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Stepper Motor

Motores paso a pasos unipolares

¿Qué es un motor paso a paso unipolar?

En los motores de pasos unipolares la corriente en los bobinados siempre fluye en la misma dirección. Tienen  5 o 6 cables por donde reciben la señal de control. En el caso de tener 6 cables, 4 de ellos corresponden a los terminales de las dos bobinas, mientras que los otros dos pertenecen a los puntos medios de cada bobina. En el caso de tener 5 cables, el quinto corresponde al común de las dos bobinas.

Si lo que andas buscando son motores de pasos para aplicaciones que requieran de poco torque y que además sean baratos y sencillos de controlar, entonces los motores de pasos  unipolares son los más recomendables para ti.

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Secuencias de pulsos para controlar un motor paso a paso unipolar

Para controlar un motor de pasos unipolar, ya sea con Arduino o con otro tipo de controlador, es muy importante conocer sus tres diferentes secuencias de operación. Empecemos entonces con la más sencilla de todas, la de paso completo simple o wave drive.

Secuencia de paso completo simple o wave drive.

En esta secuencia se van energizado una a una las bobinas según la siguiente tabla

Secuencia de paso completo (Wave drive)
Niveles lógicos en la secuencia de paso completo simple (Wave drive)
Secuencia de paso completo o wave drive
Figura 2. Secuencia de paso completo (Wave drive) para controlar motores paso a paso unipolares

 

En la figura 2 se muestra un diagrama esquemático de un motor paso a paso unipolar. Aunque el estator de este tipo de motores consta realmente de 8 bobinas, lo tenemos representado mediante  cuatro bobinas con la finalidad de simplificar el modelo y facilitar así la explicación. El círculo en el centro representa el rotor y la flecha en el mismo nos sirve como referencia para saber su posición y sentido de giro.

Como podemos ver, debido a la interacción entre los campos magnéticos del estator y del rotor, el rotor siempre girará hacia la bobina que esté energizada en el momento (la de color rojo en el diagrama) para alinear así sus polos magnéticos con los de estator. Por consiguiente si aplicamos la secuencia wave drive, el rotor girará dando cuatro pasos completos en sentido horario.

Secuencia de paso completo con dos bobinas

Esta es la secuencia que recomienda el fabricante, ya que nos permite conseguir el máximo torque de salida al energizar dos bobinas simultáneamente según la siguiente tabla

Secuencia de paso completo con dos bobinas
Niveles lógicos en la secuencia de paso completo con dos bobinas
Secuencia de paso completo con dos bobinas
Figura 3. Secuencia de paso completo con dos bobinas para controlar motores paso a paso unipolares

En la figura 3 se muestra cómo gira el rotor a medida que se va aplicando esta secuencia de pulsos, quedando siempre situado en medio de las dos bobinas energizadas.

Secuencia de medio paso

Por último tenemos una tercera secuencia de control para los motores paso a paso unipolares, la denominada secuencia de medio paso. Esta consiste en energizar las bobinas en 8 pasos como se muestra en la tabla siguiente

Secuencia de medio paso
Niveles lógicos en la secuencia de medio paso
Secuencia de medio paso
Figura 4. Secuencia de medio paso para controlar motores paso a paso unipolares

Como podemos ver en la figura 4, el resultado de aplicar esta secuencia es un ángulo de paso menor que el original y por ende mayor precisión de posicionamiento del rotor. Cabe destacar que al aplicar esta secuencia el par de salida no será siempre el mismo, ya que hay pasos en los que se energizan dos bobinas a la vez y pasos en los que únicamente se excita una sola bobina.