Desmontaje de motor paso a paso bipolar

Para mover el carro lector del escaner ACER ScanPrisa 640S se utiliza un motor paso a paso ST42 de cuatro fases, bipolar y un ángulo de paso de 7,5 grados.

Etiqueta con las características del motor que indica que su resistencia interna es de 11,8 ohmios.

Para controlar el motor paso a paso se utiliza el integrado L6219.

El motor se conecta mediante cuatro cables: Amarillo, azul, blanco y rojo.

Este es el esquema de conexión del L6219. Entre los pines 1 y 21 y 2 y 5 se conectan las dos bobinas del motor. I01, I11 y Ph1 controlan la primera bobina e I02, I12 y Ph2 controlan la segunda bobina. Internamente dispone de un control de potencia PWM de las dos bobinas.

Según en que estado se encuentren (Alto o bajo) los tres pines que controlan cada bobina, así se le enviará más o menos potencia. Si I01 e I11 están en estado alto la bobina no recibe corriente, si I01 está en estado bajo e I11 en estado alto la bobina recibe 1/3 de la intensidad máxima, si I01 está en estado alto e I11 en estado bajo la bobina recibe 2/3 de la intensidad máxima y si I01 e I11 están en estado bajo la bobina recibe la máxima intensidad.

El pin de fase Ph1 determina en que sentido circula la corriente dentro de la bobina (Es decir, cambia la polaridad) y, por tanto, en que sentido gira el motor.

Aquí se puede ver el interior del estator. Las dos bobinas se encuentran superpuestas. Se pueden ver los polos de la primera intercalados con los de la segunda. Como cada una de ellas dispone de 24 polos, da como resultado un total de 48 polos.

El rotor es un cilindro liso imantado.

Entre las dos bobinas existe un conjunto de masas polares que se puede separar de las mismas.

Detalle de una de las bobinas.

Las dos bobinas necesitan de cuatro cables de conexión.

Vista ampliada del intercalado entre masas polares.

Driver doble para el control de motores L298

El integrado L298 permite el control de dos pequeños motores de corriente continua. Para decirle que es lo que queremos que hagan los motores, si ir hacia adelante, hacia atrás o estar quietos, el driver dispone de cuatro entradas que pueden tener o no tensión. Cada motor está controlado por dos de estas entradas. Dependiendo de cual de las dos entradas tenga tensión, el motor girará en un sentido o en otro. Si ninguna de las dos entradas tiene tensión, el motor permanecerá quieto.

Las patas "Input 1" e "Input 2" controlan el motor conectado entre "Output 1" y "Outoput 2". Del mismo modo, "Input 3" e "Input 4" controlan el motor conectado entre "Output 3" y "Output 4".

Nosotros hemos probado a usar este driver de la forma más sencilla posible. Para ello hemos alimentado la electronica del driver, los motores y las entradas de control con 5 voltios y ha funcionado perfectamente.

Las patas "Enable A" y "Enable B" se han de conectar a "Logic Supply voltage VSS", que es la tensión de alimentación del integrado. En nuestro caso las hemos conectado a 5 voltios positivos pero permite una variación entre 4,5 y 7 voltios. Las patas "Current sensing A" y "Current sensing B" se han de conectar a masa (Negativo). En la pata "Supply voltage Vs" se ha de conectar la tensión de alimentación de los motores. Esta tensión puede variar entre 2,5 y 46 voltios, pero en nuestro caso también es de 5 voltios.

Cada motor puede consumir hasta un máximo de 2 amperios.

En HVW Tech venden una placa con un driver L298 a un precio de 19,95 $. Los diodos se instalan para impedir el retorno hacia el integrado de la corriente inducida en los bobinados de los motores, al seguir girando estos durante un tiempo, después de dejar de enviarles tensión.

En Anykits también venden una placa similar.

El esquema del circuito de una de estas placas (HVW Tech) es el siguiente:

A continuación se puede ver la disposición de patas del integrado.

Disposición de las patas del integrado.

