motores paso a paso pueden igualmente girar medio paso, si se

aplica sobre las bobinas A-A y B-B una tensin segn la secuencia de la Figura 9.


11/16



Figura 9: He aqu la secuencia y la polaridad de la alimentacin a aplicar sobre las bobinas A-A y B-

B para hacer girar el eje del motor con una progresin de medio paso cada vez.

Para comprender como es posible hacer girar medio paso el eje del motor, observemos la Figura

9-A. Si aplicamos una tensin sobre las bobinas A-A y simultneamente sobre las bobinas B-B, el

imn se posicionara en el centro de las 2 bobinas S-B, y se obtendr de esta manera medio paso

de giro (ver Figura 9A). Si retiramos la tensin de las bobinas A-A solamente, el imn ser atrado

hacia las 2 bobinas B-B, y se obtendr de nuevo una rotacin de otro medio paso (ver Figura 9-B).

Si aplicamos de nuevo una tensin, esta vez con una polaridad inversa, sobre las bobinas A-A, el

imn se posicionara en el centro de las bobinas B-A, y obtendremos entontes otro medio paso de

rotacin (ver Figura 9-C).


12/16



Para obtener otro medio paso, ser suficiente con retirar la tensin presente sobre las bobinas B-B(ver Figura 9-D).

No debemos inquietarnos por las secuencias necesarias y las inversiones de polaridad requeridas,

ya que este trabajo se encomienda a circuitos controladores diseados para tales funciones, y de

los cuales veremos un ejemplo en este artculo, con el que podremos practicar las teoras

estudiadas.

EL ENIGMA DE LOS HILOS

Aunque en el interior de estos motores se encuentran varias bobinas excitadoras, todas estn

conectadas en serie o paralelo y poseen siempre 4 o 5 hilos saliendo de su cuerpo.

Como ya hemos visto, los motores paso a paso ms usados son los de 4 hilos, llamados bipolares.

Los motores de 5 o 6 hilos, llamados unipolares, estn provistos de un doble arrollamiento con

toma central (ver Figuras 3 y 4), siempre conectada al positivo de la alimentacin, mientras que los

2 hilos A-A y B-B estn conectados a masa, con respecto a una secuencia precisa e indispensable

para la rotacin.

Los motores unipolares, provistos de 6 hilos pueden igualmente ser utilizados como bipolares, a

condicin de no utilizar la toma central. No es lo mismo para los motores unipolares, provistos de

5 hilos, motivado por los 2 hilos que estn conectados entre s en el interior.

Los colores de los 4 o 6 hilos varan de un fabricante a otro y por consiguiente el primer problema

a resolver es localizar los 2 hilos de las bobinas A-A y de las bobinas B-B y, las 2 tomas centrales

que se encuentran en los motores de 6 hilos.

Si posees un motor de 4 hilos, toma el multmetro conmutado en la opcin OHM (medicin de

resistencias), y busca los 2 hilos que dan algn valor hmico (ver Figura 10).


13/16



Figura 10: Si ignoramos cuales son, en un motor bipolar, la pareja de hilos conectados a las

bobinas A-A y B-B, ni el principio y el fin de estas bobinas, porque, una vez los hilos se conectan al

circuito de control (que veremos ms adelante en este mismo artculo), si seleccionamos que el eje

gire en el sentido contrario a las agujas del reloj, ser suficiente, para hacerlo girar en el sentido

correcto, intervenir los 2 hilos A-A y los hilos B-B.

En el circuito de control que montaremos, hemos insertado un interruptor que sirve para invertir

el sentido de la rotacin sin necesidad de modificar el emplazamiento de los hilos de las bobinas.Si posees un motor de 6 hilos, toma el multmetro conmutado en la opcin OHM, para medir

resistencias, y localiza los 3 hilos que den valor hmico (ver Figura 11).


14/16



Figura 11: Si ignoramos cuales son, en un motor unipolar, las parejas de cables conectadas a las

bobinas A-A o B-B, y su toma central, ser suficiente con medir con un multmetro la resistencia

hmica. Los 2 hilos con resistencia mxima son los conectados a los extremos A-A o B-B, y

presentan un valor hmico reducido a la mitad, entre estos 3 hilos, el hilo central.

Estos 3 hilos pertenecen a una pareja de bobinas, y los otros tres, a la otra pareja.


15/16



Ahora debes descubrir cul de los 3 hilos es el central. Por ejemplo, encontraras, en la medicin de2 hilos, una resistencia de 10 ohm y al medir los otros 2, una resistencia hmica de 20 ohm, resulta

evidente que el valor equivalente a la mitad del otro es el hilo central (ver Figura 10).

Si quieres emplear este motor como bipolar, debers conectar los 2 hilos que tengan resistencia

mxima en el circuito de control, e ignorar la toma central.

Para estos motores no es necesario conocer el comienzo y fin de las bobinas A-A y B-B. Si despus

de conectarlas al circuito de control observas que el eje gira en sentido contrario a las agujas del

reloj, ser suficiente con invertir los hilos o conmutar con el interruptor incluido en nuestro

circuito.


16/16



Revisin Fecha Editado por Descripcin/Cambios

1.0 21 de Diciembre 2004 Paul Aguayo S. Versin inicial del documento

1.1 30 de Octubre 2015 Patricio Pea Revisin, nuevo formato

Documents

Tutorial Olimex