Mejor respuesta
Los motores paso a paso se caracterizan como bipolares o unipolares . Los motores paso a paso bipolares tienen cuatro cables conductores y requieren un total de ocho transistores de accionamiento (es decir, dos puentes H completos). Unipolar tiene una toma central adicional en cada fase para un total de seis cables conductores. Con las tomas centrales conectadas a una fuente de voltaje común, los motores paso a paso unipolares se pueden controlar con cuatro «interruptores» idénticos, generalmente NPN o transistores de accionamiento de canal N (Figura 1). En el modo de paso completo convencional, una fase del motor se energiza a la vez, lo que resulta en un consumo de energía mínimo y una alta precisión de posición independientemente del desequilibrio del devanado. El control de medio paso alterna entre activar una sola fase y dos fases simultáneamente, lo que da como resultado una secuencia de ocho pasos que proporciona una resolución más alta, niveles de ruido más bajos y menos susceptibilidad a la resonancia del motor.
Un motor paso a paso tiene las siguientes características :
Rotación en ambas direcciones
Cambios incrementales angulares de precisión
Capacidad para control digital
Par de retención a velocidad cero
repetición de movimientos precisos o perfiles de velocidad
Motor paso a paso Unipolar / Bipolar 57 × 56 mm 7,4 V 1 A por fase
Este motor paso a paso híbrido de tamaño NEMA 23 se puede utilizar como un motor paso a paso unipolar o bipolar y tiene un ángulo de paso de 1.8 ° (200 pasos / revolución). Cada fase consume 1 A a 7,4 V, lo que permite un par de retención de 9 kg-cm (125 oz-in).
Este motor paso a paso híbrido de alto par tiene un ángulo de paso de 1,8 ° (200 pasos / revolución). Cada fase consume 1 A a 7,4 V, lo que permite un par de retención de 9 kg-cm (125 oz-in). El motor tiene seis cables codificados por colores terminados con cables desnudos que permiten que sea controlado por controladores de motor paso a paso unipolares y bipolares. Cuando se utiliza con un controlador de motor paso a paso unipolar, se utilizan los seis cables. Cuando se utiliza con un controlador de motor paso a paso bipolar, los cables amarillo y blanco de la toma central se pueden dejar desconectados (el par rojo-azul da acceso a una bobina y el par negro-verde da acceso a la otra bobina). Recomendamos usarlo como motor paso a paso bipolar.
Motores paso a paso bipolar
Con los motores paso a paso bipolar solo hay un devanado por fase. El circuito de conducción debe ser más complicado para invertir el polo magnético, esto se hace para invertir el motor paso a paso bipolar – blog de especialistas en circuitos de corriente en el devanado. Esto se hace con una disposición de puente en H, sin embargo, hay varios chips de controlador que se pueden comprar para hacer esta tarea más simple.
Debido a que los devanados se utilizan mejor, son más potentes que un motor unipolar de el mismo peso. Esto se debe al espacio físico que ocupan los devanados. Un motor unipolar tiene el doble de cable en el mismo espacio, pero solo se usa la mitad en cualquier momento, por lo que tiene una eficiencia del 50\% (o aproximadamente el 70\% de la salida de par disponible). Aunque el sistema bipolar es más complicado de manejar, la abundancia de chips de controlador significa que esto es mucho menos difícil de lograr. Un paso a paso de 8 derivaciones se enrolla como un paso a paso unipolar, pero los cables no están unidos internamente al motor. Este tipo de motor se puede cablear en varias configuraciones.
Motores paso a paso unipolares
Los motores paso a paso unipolares tienen una toma central conectada al suministro positivo en cada uno de los dos devanados. Los dos extremos de cada devanado se conectan a tierra alternativamente para invertir la dirección del campo magnético. El rotor requeriría proporcionalmente más polos para resoluciones angulares más altas. El motor de 30 grados por paso es un diseño común de motor de imán permanente. Las secuencias de control en los devanados hacen girar el motor. El imán gira un paso a la vez y las dos mitades de cada devanado nunca se energizan al mismo tiempo.
