Motores Paso A Paso

Motores Paso a Paso (Stepper motors)
  
Principio de funcionamiento
Básicamente estos motores están constituidos normalmente por un rotor sobre el que van aplicados distintos imanes permanentes y por un cierto número de bobinas excitadoras bobinadas en su estator.
Las bobinas son parte del estator y el rotor es un imán permanente. Toda la conmutación (o excitación de las bobinas) deber serexternamente manejada por un controlador.

Imagen del rotor 
 
 
Existen dos tipos de motores paso a paso de imán permanente:
               

 
* Bipolar: Estos tiene generalmente cuatro cables de salida (ver figura 1). 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 apropiadapara realizar un movimiento.          En figura 3 podemos apreciar un ejemplo de control de estos motores mediante el uso de un puente en H (H-Bridge). Como se aprecia, será necesario un H-Bridge por cada bobina del motor, es decir que para controlar un motor Paso a Paso de 4 cables (dos bobinas), necesitaremos usar dos H-Bridges iguales al de la figura 3 . El circuito de la figura 3 es a modoilustrativo y no corresponde con exactitud a un H-Bridge. En general es recomendable el uso de H-Bridge integrados como son los casos del L293
  
 
 
* Unipolar: Estos motores suelen tener 6 o 5 cables de salida, dependiendo de su conexionado interno (ver figura 2). Este tipo se caracteriza por ser más simple de controlar. En la figura 4 podemos apreciar un ejemplo de conexionado para controlarun 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. Las entradas de activación (Activa A, B , C y D) pueden ser directamente activadas por un microcontrolador.

 
 Secuencias para manejar motores paso a paso Bipolares
Como se dijo anteriormente, estos motores necesitan la inversión de lacorriente que circula en sus bobinas en una secuencia determinada. Cada inversión de la polaridad provoca el movimiento del eje en un paso, cuyo sentido de giro está determinado por la secuencia seguida.
A continuación se puede ver la tabla con la secuencia necesaria para controlar motores paso a paso del tipo Bipolares:
PASO |       TERMINALES |
  | A | B | C | D |
1 | +V | -V | +V | -V |2 | +V | -V | -V | +V |
3 | -V | +V | -V | +V |
4 | -V | +V | +V | -V |
 
 
Secuencias para manejar motores paso a paso Unipolares
Existen tres secuencias posibles para este tipo de motores, las cuales se detallan a continuación. Todas las secuencias comienzan nuevamente por el paso 1 una vez alcanzado el paso final (4 u 8). Para revertir el sentido de giro, simplemente se deben ejecutarlas secuencias en modo inverso.
 
Secuencia Normal: Esta es la secuencia más usada y la que generalmente recomienda el fabricante. Con esta secuencia el motor avanza un paso por vez y debido a que siempre hay al menos dos bobinas activadas, se obtiene un alto torque de paso y de retención.
PASO | Bobina A | Bobina B | Bobina C | Bobina D |   |
1 | ON | ON | OFF | OFF | |
2 | OFF | ON |ON | OFF | |
3 | OFF | OFF | ON | ON | |
4 | ON | OFF | OFF | ON | |

 
Secuencia del tipo wave drive: En esta secuencia se activa solo una bobina a la vez. En algunos motores esto brinda un funcionamiento mas suave. La contrapartida es que al estar solo una bobina activada, el torque de paso y retención es menor.
PASO | Bobina A | Bobina B | Bobina C | Bobina D |   |
1 | ON | OFF |OFF | OFF | |
2 | OFF | ON | OFF | OFF | |
3 | OFF | OFF | ON | OFF | |
4 | OFF | OFF | OFF | ON | |
A continuación se puede apreciar la secuencia animada en modo wave drive:

 
Secuencia del tipo medio paso: En esta secuencia se activan las bobinas de tal forma de brindar un movimiento igual a la mitad del paso real. Para ello se activan primero 2 bobinas y luego solo 1 y así...