Taller de electrónica: control de motores paso a paso

Los motores paso a paso son la mejor opción cuando se necesita mucha precisión.

Toca ponerse 'manos a la obra' e iniciar un nuevo proyecto de electrónica. Seguramente muchos de los que nos leéis habéis desmontado y reparado en alguna ocasión pequeños motores de corriente continua. Estos motores son muy comunes en multitud de aparatos electrónicos: montajes, juguetes, aparatos electrónicos… Aunque están muy bien, a veces son insuficientes. En estos casos utilizamos motores paso a paso, os contamos más sobre ellos y un montaje práctico para utilizarlos.

Motor paso a paso.

Los motores de corriente continua son fáciles de utilizar, solo hay que aplicar una corriente continua a sus dos patillas para que comiencen a girar. Tanto es así que se utilizan con frecuencia en todo tipo de proyectos de electrónica. El valor y sentido de esta corriente nos proporciona velocidades y sentidos de giro a nuestra voluntad, sin embargo, los motores de corriente continua presentan una serie de inconvenientes que los hace inútiles en algunas aplicaciones.

El mayor de estos problemas es su falta de precisión durante el arranque-parada. En aplicaciones donde la precisión del desplazamiento es muy elevada (impresoras, cabezales de discos duros, robótica…) su uso es imposible.

Para estas aplicaciones es necesario el uso de un tipo de motor de corriente continua un poco especial, conocido como motor paso a paso.

El motor paso a paso (abreviadamente PaP), es un motor que puede tener 4, 5 o 6 hilos, a los cuales tendremos que aplicar sucesivamente tensiones, para original el giro del rotor.

*Amplía aquí información sobre los motores paso a paso*.

En resumen, para hacer girar el motor, los impulsos (tensiones) han de ser aplicados secuencialmente primero a una bobina y después a la otra siguiendo el orden de las conexiones de cada una de ellas.

Como podéis ver, estos motores son muy prácticos para la realización de montajes donde sea necesaria una gran precisión, como puede ser un pequeño robot o en un posicionador de micro cámara. Además, los componentes se pueden encontrar en cualquier tienda de electrónica.

El mayor problema a la hora de poner en marcha un motor PaP es el diseño y construcción del controlador del motor. Este problema puede ser solucionado con el montaje que os explicamos a continuación.

Listado de componentes necesarios para el montaje.

Funcionamiento de este proyecto de electrónica:

En la figura 1 podéis ver el esquema electrónico de este controlador. Como se puede apreciar el circuito que genera las señales de control no es ni más ni menos que otro motor PaP. No hay mejor generador de pulsos para un motor PaP que otro motor PaP.

Figura 1. Esquema electrónico del control de motores paso a paso.

Estos motores paso a paso, al igual que otros de corriente continua, actúan como generadores cuando giramos el rotor con la mano.

Si utilizamos un motor ‘grande’ como generador y uno pequeño como ‘actuador’, solo es necesaria la conexión entre sí de sus bobinas en el orden correcto.

En este caso hemos preferido hacer el proceso contrario. Es decir, por medio del presente circuito podremos mover un motor PaP de grandes dimensiones utilizando como generador otro motor de pequeño diámetro.

Naturalmente, para realizar esta operación es necesario amplificar los impulsos del motor que actúa como generador antes de aplicarlos al otro motor.

Para la amplificación solo son necesarios cuatro pequeños transistores del tipo NPN. Para que el motor pueda girar, las bobinas han de conectarse de manera correcta.

Aplicaciones:

• La mejor aplicación que podemos dar a nuestro controlador de motores es como ‘banco de pruebas’ para cualquier motor PaP.
• También puede ser utilizado como posicionador de cámara o para mover cualquier pequeño objeto, siempre que este no pese mucho.
• En robótica puede utilizarse para el movimiento de articulaciones, giro de ruedas, etc.

Tenemos que destacar que el consumo y disipación de potencia cuando no giramos el motor es de 0 mA, es decir consumo nulo.

Por medio de este montaje pueden experimentar de una manera sencilla y económica en el apasionante mundo de los motores paso a paso.

Si os ha resultado interesante esta práctica, recordad que tenéis muchas más en nuestras revistas Todoelectronica con kits para montar, o bien en el Curso de Electrónica para aprender todo lo necesario para realizar vuestros propios proyectos.