Tanto los steppers unipolares como los bipolares se utilizan ampliamente en 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 circuito de puente H complejo para controlar el motor paso a paso. Solo un controlador simple como 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 solo a través de la mitad del devanado. Por lo tanto, se utilizan en aplicaciones de bajo par.
Respuesta
Conceptos básicos del paso bipolar
A motor paso a paso bipolar tiene un devanado por fase de estator. Un motor paso a paso bipolar de dos fases tendrá 4 conductores. En un motor paso a paso bipolar no tenemos un cable común como en un motor paso a paso unipolar. Por lo tanto, no hay una inversión natural de la dirección de la corriente a través del devanado.
Un motor paso a paso bipolar tiene una disposición de cableado fácil, pero su funcionamiento es pequeño. complejo.Para manejar un motor paso a paso bipolar, necesitamos un controlador IC con un circuito de puente H interno. Esto se debe a que, para invertir la polaridad de los polos del estator, es necesario invertir la corriente. Esto solo se puede hacer a través de un puente H. Hay otras dos razones para usar un CI de puente H
- El consumo de corriente de un motor paso a paso es bastante alto. El pin del microcontrolador solo puede proporcionar hasta 15 mA como máximo. El paso a paso necesita corriente que es alrededor de diez veces este valor. Un controlador IC externo es capaz de manejar corrientes tan 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 de microcontrolador normal no puede tolerar picos tan altos sin dañarse a sí mismo. Por lo tanto, para proteger los pines del microcontrolador, es necesario el puente H.
El CI de puente H más común utilizado en la mayoría de los proyectos de interfaz paso a paso bipolar es L293D.
Interfaz con el microcontrolador
Se requieren 4 pines del microcontrolador para controlar el motor. Necesitamos proporcionar al L293D un suministro de 5 V, así como el voltaje al que debe funcionar el motor. Ya que usaremos ambos controladores del IC, afirmaremos el pin de habilitación para ambos.
Diagrama de interfaz
Hay tres formas diferentes en las que podemos conducir el motor paso a paso bipolar:
- Solo uno de los devanados de fase se energiza a la vez. Es decir, se activa AB o CD. Por supuesto, las bobinas se energizarán de tal manera que obtengamos la polaridad correcta. Pero solo una fase está energizada. Este tipo de escalonamiento dará menos par de retención porque solo se energiza una fase.
- En este método, ambas fases se activan al mismo tiempo. El rotor se alineará entre dos polos. Esta disposición dará un par de retención más alto que el método anterior.
- El tercer método se usa para medio paso. Este método se utiliza generalmente para mejorar el ángulo de paso. Aquí, en el paso 1 solo 1 fase está ENCENDIDA, luego en el paso 2, 2 fases están ENCENDIDAS, luego nuevamente solo una fase está ENCENDIDA y la secuencia continúa.
Unidades bipolares paso a paso
Muchas empresas han comenzado a ensamblar sus propias unidades bipolares paso a paso. Se debe tener cuidado de conectar correctamente el motor paso a paso al convertidor. Además, la unidad debe poder suministrar suficiente corriente para su paso a paso. El microcontrolador solo debe proporcionar la señal de paso y dirección al convertidor. Este método ocupará solo dos pines del microcontrolador y es muy útil en proyectos que requieren una gran cantidad de pines del microcontrolador para otras funciones.
Unipolar Stepper v / s Bipolar Stepper
Tanto los steppers unipolares como los bipolares se utilizan ampliamente en 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 circuito de puente H complejo para controlar el motor paso a paso. Solo un controlador simple como 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 solo a través de la mitad del devanado. Por lo tanto, se utilizan en aplicaciones de bajo par. Por otro lado, los motores paso a paso bipolares son un poco complejos de cablear ya que tenemos que utilizar un controlador de puente H de inversión de corriente IC como un L293D. Pero la ventaja es que la corriente fluirá a través de la bobina llena. El par resultante generado por el motor es mayor en comparación con un motor unipolar.
Gracias por leer 🙂