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Como todo motor, es en esencia unconversor electromecánico, que transfor-ma la energía eléctrica en mecánica; perode un modo tan peculiar que constituyeen la actualidad una categoría aparte.

En efecto, mientras que un motor con-vencional gira libremente al aplicar unatensión comprendida dentro de ciertoslímites (que se corresponden de un ladoal par mínimo capaz de vencer su propiainercia mecánica, y de otro a sus propiaslimitaciones de potencia); el motor pasoa paso está concebido de tal manera quegira un determinado ángulo proporcionala la «codificación» de tensiones aplica-das a sus entradas. La posibilidad de con-trolar en todo momento esta codificaciónpermite realizar desplazamientos angu-lares lo suficientemente precisos, depen-diendo el ángulo de paso (o resoluciónangular) del tipo de motor.

De la misma manera que se puedeposicionar el eje del motor, es posiblecontrolar la velocidad del mismo, la cualserá función directa de la frecuencia devariación de las codificaciones en lasentradas. De ello se deduce que el motorpaso a paso presenta una precisión y re-petitividad que lo habilita para trabajaren sistemas abiertos sin realimentación.

Los motores paso a paso (MPAP) vie-nen en dos variedades, de imán perma-nente y de reluctancia

variable. Los motores de imán perma-nente tienden a engancharse cuando unotrata de girar el rotor con los dedos, mien-tras que los motores de reluctancia va-riable giran libremente (eventualmentepueden tratar de engancharse suavemen-te, pero este efecto es debido a una mag-netización residual del rotor); de todasmaneras podemos distinguir estos dos ti-pos de motores con un ohmetro; los dereluctancia variable tienen generalmentetres embobinados (algunas veces cuatro)con un retorno común, mientras quelos de imán permanente tiene dosembobinados independientes, conuna o dos derivaciones (taps) cen-trales. Los embobinados con tapcentral son usados en los motoresde imán permanente unipolares.

Los motores paso a paso se con-siguen en una gran variedad de re-soluciones angulares.

Los motores menos precisos gi-ran generalmente 90º por pasos, mien-

tras que los motores de imán permanentede alta resolución son capaces de mane-jar 1.8º y hasta 0.72º por paso.

Con un controlador apropiado, lamayoría de los de imán permanente e hí-bridos pueden girar en medios pasos, yalgunos controladores pueden manejarpequeñas fracciones de paso o micro-pa-sos.

Para ambos motores, tanto los de re-luctancia variable como los de imán per-manente, sólo un embobinado es energi-zado a la vez; el rotor (sin carga) se mo-verá hacia una posición fija y se manten-drá en este ángulo mientras el torque ex-ceda el torque de retención del motor,punto en el cual el rotor girará, tratandode mantenerse en cada punto de equili-brio sucesivo.

MOTORES DE RELUCTANCIAVARIABLE

Si el motor tiene tres embobinadostípicamente conectados como se ilustraen la figura 1, con un terminal común acada embobinado, este seguramente seráun motor paso a paso de reluctancia va-riable. De hecho, el terminal común acada embobinado típicamente se conec-ta al terminal positivo de la fuente de ali-mentación, mientras que cada embobina-do se energiza secuencialmente.

La sección en cruz mostrada en la fi-gura 1, corresponde a un motor de reluc-tancia variable de 30º por paso. El rotoren este motor tiene cuatro dientes, mien-tras que el estator tiene 6 polos, con cadaembobinado enrollado en dos polosopuestos. Con el embobinado numero 1energizado, el diente del rotor marcadocon X, será atraído hacia estos polos. Si

la corriente que fluye por el embobinadonúmero 1 es suspendida, y el embobina-do número 2 es energizado ahora, el ro-tor girará 30º en sentido horario, de modoque los dientes marcados con Y, se ali-neen con los polos marcados con 2.

Para hacer girar este motor continua-mente, simplemente debemos aplicarenergía a los tres embobinados en secuen-cia. Asumiendo lógica positiva, es decirque donde aparezca un 1 significa ener-gizar el embobinado, la siguiente secuen-cia de control hará girar el motor de lafigura 1 en sentido horario 24 pasos o loque es lo mismo 2 vueltas.

