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MONTAJE

Controlador de Motor Paso a Paso
sin necesidad de computadora
En muchas aplicaciones de autómatas y robots, es necesario el accionamiento de válvulas o sistemas de engranes con una exactitud y precisión muy alta. Para conseguirlo se emplean motores paso a paso cuyo funcionamiento se consigue mediante placas de control por computadora o por medios manuales. En este artículo lesmostramos un esquema que permite el movimiento de un motor “por pasos” cada vez que se aplica un pulso en un terminal determinado. El pulso puede ser producido por un oscilador o por otro elemento que sea parte integrante del sistema automático.
Por: Ing. Horacio D. Vallejo

E

n robótica, son indispensables “los movimientos precisos”, donde los brazos mecánicos deben ejecutar movimientos de granprecisión. Lo mismo ocurre en sistemas autómatas o de control. Como podemos observar en el artículo de tapa de esta edición, un motor paso a paso resuelve en gran medida este problema, ya que su principio de funcionamiento le permite realizar pequeños movimientos en pasos, con gran exactitud. Estos motores son dispositivos especiales que permiten el avance de su eje en ángulos muy precisos y porpasos en las 2 direcciones de movimiento, izquierda o derecha. Para permitir este movimiento se debe dar una determinada secuencia de señales digitales, para poder avanzar por pasos hacia un lado u otro y se detienen exactamente en una determinada posición, que es

función de ese “juego de señales” aplicadas. Cada paso tiene un ángulo muy preciso, determinado por la construcción del motor, lo quepermite realizar movimientos exactos sin necesidad de un sistema de control por lazo cerrado. Los motores paso a paso presentan grandes ventajas con respecto a la utilización de servomotores debido a que se pueden manejar digitalmente sin realimentación, su velocidad se puede controlar fácilmente, tiene una larga vida, son pequeños, robustos y poseen un elevado torque en bajas revoluciones, lo quepermite un bajo consumo tanto en vacío como en plena carga, su mantenimiento es mínimo, debido a que no tienen escobillas. El funcionamiento de los motores paso a paso se basa en el simple principio de atracción y repulsión que

ocurre entre los polos magnéticos. El principio básico del magnetismo establece que polos iguales se repelen y polos diferentes se atraen. En la figura 1 se muestra unmotor paso a paso imaginario con cuatro bobinas y un rotor formado por un imán. Si aplicamos corriente a la bobina A y D, de tal manera que se formen electroimanes con las polaridades Figura 1

Saber Electrónica
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Montaje
Figura 2

vistas en la figura 1, el rotor gira hasta alcanzar la posición de reposo. La aproximación realizada corresponde entonces a un motor real que utiliza cuatrobobinas mediante las cuales podemos hacer girar el rotor en ángulos de 90º. Al cambiar la polaridad de las bobinas del estator, se presenta el efecto de repulsión y atracción por parejas de polos, con los polos del imán, que produce el giro por pasos. Los motores paso a paso se fabrican aumentando el número de polos del estator con el objeto de conseguir pasos o giros más pequeños y se lespractican una serie de ranuras, tanto en el rotor como en el estator. Así se logran movimientos de hasta 1.8º por paso. Los grados de avance por paso son una de las características más importantes en este tipo de motores y generalmente están indicados en su carcaza o cuerpo. Según la construcción de su rotor, existen tres tipos de motores paso a paso: 1).- De imán permanente: en este tipo de motor, surotor es un imán permanente que posee una ranura en toda su longitud y el estator está

formado por una serie de bobinas enrolladas alrededor de un núcleo o polo. Su funcionamiento se basa en el principio explicado anteriormente de atracción y repulsión de polos magnéticos. 2).- De reluctancia variable: En estos motores el rotor está fabricado por un cilindro de hierro dentado y el estator está...