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Instituto Tecnológico de Zacatepec Departamento de Metal Mecánica Ingeniería Electromecánica

PERIODO: VERANO 2015 MATERIA: INGENIERIA DE CONTROL CLASICO CLAVE DE LA MATERIA: EMJ-1014 ING. JOSE GAUDENCIO AYALA RANGEL Docente

REPORTE DE PRÁCTICA Práctica: MOTOR A PASOS EQUIPO:    

Beltrán Rosales Pablo Ávila Gonzales Patricio Alvarez Villegas Tomas Espiándola Diaz Said FECHA DE ENTREGA:

Zacatepec, Morelos a 17 de Julio del 2015

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INDICE INTRODUCCION

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MARCO TEORICO OBJETIVOS

4-5 6

DESARROLLO

7-11

CONCLUCION

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OBSERVACIONES

12

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INTRODUCCION

En muchas ocasiones se hace necesario convertir una energía eléctrica en otra mecánica; cuando dicha energía mecánica se requiere en forma rotacional, un motor es el elemento ideal para tal conversión. Cuando se requiere un control preciso de la trayectoria a seguir por la mano o herramienta de un robot manipulador, es más sencillo y económico usar motores paso a paso que servomotores de c.c. con realimentación. Se obtienen una elevada exactitud y una muy buena regulación de la velocidad, aunque su mayor inconveniente es su no muy elevada velocidad angular o de giro. Sus principales aplicaciones se pueden encontrar en robótica, tecnología aeroespacial, gobierno de discos duros y flexibles en sistemas informáticos, manipulación y posicionamiento de piezas y herramientas en general. El motor de paso a paso es un elemento capaz de transformar pulsos eléctricos (información digital) en 3

movimientos mecánicos. El eje del motor gira un determinado ángulo por cada impulso de entrada. El resultado de este movimiento, fijo y repetible, es un posicionamiento preciso y fiable. Un motor de paso a paso puede girar, en ambos sentidos, un número exacto de grados, con incrementos mínimos determinados por el diseño.

MARCO TEORICO

Los motores paso a paso son ideales para la construcción de mecanismos en donde se requieren movimientos muy precisos. La característica principal de estos motores es el hecho de poder moverlos un paso a la vez por cada pulso que se le aplique. Este paso puede variar desde 90° hasta pequeños movimientos de tan solo 1.8°, es decir, que se necesitarán 4 pasos en el primer caso (90°) y 200 para el segundo caso (1.8°), para completar un giro completo de 360°. Estos motores poseen la habilidad de poder quedar enclavados en una posición o bien totalmente libres. Si una o más de sus bobinas están energizadas, el motor estará enclavado en la posición correspondiente y por el contrario quedará completamente libre si no circula corriente por ninguna de sus bobinas. 4

Fig.1 Rotor

Fig.2 Estator de 4 bobinas

Existen dos tipos de motores paso a paso de imán permanente Bipolar: Estos tiene generalmente cuatro cables de salida. 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 apropiada para realizar un movimiento. Para controlar un motor Paso a Paso de 4 cables (dos bobinas), necesitaremos usar dos H-Bridges. En general es recomendable el uso de H-Bridge integrados como son los casos del L293B. Unipolar: Estos motores suelen tener 6 o 5 cables de salida, dependiendo de su conexión interna. Este tipo se caracteriza por ser más simple de controlar. Para controlar un motor paso a paso unipolar se utiliza un ULN2803, el cual es una arreglo 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 micro controlador 5

OBJETIVOS:

OBJETIVO GENERAL Conocer el principio de funcionamiento de un motor paso a paso y saber sus características y configuracione s, así como saber cuáles son las ventajas y diferencias que existen entre los demás motores y el motor paso a paso.

OBJETIVO ESPECIFICO 6

Realizar el movimiento de un motor a pasos con 2 fotorresistencias. Hacerlo girar hacia la derecha cuando una obtenga luz y la otra no obtenga luz y hacerlo girar hacia la izquierda cuando la otra obtenga luz y la otra no la tenga.

DESARROLLO

El material que necesitamos para esta práctica fue el siguiente:         

2 potenciómetros de 10kΩ 2 fotorresistencias 1 resistencia de 4.7kΩ 2 integrados LM358 4 resistencias de 1kΩ 2 transistores BC548 2 relevadores de 5v 1 integrado ULN2003 1 motor a pasos Unipolar 7

 1 fuente reguladora 5v

Lo primero que se hizo fue armar el circuito del seguidor solar el cual es el siguiente:

Con este circuito se tuvo algunos problemas porque no funcionaba con los transistores tip41 y optamos por cambiarlos por unos bc548 y también cambiamos el integrado uln358 ya se había quemado haciendo estos cambios el circuito seguía sin funcionar hasta que hicimos ajustes en los potenciómetros calibrándonos de tal forma que la fotorresistencia fuera muy sensible a la luz. Después de que el circuito ya funcionaba se realizo el circuito que controlaría al motor a pasos el cual fue el siguiente:

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Con este circuito se controlo el giro del motor a pasos antes de conectar el motor primero identificamos cuales eran los pines del motor. Encontrando primero los comunes a los cuales los conectábamos al positivo de la fuente de voltaje y a los demás pines les dábamos un pequeño pulso con la terminal negativa de la fuente para ver hacia dando giraba el motor y cuál era la secuencia de sus bobinas. Una vez identificada las terminales del motor se procedió a conectar al integrado ULN 2003 A. Al conectar el motor nos dimos cuenta que el integrado se calentaba por lo tanto no dejamos accionado mucho tiempo el motor porque sino el integrado se podía quemar. Luego realizar el control del motor nos pusimos a investigar cómo invertir el giro de este motor a pasos y encontramos que se invierte cambiando las terminales por ejemplo para que girara a la derecha se le mandaba pulso primero al pin A, B, C, D y de esta manera el motor giraba a un lado y para invertirlo se mandaba el primer pulso a la terminal D, C, B, A de esta manera se invertía el giro del motor y para hacer esto se desarrollo el siguiente diagrama donde 9

utilizamos 4 relevadores los cuales cambiaran la secuencia de los pulsos. Estos relevadores funcionaron como un puente H

Una vez que ya se podía invertir el giro solo faltaba unir los circuitos que era el seguidor solar con el control de motor a pasos y el circuito quedo de esta manera. Y este circuito funcionaba de la siguiente manera al ponerle luz a la primera fotorresistencia el motor giraba a la derecha y al ponerle luz a la segunda fotorresistencia el

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motor giraba a la izquierda.

Estos son los circuitos ya armados en el protoboar: Primero el seguidor solar.

Este es el control del motor a pasos

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El puente H con relevadores

Este es el circuito ya completo

CONCLUSION Como resultado de esta práctica es posible concluir que para controlar un motor a pasos se necesita un integrado el cual funcione con un tren de pulsos y que para invertir el giro de este motor es necesario un puente H. para comprender el funcionamiento de estos 12

motores se recomienda investigar mucho para no atorarse al realizar este tipo de prácticas ya que si es algo difícil controlarlos y se recomienda diseñar el circuito a adecuado para llevar a cabo su control de giro. OBSERVACIONES Pudimos observar que cuando conectamos nuestro motor con los circuitos que realizamos y con el puente H al encender la luz y alumbrar las resistencias con la primera giraba hacia la derecha y con la segunda giraba hacia el mismo lado. Nos dimos cuenta que la configuración que buscamos en la página del motor no era la correcta.

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