E1 1001001001001001001001001E2 0100100100100100100100100E3 0010010010010010010010010

Tiempo ð

Como lo mencionamos anteriormen-te, es posible encontrar motores de reluc-tancia variable con mas de tres embobi-nados, cuatro o cinco, los cuales requie-ren 5 o 6 cables respectivamente. El prin-cipio para manejar estos motores es elmismo, que para los de tres embobina-dos, solo que es más importante tener encuanta energizar cada bobina secuencial-mente, para que el motor funcione correc-tamente.

El motor ilustrado en la figura 1 da30º por vuelta, usa la menor cantidadposible de dientes en el rotor y polos enel estator para trabajar satisfactoriamen-te. Usando mas dientes en el rotor y máspolos en el estator, es posible la cons-

trucción de motores con menor án-gulo por paso.

MOTORES UNIPOLARESLos motores paso a paso uni-

polares, tanto los de imán per-manente como los híbridos, con

5 o 6 cables de conexión, están ca-bleados internamente como se muestra

en la figura 2, con un tap central en cadauno de los embobinados. De hecho, cadatap central comúnmente es llevado al ter-

Figura 1

55

56

minal positivo de la fuente de alimenta-ción, y los otros dos terminales de los em-bobinados son alternativamente aterriza-dos para invertir la acción del campo pro-porcionado por el embobinado.

La sección en cruz del motor mostra-do en la figura 2, corresponde a un motorde 30º por paso, bien sea híbrido o deimán permanente (la diferencia entre es-tos dos tipos de motores no es relevantepara este análisis). El embobinado núme-ro 1 del motor es distribuido entre el polosuperior e inferior del estator, mientrasque el embobinado número 2 del motorestá distribuido entre los polos izquierdoy derecho del motor.

Para altas resoluciones angulares, elrotor deberá tener proporcionalmente maspolos. Los motores de 30º por paso comoel de la figura 2, es uno de los diseños demotores de imán permanente más comu-nes, aunque de 15º y 7.5º por paso tam-bién se encuentran disponibles amplia-mente.

Existen además motores de imán per-manente con resoluciones tan buenascomo 1.8º por paso, mientras que los hí-bridos se encuentran comúnmente en re-soluciones que van desde los 3.6º, pasan-do por 1.8º y finalmente 0.72º.

Como se muestra en la figura 2, lacorriente fluyendo desde el tap central delembobinado número 1 hacia el terminala, causa que el polo superior del estatorsea el polo norte, mientras que el poloinferior del estator es el polo sur. Estoatrae al rotor a la posición mostrada. Sila energía del embobinado 1 es removi-da, y energizamos el embobinado 2, elrotor girará 30º, o un paso.

Para hacer girar el motor continua-mente, sólo debemos aplicar energía a lasbobinas en secuencia. Una vez mas, apli-cando lógica positiva, donde el 1 indicaenergizar la bobina del motor respectiva,con las siguientes secuencias, es posiblehacer girar el motor 24 pasos, o lo que eslo mismo 4 vueltas.

E1 1000100010001000100010001E2 0010001000100010001000100E3 0100010001000100010001000E4 0001000100010001000100010

Tiempo ð

E1 1100110011001100110011001E2 0011001100110011001100110E3 0110011001100110011001100E4 1001100110011001100110011

Tiempo ð

Noten que los extremos del mismoembobinado nunca son energizados almismo tiempo. Ambas secuencias mos-tradas arriba harán girar el eje un paso ala vez. La primera secuencia solo energi-za una bobina a la vez, de este modo, seutiliza menos potencia. La segunda se-cuencia energiza dos bobinas a la vez, deesta manera se consume mas potencia,pero obtenemos a cambio un torque 1.4veces más grande que con la primera se-cuencia.

Las posiciones de paso producidas porlas dos secuencias anteriormente mostra-das no son las mismas, como resultado,combinando las dos, es posible obtener“medios pasos”, con el motor detenién-dose en las posiciones indicadas por unao por la otra secuencia. La secuencia re-sultante de combinar las dos, es la quesigue:

E1 11000001110000011100000111E2 00011100000111000001110000E3 01110000011100000111000001E4 00000111000001110000011100

Tiempo ð

MOTORES BIPOLARES

Los motores de imán permanente bi-polares, e híbridos son construidos conexactamente el mismo mecanismo que esusado para los motores unipolares, perolos embobinados son más simples pues-to que no llevan tap central. Así el motormismo es más simple, pero el circuito decontrol o driver, para invertir la polari-dad de cada polo del motor es mucho máscomplicado. El esquema de la figura 3,nos muestra como esta cableado un mo-tor, mientras que observamos tambiénque la sección en cruz es exactamenteigual al de la figura 2.

