Motores paso a paso están disponibles en tres configuraciones básicas:
- Motor paso a paso universal…
Un motor paso a paso universal puede ser conectado como un motor paso bipolar o uni-polar. - Motor de paso unipolar…
Un motor de pasos unipolar puede ser usado como un motor de pasos unipolar o bipolar. - Motor de paso bipolar…
Un motor de pasos bipolar sólo puede ser usado como bipolar.
Conceptos básicos del stepper bipolar
A motor de paso bipolar tiene una bobina por fase de estator. Un motor de paso bipolar de dos fases tendrá 4 derivaciones. En un motor de paso bipolar no tenemos una derivación común como en un motor de paso unipolar. Por lo tanto, no hay una inversión natural de actual dirección a través de la bobina.
Un motor de paso bipolar tiene un cableado fácil, pero su funcionamiento es poco complejo. Para conducir un motor de pasos bipolar, necesitamos un conductor IC con un circuito de puente H interno. Esto se debe a que, para invertir la polaridad de los polos del estator, la corriente debe ser invertida. Esto sólo puede hacerse a través de un puente H.
Hay otras dos razones para usar un puente H IC
- El consumo de corriente de un motor paso a paso es bastante alto. La clavija del microcontrolador sólo puede proporcionar hasta 15 mA al máximo. El motor de pasos necesita una corriente que es alrededor de diez veces este valor. Un IC de controlador externo es capaz de manejar tales corrientes altas.
- Otra razón por la que se usa el puente H es porque las bobinas del estator no son más que inductor. Cuando la corriente de la bobina cambia de dirección se genera un pico. Un pin normal de microcontrolador no puede tolerar picos tan altos sin dañarse. Por lo tanto, para proteger los pines del microcontrolador, es necesario el puente H.
El puente H IC más común usado en la mayoría de los proyectos de interconexión bipolar es el L293D.
Interfaz con el microcontrolador
Se necesitan 4 pines de microcontrolador para controlar el motor. Necesitamos proveer al L293D con un suministro de 5 V, así como el voltaje en el que el motor necesita funcionar. Ya que usaremos los dos controladores del IC, haremos valer la clavija de habilitación para ambos.
Diagrama de interconexión
Hay tres maneras diferentes de manejar el motor de pasos bipolar…
- Sólo uno de los devanados de fase se energiza a la vez. Es decir, o bien AB o CD se energizan. Por supuesto que las bobinas se energizarán de tal manera que obtengamos la polaridad correcta. Pero sólo una fase está energizada. Este tipo de paso dará menos par de retención porque sólo una fase está energizada.
- En este método, ambas fases se activan al mismo tiempo. El rotor se alineará entre dos polos. Esta disposición dará un mayor par de retención que el método anterior.
- El tercer método se utiliza para el medio paso. Este método se utiliza generalmente para mejorar el ángulo de paso. Aquí, en el paso 1 sólo una fase está activada, luego en el paso 2, dos fases están activadas, luego otra vez sólo una fase está activada y la secuencia continúa.
Los motores de paso bipolares
Muchas compañías han comenzado a ensamblar sus propios motores de paso bipolares. Hay que tener cuidado de conectar correctamente el motor de pasos a la unidad. Además, el accionamiento debe ser capaz de suministrar suficiente corriente para su stepper. El microcontrolador sólo debe proporcionar la señal de paso y dirección al accionamiento. Este método ocupará sólo dos pines del microcontrolador y es muy útil en proyectos que requieren un gran número de pines del microcontrolador para otras funciones.
Escalón unipolar v/s Escalón bipolar
Tanto los steppers unipolares como los bipolares se utilizan ampliamente en los proyectos. Sin embargo, tienen sus propias ventajas y desventajas desde el punto de vista de la aplicación. La ventaja de un motor unipolar es que no tenemos que usar un complejo circuito de puente H para controlar el motor paso a paso. Sólo un simple controlador como el ULN2003A hará la tarea satisfactoriamente. Pero, hay una desventaja de los motores unipolares. El par generado por ellos es bastante menor. Esto se debe a que la corriente fluye sólo a través de la mitad del bobinado. Por lo tanto, se utilizan en aplicaciones de bajo par.
Por otro lado, motores de paso bipolares son un poco complejos de cablear ya que tenemos que usar un conductor de puente H de corriente inversa IC como un L293D. Pero la ventaja es que la corriente fluirá a través de la bobina completa. El par resultante generado por el motor es mayor en comparación con un motor unipolar.
