Como proyectar una plataforma móvil con un motor paso a paso (Segunda parte)

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En la primer parte de este artículo hemos hablado del sistema en general y hemos analizado los distintos aspectos relativos a su funcionamiento. En esta segunda parte me ocuparé de describir las características de la unidad de potencia, de la unidad de control principal, del modo de conectarlas entre si y del protocolo de comunicación del ordenador.

11. La unidad de potencia del motor step

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En la figura se puede observar una típica unidad de potencia para motor paso a paso bipolar. Este tipo de motor tiene solamente 4 cables de salida conectados a los extremos de las dos bobinas internas y un quinto cable de masa. Los colores indicados son solamente a título de ejemplo porque cambian según el motor.

Un error en la conexión de los cables del motor no produce ningún daño, lo único que sucede es que el motor no gira o gira mal. Muchas veces, no conociendo un motor determinado es necesario probar en distintos modos hasta encontrar la conexión justa.

12. Parámetros de la unidad de potencia

Generalmente las unidades de potencia permiten de programar los parámetros de trabajo a través de dip switch o, en los modelos mas sofisticados, con la ayuda de un programa instalado en un ordenador (conectado a la unidad por medio de un cable USB o serial). Los parámetros mas importantes son: la corriente del motor (depende del tipo de motor y de la potencia necesaria) y el tipo de paso (paso entero, medio paso o fracción de paso) que permite de aumentar la resolución del eje. Otros parámetros pueden ser la corriente y el tiempo de standby.

13. Las líneas de control de la unidad de potencia

Para controlar una unidad de potencia clásica generalmente sirven 4 líneas de control de las cuales dos son fundamentales: paso y dirección. Como se puede observar en la figura, en las unidades de potencia las líneas del control son generalmente fotoacopladas para mantenerlas aisladas eléctricamente al resto del sistema.

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Esto permite también la posibilidad de conectar una mayor variedad de dispositivos de control independientemente de los niveles lógicos de trabajo.

paso: por cada impulso de esta entrada el motor se mueve de un paso o menos. Esto último es debido a que muchas unidades de potencia permiten el control del motor en otras modalidades (medio paso, un cuarto de paso o inclusive una fracción de paso) Por lo tanto cada impulso no necesariamente corresponde a un paso entero.

dirección: según el nivel lógico de esta entrada el motor girará en un sentido o en el otro.

standby: muchas unidades de potencia comerciales permiten a través de esta entrada de reducir la corriente del motor cuando este último no se mueve. Esto sirve para evitar que el motor y la unidad se calienten y también para ahorrar energía. Por lo general la corriente nunca se reduce a cero para mantener "frenado" el motor evitando así movimientos involuntarios del eje que introducirían errores en el registro de posición. En general el nivel de reducción de corriente se puede programar en la misma unidad de potencia.
Algunas unidades de potencia, después de un intervalo de tiempo programable, reducen automáticamente la corriente cuando el motor no se mueve. En estos casos, la línea de standby no es necesaria simplificando el sistema de control y el conexionado.

fault: esta es una salida de la unidad de potencia y sirve para indicar al sistema de control que la unidad tiene un desperfecto.

14. La unidad de control

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Es el corazón del sistema y la parte mas difícil de hacer, conseguir o adaptar a una aplicación específica. Generalmente controlada por un microprocesador, debe generar los señales de control para la unidad de potencia (incluidas las rampas de aceleración / desaceleración), leer el estado de los sensores (cero y tope), calcular la posición de la plataforma y ejecutar las órdenes provenientes del ordenador.

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La fotografía muestra una unidad de control que he desarrollado recientemente y que permite de ejecutar todas las operaciones descriptas.

15. Comunicación entre ordenador y unidad de control

Físicamente hablando, el ordenador puede comunicar con la unidad de control a través de un puerto serial del tipo RS232 o USB. Para ello es necesario establecer un protocolo de comunicación que sea el mismo en la unidad de control como en la aplicación (el programa).

Los comandos fundamentales que el protocolo tendría que disponer son:

movimiento: mueve la plataforma hacia la posición pasada como parámetro

stop: interrumpe inmediatamente cualquier movimiento del motor

reset: reset completo de la unidad de control

velocidad: programa la velocidad del motor para todos los movimientos sucesivos

inicialización: activa el procedimiento de inicialización determinando así la posición absoluta de la plataforma

lectura de status: el ordenador interroga la unidad de control para saber en que estado se encuentra. La unidad puede responder: posicionamiento, inicialización, stop, error etc.