El circuito necesario para manejar elmotor requiere un puente en H (H Brid-ge), para cada bobina; pero este tema lotocaremos un poco mas adelante con masdetalle, por ahora, brevemente les dire-

mos que el puente H lo que nos permite escontrolar independientemente, la polari-dad aplicada a cada terminal de la bobina.

La secuencia de control para realizarpasos sencillos se la mostramos a conti-nuación, usamos los signos + y – paraindicar la polaridad aplicada a cada ter-minal del motor.

Terminal 1a +—-+—-+—-+— ++—++—++—++—Terminal 1b —+—-+—-+—-+- —++—++—++—++Terminal 2a -+—-+—-+—-+— -++—++—++—++-Terminal 2b —-+—-+—-+—-+ +—++—++—++—+

Tiempo ð

Para distinguir un motor bipolar deimán permanente de otro motor de cua-tro cables, debemos medir la resistenciaentre los diferentes terminales. Es impor-tante hacer notar que algunos motorespaso a paso de imán permanente tienen 4embobinados independientes organizadosen dos grupos de dos.

MOTORES MULTIFASE

La clase menos común de motorespaso a paso de imán permanente es ca-bleado con todos los embobinados delmotor en series cíclicas, con un tap entrecada par de embobinados en el ciclo comose ilustra en la figura 4.

El más común de los diseños en estacategoría usa cableados de 3 y 5 fases. Elcontrol para este tipo de motores requie-re la mitad de un puente H para cada ter-minal del motor. Estos motores puedenproporcionar mucho más torque que otrosmotores de igual tamaño. Algunos moto-res de estos tienen resoluciones angula-res tan buenas como 0.72º por paso, loque equivale a decir que tiene 500 posi-ciones intermedias para completar un girocompleto.

Con un motor de 5 fases, son 10 pa-sos por repetición en el ciclo, como semuestra:

Terminal 1 +++——-+++++——-++Terminal 2 —+++++——-+++++—-Terminal 3 +——-+++++——-++++Terminal 4 +++++——-+++++——Terminal 5 ——+++++——-+++++-

Tiempo ð

Figura 2

Figura 3Figura 4

57

Aquí, en el caso de un motor bipolar,cada terminal esta siendo conectado al-ternativamente al bus positivo o negati-vo del sistema de alimentación del mo-tor. Notemos, que en cada paso solo unterminal cambia de polaridad. Este cam-bio des-energiza el embobinado unido alterminal y aplica energía a la bobina queanteriormente se encontraba fuera de uso.Dada la geometría del motor ilustrado enla figura 4, esta secuencia de control haráque este gire dos vueltas.

Para distinguir un motor con 5 fasesde cualquiera otro con 5 terminales, note-mos que, si la resistencia entre dos termi-nales consecutivos en un motor de 5 faseses R, la resistencia entre dos terminalesno consecutivos será 1.5 veces R (1.5R).

Aclaremos también que algunos mo-tores de 5 fases tienen 5 bobinas inde-pendientes, lo que nos da un total de 10terminales. Estos, pueden ser conectadosen configuración “estrella” como en lafigura 4, usando 5 circuitos de control“medio puente”, o que cada embobinadosea manejado por su propio circuito “fullbridge”

CIRCUITOS BASICOSDE CONTROL PARA MPAP

Los circuitos que aquí discutiremoscumplen una tarea específica, conmutan-do la corriente que circula por cada em-bobinado del motor entre los estados deon y off y controlando su dirección. Es-tos circuitos son para conexión directa delos embobinados del motor y la fuentede alimentación, y el circuito es contro-lado por un sistema digital, que determi-na cuando los conmutadores deben serabiertos o cerrados.

Cubriremos aquí todos los motores,desde los circuitos más sencillos paracontrolar un motor de reluctancia varia-ble, hasta el puente H, circuito necesariopara controlar motores de imán perma-nente bipolares.

Aquí consideramos los driver mássencillos para cada clase de motor y asu-mimos que la fuente de alimentación deéste proporciona el voltaje necesario in-dicado para que funcione correctamente.