Interface de 4 salidas optoacopladas CEBEK

El interface de 4 salidas optoacopladas a relé fabricado por Fadisel-CEBEK se vende en Diotronic a un precio de 32,83 €. Por medio de optocopladores 4N25 (Formados por un diodo LED y un fototransistor), el módulo aisla eléctricamente las señales de control de cada entrada, de las que circulan por las salidas. Al inyectar sobre cualquier entrada una señal entre 3 y 24 V de corriente continua, la correspondiente salida se activará, permaneciendo en ese estado hasta que la tensión de entrada baje a 0. El módulo incorpora bornes y LEDs de señalización de las salidas activadas.

La alimentación del circuito se ha de hacer a 12 voltios, siendo su consumo de 160 mA. Se puede alimentar tanto con corriente continua como con corriente alterna.

El interface dispone de cuatro entradas, cada una de ellas independiente respecto a las demás y con sus correspondientes salidas. En cada una de estas entradas, al inyectarle una señal de tensión, la correspondiente salida se activará, conectando el relé, y continuará en ese estado mientras en la entrada se mantenga aplicada dicha señal. La tensión aplicable a las entradas puede ser diferente entre sí, pero nunca podrá ser inferior a 3 V ni superior a 24 V CC.

Se ha de realizar la conexión del cableado de las señales de control a las entradas y se ha de procurar que este cableado no supere los 30 cm. Si lo superase se ha emplear cable apantallado, aunque no deberá exceder los 150 Cm como distancia máxima de instalación final.

Durante el funcionamiento del circuito, y dependiendo de la carga que se conecte, pueden producirse fluctaciones o un incorrecto funcionamiento de la salida. Si esto ocurre se ha de instalar un circuito antichispas entre los dos contactos del relé utilizados en la conexión, tal y como se muestra en el dibujo siguiente.

Las salidas del interface se realizan mediante relés, dispositivos que admiten cualquier tipo de carga que no supere los 3 A. El relé dispone de tres terminales de salida. El normalmente abierto en reposo (NA), el normalmente cerrado en reposo (NC), y el común. El funcionamiento de este mecanismo es idéntico a un interruptor cuyos dos terminales serán el NA y el común, dando paso o cortando el flujo de corriente a la salida.

Para realizar la función inversa deberán utilizarse los terminales NC y común. En las figuras se muestra el conexionado típico para un aparato con funcionamiento a 12 V CC y otro con funcionamiento a 230 V CA.

Placas PICAXE 18

La empresa inglesa PICAXE fabrica dos placas de proyectos para utilizar con la familia de microcontroladores de 18 pines. La que se muestra a continuación, tiene como referencia CHI030 y utiliza un circuito integrado ULN2803A (Conjunto de 8 transistores Darlington), para poder conectar a las salidas del microcontrolador motores u otros componentes que necesiten un gran consumo eléctrico (Permite intensidades en las 8 salidas de hasta 800 mA). Si no se utilizase este circuito integrado se dañaría el microcontrolador al conectar directamente motores eléctricos.

En el esquema anterior las lineas rojas representan pistas del circuito impreso por su cara inferior, e indican los puntos en donde se encuentra la masa (Gnd) y el voltaje positivo “V1+“ y “V2+“. El circuito integrado de la izquierda es el microcontrolador PICAXE 18 (PIC16F627) y el de la derecha el integrado ULN2803A.

A continuación se puede ver el esquema de conexiones del integrado ULN2803A.

El microcontrolador utilizado en esta placa puede funcionar con un voltaje entre 3 y 5 voltios. Para alimentar la placa se puede utilizar un único portapilas conectado tal como se indica en el gráfico siguiente (Conectando en V2+). De esta forma se alimentan tanto el microcontrolador como el circuito integrado que alimenta las salidas.

Si en las salidas se precisa un voltaje mayor de 5 voltios (Hasta 12 voltios) se habrán de alimentar por separado el microcontrolador y las salidas. Para que la placa admita esta doble alimentación se ha de quitar la resistencia de 100 Ohmios que hay en la parte superior.