Driver para motores paso a paso bipolares con 74ls194

Driver para motores paso a paso bipolares con 74LS194
Introducción
En este artículo veremos como construir un sencillo y razonablemente económico driver para motores paso a paso del tipo unipolar. Dicho driver podrá utilizarse con motores de baja potencia y no necesita de un microcontrolador para funcionar. Puede ser un buen punto de partida para diseñar tu propio driver.
El circuito se basaen circuito integrado 74LS194 (un registro de desplazamiento bidireccional). Está diseñado para ofrecer las funciones básicas de control, como Avance (Forward), Retroceso (Reverse), Parada (Stop) y ajuste de la velocidad de giro en hasta 100 pasos por minuto.
No se trata de un proyecto complejo, y todas las partes empleadas pueden conseguirse con facilidad. El método elegido para alterar elsentido de giro es una llave, pero como verás, es muy fácil cambiar esto para que pueda ser controlado desde el puerto paralelo de un ordenador o desde un microcontrolador.
El control de la velocidad se realiza mediante un potenciómetro, aunque también podría emplearse para ello un dispositivo como los mencionados anteriormente.
NOTA: Debido a la falta de detección o corrección de errores y lapotencia de salida limitada, este circuito no debe ser utilizado para aplicaciones que requieren una gran precisión en el control o posicionamiento. El driver está pensado para el aprendizaje y la utilización en pequeños robots de aficionados.
Circuito básico del driver
La figura siguiente nos muestra el circuito básico empleado. En color azul puede verse la línea de CLOCK.



Funcionamientodel circuito
Un circuito integrado NE555 funcionando como oscilador estable proporciona los pulsos de CLOCK necesarios y se envían al pin 11 del circuito integrado 74LS194.
Cada vez que CLOCK esta en alto (positivo) el estado de las salidas del 74LS194 (pines 12, 13, 14 y 15) son rotadas. Puedes consultar el diagrama que aparece más abajo para ver los detalles.
La dirección de esta rotaciónse determina mediante la llave S2. Cuando S2 está en la posición central (OFF), el motor se detiene.
Cuando la base del transistor Q6 esta a nivel bajo, las salidas del 74LS194 cambian en el orden 12 - 15 - 14 - 13 - 12 , etc.
Cuando la base del transistor Q6 esta a nivel alto, las salidas del 74LS194 cambian en el orden 12 - 13 - 14 - 15 - 12 , etc.
Los pulsos existentes en las salidas del74HC194 se envian al motor a travez de un circuito integrado ULN2003. Este se encarga de manejar la corriente necesaria para exitar las bobinas.
[editar] Circuitos integrados empleados
74LS194, registro de desplazamiento bidireccional de 4 bits
74LS74, Doble slip-flop tipo D con Preset y Clear
ULN2003, Driver darlington de 7 canales, 500mA por canal, 50V máximo.
NE555, configuradocomo oscilador astable.
Nota: los circuitos integrados de la serie 7400 son considerados obsoletos, no obstante son fáciles de conseguir y su costo es muy bajo. Esta es la razón por la que se los ha elegido para este proyecto.
El diagrama siguiente muestra la forma en que deben energizarse las salidas del ULN2003 para hacer girar el motor hacia delante y hacia atrás. Los números de los pinesno se han incluido ya que el conexionado final dependerá del diseño del PCB.
Cada pulso positivo en las salidas del 74LS194 provocará el encendido de una de las bobinas del motor.


Orden en que deben conectarse las bobinas.
[editar] Notas sobre el circuito
Con los valores indicados en el esquema y C1 = 1 uF, el valor de R1 = 0 ohm hará que la frecuencia de CLOCK sea aproximadamente de100KHz. Esto hace que el motor avance unos 100 pasos por segundo, velocidad limite para la mayoría de los motores paso a paso.
Si se incrementase la velocidad, no solo disminuiría el torque disponible sino que también se correría el riesgo de que el motor “pierda” pasos. Se pueden probar diferentes valores para C1 y R1 para producir la frecuencia máxima mas adecuada para cada motor en...