Motores de Reluctancia Variable

Típicamente, los controladores paramotores de reluctancia variable, son va-riaciones del circuito de la figura 5.

En la figura 5, los cuadros represen-tan interruptores, la unidad de control (nose muestra) es la responsable de propor-cionar las señales para abrir y cerrar losinterruptores en el momento adecuado demodo que el motor gire. En la mayoríade los casos, el controlador será un orde-nador o una unidad microcontrolada, conun software que proporciona las señalesde salida necesarias para controlar losinterruptores.

Los embobinados de los motores, lossolenoides y dispositivos similares, sontodos, cargas inductivas; esto significaque la corriente que fluye através de lasbobinas del motor no puede ser aplicaday suspendida inmediatamente sin invo-lucrar “voltajes infinitos”. Cuando el in-terruptor que controla el flujo de corrientede la bobina es cerrado, permite que lacorriente fluya; luego, cuando el interrup-tor es abierto, el resultado es un pico devoltaje que puede dañar seriamente elinterruptor a menos que se hayan toma-do las debidas precauciones.

Existen dos formas básicas de elimi-nar este pico de voltaje. Una es poner enparalelo un diodo con la bobina, y la otraes poner en paralelo con esta bobina uncondensador. La figura 5.1, ilustra estosdos métodos.

El diodo mostrado en la figura 5.1 dela izquierda deberá ser capaz de manejarla corriente que circula através de la bo-bina. Si un diodo “lento” como los de lafamilia 1N400X es usado junto con uninterruptor rápido, debemos colocar unpequeño capacitor en paralelo con el dio-do.

El capacitor mostrado en la figura 5.1derecha, involucra unos problemas dediseño un poco más complejos. Veamospor que.

Cuando el interruptor es cerrado, elcondensador se descargara a través de

este a tierra, así el interruptor deberá sercapaz de soportar este breve pico de co-rriente de descarga. Una resistencia enserie con el condensador o con la fuentede alimentación limitará esta corriente;cuando el interruptor se abre la energíaalmacenada en la bobina del motor car-gará el condensador con un voltaje sig-nificativamente más grande que el de lafuente de alimentación, así que el inte-rruptor deberá ser capaz de tolerar estevoltaje. Para calcular el tamaño del con-densador, simplemente debemos igualarlas fórmulas de energía almacenada enun circuito resonante:

P = CV2/2P = LI2/2

Donde:P = Energía almacenada (Ws)C = Capacitancia (F)V = Voltaje en el capacitor (V)L = Inductancia de la Bobina del motor

(H)I = Corriente a través de la bobina del

motor (A)

Obtener el valor del condensador máspequeño, para que no exista sobre volta-je en el interruptor, es muy sencillo:

C>LI2/(Vb-Vs)2

Donde:Vb= Voltaje de ruptura del interruptorVs= Voltaje de la fuente de alimentación.

Los motores de reluctancia variabletienen una inductancia variable que de-pende del desplazamiento angular, sinuestro motor es de este tipo, considera-remos el peor de los casos (cuando la in-ductancia es más grande) para calcularel valor del condensador.

Algo más pera tener en cuenta, es queel condensador y la bobina del motor for-man un circuito resonante, de modo quesi el sistema de control maneja el motormuy cerca de la frecuencia de resonan-cia de este circuito, la corriente del mo-tor a través de la bobina y en consecuen-cia el torque aplicado por el motor, serácompletamente diferente del obtenido enestado estable a un voltaje de operaciónnormal. La frecuencia de resonancia es:

f = 1 / (2p (L C)0.5)

Figura 5

Figura 5.1 Figura 6 Figura 6.1

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También la frecuencia de resonanciaen un motor de reluctancia variable de-penderá del desplazamiento angular.

MOTORES DE IMAN PERMANENTEUNIPOLARES E HIBRIDOS

Los controladores para motores uni-polares e híbridos, son variaciones delcircuito mostrado en la figura 6. En estafigura también los cuadros representanlos interruptores, y tampoco se muestrala unidad de control, que es la encargadade generar los pulsos adecuados para elcorrecto funcionamiento del driver y elmotor.

