El diagrama simple del circuito, está conformado por 3 partes.
La primera de ellas es un generador de pulsos, la segunda es el decodificador de pasos del motor y por último el
motor paso a paso.
El generador de pulsos
El generador de pulsos está basado en el CI 555.
El diagrama muestra la configuración básica que permite al
integrado generar un tren de pulsos, con salida por la pata 3.
Este tren de pulsos se ajusta en tiempo de disparo y duración
para cada pulso, con los valores de las resistencias Ra, Rb y el
capacitor C.
La resistencia Rb es un potenciómetro variable con lo que se
consigue disminuir o aumentar la cantidad de pulsos por segundo.
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El decodificador
Este está armado con el CI SAA 1027, que se encuentra en el mercado con un valor aproximado a los 20 dólares. En el gráfico se puede identificar la patología o función para cada pata del integrado. |
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¿Qué usamos..?
Las patas 1, 7, 10 y 16 no son usadas.
La pata 2, es la encargada de invertir la salida del decodificador dando como resultado
la inversión del giro del motor.
La pata 3, está diseñada para enclavar el circuito. Cuando en esta pata se fuerza un
valor de 0, el tren de pulsos recibido no altera la salida dejando al motor en la última
posición.
Las patas 5 y 12 son para la alimentación negativa del integrado.
Las patas 13 y 14 son para la alimentación positiva del integrado que debe estar entre
12 y 18 Volt.
En la pata 4 se conecta una resistencia encargada de limitar la corriente a las
bobinas del PAP y que debe ser calculada para que no supere los 500 MA.
Las patas 6, 8, 9 y 11 son las que entregan la alimentación a las bobinas del motor.
La pata 15 está destinada a contar los pulsos de entrada. |
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¿Cómo Funciona...?
El generador envía pulsos al SAA 1027 quien con cada cambio de pulso decodificará una salida, alimentando las bobinas correspondientes del motor. Para cada señal nueva del 555, se producirá a la salida una nueva decodificación. Las bobinas del motor tienen un punto en común conectado a 12 volt, lo que determina que las bobinas activas, serán aquellas que tengan un 0 volt como señal de alimentación entregada por el CI SAA 1027. |
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Primer pulso |
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Las salidas del integrado, definidas como Q1 a Q4, tomarán valores de tensión correspondientes a un 1 (12 Volt) o un 0 (0 Volt). El gráfico muestra en el sector gris, como la llegada del primer pulso pone o setea las salidas Q1 y Q2 a valor bajo o 0 (color azul), mientras las salidas Q3 y Q4 a un valor alto (1 o 12 Volt en color rojo). Como el común de bobinas está referido a positivo, solo se excitarán los campos que tengan un valor bajo, como en este caso las bobinas A y B, atrayendo al rotor al centro de las mismas. |
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Segundo pulso |
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Con la llegada del siguiente pulso, la salida Q1 pasará al valor alto,
desenergizando la bobina A.
La salida Q2 permanece en el mismo valor atrayendo el rotor y la
salida Q3 pasa a valor bajo actuando la bobina C, moviendo el rotor a
la siguiente posición entre ambas bobinas. |
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Tercer pulso |
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En este paso la bobina C o salida Q3 sigue en valor bajo, dejándola activa; se apaga Q2 al tomar un valor alto de tensión y se energiza la bobina D, ya que Q4 pasa a 0 Volt haciendo que el rotor se mueva un paso más. |
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Ultimo pulso |
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Ya es fácil darse cuenta que la bobina C deberá desactivarse,
mantenerse la D y activarse la A, produciendo el último paso.
Después comienza con el primer pulso repitiéndose
indefinidamente.
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¿Por qué dos bobinas...?
La secuencia de excitación de bobinas del SAA 1027 está programada para
actuar sobre dos bobinas al mismo tiempo dando como resultado un mayor
torque o fuerza al movimiento.
Si se dispusiera de otro integrado capaz de activar una bobina, por ejemplo
la A, y un tiempo después la B, se obtendría dos pasos más pequeños pero de
menos fuerza.
Continuaríamos desconectando la A y solo activaríamos la B para más
tarde activar la C, y después desconectar la B.
El gráfico muestra la secuencia de conexión y desconexión de bobinas para
el mismo motor obteniendo 8 pasos en lugar de 4.