 

Primer parte

11 pensamientos en “Como proyectar una plataforma móvil con un motor paso a paso (Segunda parte)”

  1. la verdad es que esta muy bueno todo lo que propones, y me interesaría construirlo ya que necesito controlar el movimiento de una impresora, hay manera de que publiques o me envíes los circuitos eléctricos de cada modulo??

  2. Hola Ernesto. Por ahora publiqué solo el driver del motor. Espero en el futuro de publicar la tarjeta de control pero el problema es que usa un microprocesador y no quería complicar mucho las cosas a la gente que sigue mi blog. Veremos. Te agradezco por tu comentario.
    Inventable

  3. Hola, muy buena propuesta… pero podrás enviarme por mail como construir el circuito de control que controla la plataforma via RS232…gracias

    Hola Ariel, no tengo documentado el circuito de control y me llevaría bastante tiempo hacerlo porque tendría que explicarte también el software, la programación y el protocolo de comunicación. Quizás mas adelante. Lo lamento. 🙁

  4. I do accept as true with all of the ideas you’ve presented to your post. They’re really convincing and will certainly work. Still, the posts are too brief for newbies. Could you please lengthen them a bit from next time? Thank you for the post.

  5. Interesante el tema me gustaría adaptar los drivers para motores paso a paso EM-258 las que traen la Impresora Epson, lo único que haría falta es la controladora de los driver, talves nos la puedas facilitar.

    Gracias

  6. Hola de nuevo llege a tu block y me parese muy bueno te comento que yo me dedico a la rearacion de equipo electronico pero ultimamente ando muy interesado en saber acerca de motores paso a paso veo que tus trabajos estan muy bien explicados y la verdad deberias darnos una explicasion de el sofwer y manera de programar ya que gracias a estos bloks que se encuentran en internet habemos personas que tenemos conosimientos que podemos compartir recordando que cuando uno tiene empeno en hacer algo es para satisfaccion propia y ayuda para los demas asi que deberias darte un tiempo en esto que me parese muy interesante y probechoso para quienes estamos viendo tu trabajo es asi como se logra el reconosimiento en lo personal a mi me a ayudado a comprender esto gracias y espero puedas seguir ayudando como yo que estoy en YO REPARO como experto en monitores lcd .

    Hola nuevamente Carlos. Te agradezco por tus palabras respecto al blog. Dedico bastante tiempo para preparar los proyectos y los artículos que publico y no es fácil para mi porque esta actividad me roba mucho tiempo que a veces necesito para mi trabajo. De cualquier manera lo hago con placer y no hay mejor satisfacción para mi que ver a la gente que encuentra aquí cosas de utilidad. 🙂

  7. Este es un gran aporte hace unos años estoy con ganas de comenzar un proyecto de un router cnc y encontrar estos dibujos de las placas con la explicaciones exelentes me inspira a seguir adelante!
    Exelentisimo post! Este y los otros 2 tambien!

    Gracias Max!! 🙂

  8. muy interesante,lapregunta es, si tiene salida de 5 voltios no lopuedo convertir en un provador de IAC?

    No se nada de las válvulas IAC José 🙁

  9. hola gabriel hace tiempo que sigo tus proyectos y ahora ando queriendo hacer una pequeña maquina cnc(esta lleva 3 motores) y este driver me sirve bastante. pero lo mas importante que necesito es el controlador para ellos y veo que vos hiciste uno. y querria si puedes que crees un post con toda la informacion sobre este controlador muy bueno. ojala lo puedas hacer esto me ayudaria a mi y muchas mas personas que quieran hacer algo asi. desde ya muchas gracias. espero tu respuesta.

    Hola Lihuel. Si, es justo lo que dices. El problema está relacionado con la “linea editorial” de inventable que es de tipo “simple y ya todo listo”. El sistema de control es bastante complejo (respecto a los proyectos de inventable) y me llevaría bastante tiempo depurar el programa y preparar la documentación necesaria. El otro problema es que es demasiado cercano a mi actividad profesional. Lo debo pensar.

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