Como en el caso de los motores dereluctancia variable, debemos distribuirel golpe inductivo, cuando cada uno deestos interruptores es abierto. De igualmanera, esto podremos hacerlo ponien-do en paralelo diodos, que en este casoserán 4, como se ilustra en la figura 6.1

Los diodos extra son necesarios, yaque este embobinado del motor es unabobina con toma central unida a la fuen-te de alimentación. Esto actúa como unautotransformador, cuando uno de loslados de la bobina es aterrizado, el otroestará “al aire” y viceversa.

Un condensador también puede serusado para limitar la inversión de volta-je, en este caso, es la figura 6.2 la quenos ilustra como se hace.

Las ecuaciones para determinar lacapacidad del condensador, son las mis-mas que para el caso anterior, con la sal-vedad de que el caso de la resonancia esbastante diferente. Con un motor de imánpermanente, si el capacitor es manejadoa la frecuencia de resonancia o cerca deésta, se aumentara a 2 veces el torque quese tiene a bajas velocidades. La figura de

torque Vs velocidad, puede resultar algocompleja de entender, pero es allí dondese ve claramente el efecto que mencio-namos.

DRIVERS PRACTICOS PARAMOTORES UNIPOLARESY DE RELUCTANCIA VARIABLE

En los anteriores circuitos los inte-rruptores fueron deliberadamente igno-rados para poder hacer más claro el en-tendimiento del driver propiamente di-cho. En la figura 7, observamos algunassugerencias de implementación de cadainterruptor incluyendo los embobinadosde los motores y los circuitos de protec-ción, de modo que exista una mejor orien-tación.

Cada uno de los interruptores mostra-dos en la figura 7 es compatible con en-tradas TTL. La fuente de alimentación de5 Voltios necesaria para la lógica, deberáestar bien regulada; la fuente de alimen-tación para el motor, típicamente entre 5y 24 voltios, necesita solo una mínimaregulación. Es de especial importanciadecirles que estos interruptores son tam-bién adecuados para manejar solenoides,motores DC y otras cargas inductivas.

El SK3180 que se observa en la figu-ra, es un transistor darlington de poten-cia con una ganancia de corriente de masde 1000, así, los 10 mA que cruzan por laresistencia de polarización de 470 ohmson más que suficientes para hacer queel transistor trabaje y haga circular la co-rriente por la bobina del motor. El buffer7407 usado para manejar el darlingtonpuede ser reemplazado por cualquier otrochip de colector abierto y alto voltajecapaz de proporcionar más de 10 mA. Enel eventual caso de que el transistor fa-lle, el 7404, aislará el resto de la circuite-ría lógica de la fuente de alimentación delmotor.

El IRC IRL540 es un transistor deefecto de campo (FET) de potencia, quepuede manejar sin problemas corrientesdel orden de 20 amperios y un voltaje deruptura a 100 voltios, como resultado,este chip puede absorber picos inducti-vos sin diodos de protección, si éste seencuentra unido a un buen disipador decalor. Este transistor tiene un tiempo de

conmutación bastante rápido, de modoque los diodos de protección deberán sercomparablemente rápidos o ser acopla-do mediante pequeños condensadores.Esto es particularmente esencial con losdiodos utilizados para proteger el tran-sistor contra la polarización inversa. Encaso de que el transistor fallara, el diodozener y la resistencia de 100 ohm, prote-gerán la circuiteria TTL. El resistor de100 ohm también actúa como reductor delos tiempos de conmutación del transis-tor.

Para aplicaciones en donde cada bo-bina del motor requiere corrientes pordebajo de los 500mA, el arreglo de dar-lington de la familia ULN200X, maneja-ra los múltiples embobinados del motoru otras cargas inductivas desde las en-tradas lógicas directamente. En la figura8 se muestra un arreglo de 7 transistoresdarlington con 7 salidas compatibles conTTL, correspondiente al muy conocidoULN2003

Cada transistor NPN darlington, tie-ne su emisor conectado al pin 8 (tierra),también cada transistor de este chip estaprotegido por dos diodos, uno conectadoentre el emisor y el colector para prote-gerlo contra voltajes inversos y el otroconectado entre el colector y el pin 9, demodo que si este pin es conectado a lafuente de alimentación del motor, estediodo protegerá el transistor contra picosinductivos

EL MOTOR BIPOLARY EL PUENTE H

Las cosas son más complicadas paralos MPAP de imán permanente, ya queestos no tienen derivaciones (taps) cen-

Figura 6.2 Figura 8

Curva Torque Vs Velocidad Figura 7 Figura 9

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trales en sus bobinas. Por esta razón, parainvertir la dirección del campo generadopor la bobina de un motor, es necesarioinvertir la corriente a través del embobi-nado. El circuito que nos permite haceresto es conocido como puente H (H Brid-ge) y que se muestra en la figura 9.