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El Motor Paso a Paso
Este tipo de motor posee 5 o 6 cables.
En los modelos de 5 cables, 4 de ellos corresponden a las bobinas
y uno, es común a todas ellas.
En los motores de 6 cables, las bobinas están de a pares con un
común, es decir 4 cables para bobinas y 2 comúnes.
En este tipo, se unen los comunes y se obtiene una conexión de
5 cables.
¿Cuál es el común?
Para saber cual es el común se debe emplear un tester para medir la resistencia de las bobinas.
Cuando estamos midiendo dos cables que corresponden a 2 bobinas, la resistencia dará como
resultado el doble del valor que cuando se mide el común y una bobina.
El común mide la misma resistencia con cada cable correspondiente a las bobinas.
La animación muestra la medición en Ohm entre el común y una bobina, y entre dos bobinas.
El valor en Ohm es solo un ejemplo y será distinto dependiendo del modelo de motor.
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¿Cuál es la bobina A,B...?
El método para identificar cada bobina es muy sencillo. Alimentamos con 12 Volt el común. Después alimentamos con 0 Volt cualquier otro cable. Esto producirá el movimiento del rotor en sentido antihorario. Esto deja una bobina activa y la tomaremos como A. |
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Sin desconectar la bobina A, alimentaremos con 0 Volt otra bobina. Si el rotor se mueve un paso más en sentido antihorario habremos encontrado la bobina B ya que estarán alimentadas las bobinas A y B produciendo el paso intermedio. |
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Si al conectar otra bobina en el paso anterior, el rotor gira en sentido horario, estaremos frente a la bobina D ya que estarían alimentadas la bobina mencionada y la A, obligando a desplazarse al rotor en la otra dirección. |
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Ahora si al conectar la segunda bobina además de la A no se desplaza en rotor, estaremos señalando la bobina C que al estar contraria a la A, no produce acción o giro alguno. |
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Ahora...todo el circuito
El diagrama muestra la unión eléctrica del circuito con el generador de pulsos
y el decodificador para el motor PAP.
El integrado 555, encargado de generar los pulsos, tiene 1 resistencia de 1,2k
y 1 capacitor de 2,2 Mf. La configuración, se completa con un potenciómetro
de 100 Kohm.
Este último permite variar la generación de pulsos en tiempo que van desde
1 pulso por segundo hasta 20 pulsos por segundo.
La salida del generador se conecta directamente a la pata 15 del CI SAA 1027
cuyo circuito se completa con la resistencia de alimentación Vcc1, de 100 Ohm
y la resistencia de corriente Rx de 470 Ohm.
Las resistencias K1 y K2 que están conectadas a las patas 2 y 3, fuerzan un 0
lógico permanente, a la entrada de dichas patas. |
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En este estado, la pata 2 o Reset no permite al decodificador ningún cambio a las salidas Q1 a Q4, aún estando presentes los pulsos en la pata 15, dejando al motor sin movimiento o enclavado. Cuando se pulsa P2, la pata 2 deja de estar en 0 y pasa a estar en 1, desapareciendo el reset y permitiendo la salida de señales al motor por lo cual comienza a girar. Como la pata 3 permanece en 0, el motor girará en un sentido. Al pulsar P1 la tensión de 12 Volt pasa a través del diodo y también coloca un 1 lógico en la pata 2 permitiendo el movimiento del motor. Al mismo tiempo fuerza un 1 lógico en la pata 3 invirtiendo la dirección del giro. La llave desconecta el circuito permitiendo mover el motor manualmente. El led antes de la llave se colocó para detectar si la ficha está bien conectada. |
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La placa
El circuito fue armado en una placa para integrados con la siguiente configuración. |
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El armado
Esta placa fue montada en el interior de una caja de plástico con las medidas adecuadas. |
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Se perforó la tapa para disponer la llave de encendido, los pulsadores y el potenciómetro. |
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En la base de la caja se montó la ficha de alimentación y el led testigo. |
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Un cable de 5 conductores (ex USB), fue soldado a la placa para poder comandar el motor a distancia. |
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Este cable termina en un ficha macho donde se conecta el motor. |
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Modelo terminado
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| La adaptación mecánica de este motor PAP, para el movimiento remoto del foco, pronto la veremos en la página de Marcelo Salemme. |
Baldi Guillermo