Como en los drivers para los motoresunipolares discutidos previamente; losinterruptores en el puente H deberán serprotegidos contra los picos de voltaje pro-ducidos por la des-energización de lasbobinas del motor; esto se hace usual-mente con diodos como se puede ver enla figura 9.

Con cuatro interruptores, el puente Hofrece 16 posible modos de operación:

Forward Mode: Interruptores A y Dcerrados

Reverse Mode: Interruptores B y Ccerrados.

Estos son los modos de operaciónusuales, permiten que la corriente fluyadesde la fuente de alimentación, pasan-do por el embobinado del motor hasta lle-gar a tierra. En la figura 10, podemosobservar el modo Forward.

Fast Decay Mode: Todos los interrup-tores abiertos. Cualquier corriente fluyen-do através del embobinado del motor tra-bajará en contra del voltaje total de lafuente de alimentación, más dos caídasen los diodos (0.7 V aproximadamentepor c/u), así, la corriente caerá rápidamen-te. Este modo de operación proporciona-rá un efecto de frenado no dinámico enel rotor del motor. La figura 11, ilustraeste modo de operación

Slow decay Mode: En estos modos,la corriente puede fluir através de losembobinados del motor con una mínimaresistencia. Como resultado, si la corrien-te esta fluyendo por una bobina del mo-tor cuando este modo es aplicado, la co-rriente empezara a decaer lentamente, ysi el rotor del motor esta girando, ésteinducirá una corriente que actuará comofreno para él mismo.

En la figura 12 se muestra uno de losmúltiples modos de decaimiento lento,con el interruptor D cerrado; si anterior-mente estaba funcionado recientementeen forward mode (hacia adelante), la po-sición del interruptor B, puede ser cual-quiera, bien abierto o cerrado

La mayoría de los circuitos de puenteH, incluyen la lógica necesaria para pre-venir corto circuitos. La figura 13, pro-bablemente ilustra uno de los mejoresarreglos.

Para este circuito, los siguientes mo-dos de operación están disponibles.

La ventaja de este arreglo, es que to-dos los modos son posibles de manejar,además de que son codificados con unmínimo numero de bits; lo que es bas-tante importante si tenemos en cuenta quemuchos de los sistemas computarizadoso microcontrolados que utilizamos enocasiones, tienen una cantidad muy limi-tada de bits disponibles para el control

CIRCUITOS PRACTICOSBIPOLARES

En el mercado podemos encontrar unagran cantidad de circuitos integrados, queincorporan en su interior un puente H, sinembargo, consideramos de especial im-portancia considerar el modelo discreto,de modo que logremos comprender lanaturaleza del funcionamiento del puen-te H. Para tal efecto, observemos el cir-cuito de la figura 14.

Las entradas X y Y de este circuito,pueden ser manejadas por cualquier cir-cuito TTL de colector abierto, como lofue para el caso de la figura 7. El embo-

binado del motor será energizado si unade las entradas X o Y esta a nivel alto yla otra a nivel bajo; si ambas se encuen-tran en bajo, los transistores de pull-downestarán apagados, y si ambas están enalto, ambos transistores de pull up esta-rán apagados, de modo que este circuitopone al motor en estado de frenado diná-mico para las condiciones de 00 y 11.

Este circuito se divide en dos mitadesidénticas, cada una de las cuales puedeser descrita como un driver push pull. Eltérmino “medio puente H” es aplicadoalgunas veces a éste tipo de circuitos. Esde especial importancia hacer notar queel medio puente H es un circuito bastan-te similar, a los circuitos de salida de losdispositivos de lógica TTL; de hecho lascompuertas de tres estados como es elcaso del 74LS125 y el 74LS244 puedenser usados como medio puente H parapequeñas cargas, como mostramos en lafigura 15. Este circuito será bastante útilpara manejar motores cuyas bobinas tie-nen una resistencia de aproximadamente50 ohmios por bobina y un voltaje de ali-mentación de 4.5 V.

Este driver también nos permitirámanejar todos los estados manejados porel circuito de la figura 13, con la salve-dad, de que estos no quedan codificadostan eficientemente.

Figura 10 Figura 11 Figura 12

Figura 13

60

El problema con los chips para con-trol de motores paso a paso, es su dispo-nibilidad en el mercado por espacios detiempo cortos. Solo por citar algunosejemplos de este caso, encontramos elIpxMxx y el TA7279 de Toshiba.

La SGS Thompson (y otros), ofrecen,el L293, un chip de doble puente H, peroque no incluye los diodos de protección,como si los tenían los dos integradosmencionados anteriormente. El L293D,introducido posteriormente, incluye es-tos diodos de protección y es compatibleen cuanto a sus pines se refiere con elL292.

La familia del L293, es una excelentealternativa, cuando deseamos manejarmotores pasos a paso bipolares pequeños,cuya corriente por bobina es menor a 1amperio y su voltaje de trabajo inferior a36 voltios. La figura 16, nos ilustra laestructura interna del L293B/D y la no-menclatura correspondiente a cada unode sus terminales.

También cabe mencionar el L298, undoble puente H, muy similar al anterior,pero con capacidad para manejar hastados amperios, como en el caso de lafigura 15 este puede ser configurado demodo que podamos manejar corrientesdel orden de los 4 amperios! (la hoja dedatos de este chip, nos proporciona to-dos los detalles necesarios para llevar acabo esta operación). Algo para tener encuenta de este integrado, es que tieneinterruptores de alta velocidad, así quelos diodos de la familia 1N400X, nodeben ser usados como diodos de pro-tección.

LA APLICACION

Bien amigos lectores, ya habiendo

nos ilustran acerca de la ubicación de loscomponentes sobre la placa de circuitoimpreso y el diagrama de conexiones delas pistas (lado de soldaduras) respecti-vamente.

Anteriormente dijimos que para ma-nipular esta tarjeta de interface con nues-tro ordenador, podíamos escribir un pro-grama en algún lenguaje de alto nivel, obien descargar alguno de internet, demodo que podamos sacarle un máximoprovecho. En estas páginas además po-dremos encontrar algunas aplicacionessobre los montajes de los motores paraque realicen alguna aplicación en espe-cial, como lo son las maquinas de con-trol numérico (CNC) para cortar figurasen madera blanda o plástico, o hasta unplotter para dibujar nuestros diseños elec-trónicos o planos.

hablado acerca de los tipos de motores,de los circuitos de control, de los inte-rruptores que en estos circuitos intervie-nen y de algunos integrados disponiblespara estas aplicaciones, nos dedicaremosahora si a realizar un montaje práctico,circuito con el cual, podremos manejarun MPAP con cualquier interface digital,como es común en estos casos.

Con el circuito que proponemos acontinuación, podremos experimentarmás ampliamente con los MPAP. Conec-tando a nuestro ordenador esta interfacey desarrollando un programita de aplica-ción con uno de tantos lenguajes de altonivel o bien descargando alguno de in-ternet, podremos manejar hasta 3 MPAPsegún sea la necesidad de cada uno denosotros. De esta forma, es posible quecontrolemos el movimiento en 3 direc-ciones (X, Y, Z) de alguna cámara, sen-sor, etc, que se encuentre unido a nues-tro “arreglo” de 3 MPAP.

Veamos entonces los diagramas quecorresponden al circuito del que les ha-blamos. El primero de ellos (figura 17)corresponde al diagrama esquemático, elcual es idéntico para cada uno de los 3motores que controla cada eje. La figura18 y 19, corresponden, a las imágenes que

Figura 14

Lista de Componentes

D1 a D12: 1N5404 C1, C3: 0.01uF / 50V C2: 10uF / 50V R1: 4.7K / 0.25W RN1 a RN3: 4.7Kx8 Array IC2, IC3, IC4: UCN5804B IC1: LM7805

Figura 19 Lado de Soldaduras (10.9 x 5,3 cm - tamaño real) Figura 18 Ubicación de los componentes en la placa

Figura 16 Figura 17. Diagrama esquemático para cada motor de cada eje

Figura 15