Arduino en español
Circuitos con Arduino - Juan Antonio Villalpando

-- Tutorial de iniciación a Arduino --

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29.- Motor paso a paso. Motor de contínua. Puente H.

Este tutorial es solo una presentación y una invitación al conocimiento de los motores paso a paso (stepper motor). Hay muchos tutoriales y programas para este tipo de motores.

Adquiere uno barato de unos 3 € e investiga con él. Cuando compres un motor de este tipo, compra también el circuito ULN2003 u otro similar para controlarlo.

Un motor paso a paso mueve su eje un poco cada vez que le llega un impulso. En mi ejemplo cada vez que le llega un impulso se mueve 5,625º. Si queremos que dé la vuelta completa debemos enviarle 64 impulsos ( 64 * 5,625º = 360º).

La diferencia entre un motor paso a paso y un servo es que al eje del servo lo podemos enviar a una cierta posición sin ser necesario saber donde se encuentra en este momento, por ejemplo si ponemos la orden:
servoMain.write(45);
El servo se situará a 45º de la posición 0. (Ver Arduino y servo motor)

En un motor paso a paso si queremos situarlo a 45º de la posición 0º, tenemos que saber previamente dónde se encuentra y luego que vaya dando "pasos" hasta llegar a esa posición.
stepper.step(7);
En este caso el paso a paso se mueve 7 pasos.

Los motorcitos servos suelen tener un arco de 180º. También hay servos de 360º pero como digo se encuentran con más facilidad los de 180º.
Los motores paso a paso giran 360º.

Hay dos tipos de motores paso a paso: los monopolares y los bipolares.

Los motores bipolares proporcionan aproximadamente un 40% más de par que los motores monopolares

http://diymakers.es/mover-motores-paso-paso-con-arduino/

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Existe mucha información en Internet sobre motores paso a paso, así que no voy a comentar su funcionamiento. Solo indicar varios de ellos:
http://arduino-info.wikispaces.com/SmallSteppers

Tutorial del Arduino sobre los motores paso a paso: http://arduino.cc/en/Reference/Stepper

Tutorial del Arduino: http://www.arduino.cc/en/Tutorial/Stepper

http://arduino.cc/en/Tutorial/MotorKnob

http://www.tigoe.net/pcomp/code/circuits/motors/stepper-motors/

http://www.todorobot.com.ar/informacion/tutorial%20stepper/stepper-tutorial.htm

El que vamos a ver en este tutorial es el: 28YBT-48 Stepper Motor with ULN2003 Driver (DC 5V) comprado en Dealextreme.
http://www.dealextreme.com/p/28ybt-48-stepper-motor-with-uln2003-driver-dc-5v-126409?item=6 tiene un precio de 4,48 €.

Lo puedes encontrar más baratos en Aliexpress.

Es un paso a paso que viene con un circuito controlador basado en el integrado ULN2003. Es importante que nuestro motor esté alimentado con tensión externa del Arduino y controlado por algún integrado de ese tipo.

Es de tipo unipolar. Los cables rosa y naranja son de una bobina. Los cables amarillo y azul de la otra. Ambas bobinas tienen una toma intermedia y están unidas por un cable común que es el de color rojo

Número de fases: 4
Relación de variación de velocidad: 1/64
Ángulo de paso: 5.625° (360 / 64)
Frecuencia: 100Hz
Resistencia de las bobinas: 130 óhmios
Intensidad: 92 mA
Pull-In Torque : = 78.4mN.m 
http://arduino-direct.com/sunshop/index.php?l=product_detail&p=120

Características del motor.

Estudio de un motor paso a paso (inglés).

Característica del ULN2003 (Driver con transistores Darlington, pueden entregar 500 mA)

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- Conexiones.

El motor se puede alimentar con 5 V, pero no es conveniente tomarlos de la placa del Arduino ya que absorve mucha intensidad y puede averiarla. Una manera de hacer las pruebas es coger un cable USB, cortarlo por un extremo, tendrás 4 cables: blanco, verde, rojo y negro.
Tomamos el cable rojo y lo conectamos al 5V de la placa controladora y luego el cable negro al negativo de la misma placa. El conector USB lo conectamos al ordenador. (Ver Arduino y servo motor)
(Para hacer pequeñas pruebas lo puedes alimentar directamente mediante la placa de Arduino (5 V y GND), pero sin dejarlo mucho tiempo funcionando)

El conector blanco del motor lo conectamos al conector blanco de la placa controladora.
Los pines IN1, IN2, IN3 y IN4 del controlador lo conectaremos a los pines 8, 9, 10 y 11 del Arduino respectivamente.

Problema: los pines IN1, IN2, IN3 y IN4 y los de alimentación 5V y GND son machos, por lo cual necesitamos conectarlo mediante un conector hembra que no viene en el kit (yo utilicé conectores hembras que venía en un módulo bluetooth que compré previamente)

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- Código.

Se utliza la librería:
#include <Stepper.h>

Para que gire le vamos a enviar los impulsos con la secuencia 1-3-2-4, es decir a los pines 8 - 10 - 9 - 11.

STEPS con los pasos de una vuelta completa del motor. Para calcularlo en nuestro caso: 360 / 5,625 64 = 64

// Web.... http://arduino-info.wikispaces.com/SmallSteppers 

// Web.... http://www.arduino.cc/en/Tutorial/Stepper 

#include <Stepper.h>
#define STEPS 64 // Cambiar a 100 y a 200 


// Secuencia 1-3-2-4

Stepper motor(STEPS, 8, 10, 9, 11); 

int pasos;
void setup() 

{ 

}


void loop() 

{ 

motor.setSpeed(150); // velocidad rpm
pasos = 2000; // Sentido del reloj + 2000 pasos 
motor.step(pasos);
delay(2000);

motor.setSpeed(150); // velocidad rpm
pasos = -2000; // Sentido contrario al reloj - 2000 pasos 
motor.step(pasos); 
delay(2000);

}

Puedes encontrar más ejemplos en el IDE de Arduino: Archivos / Ejemplos / Stepper

- MotorKnob (mediante una resistencia variable o sensor controlamos la velocidad del motor.)
- stepper_oneRevolution (el motor da una vuelta en una dirección y luego otra vuelta en dirección contraria)
- stepper_oneStepAtATime (el motor da una vuelta muy despacio)
- stepper_speedControl (mediante una resistencia variable o sensor controlamos la velocidad del motor.)

Aquí tienes otro ejemplo, fíjate que casi siempre verás al integrado ULN2003:
http://arduino.cc/en/Tutorial/StepperUnipolar

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- Módulo para motor paso a paso para una impresora 3D.

- Necesitamos este shield. El CNC Shield va "pinchado" sobre el Arduino UNO.
- Este shield esta compuesto por varios adaptadores de conectores. No tiene resistencias, ni transistores, ni circuitos integrados,... solo conectores para adaptar los drive de los motores.

- En la parte de abajo de la foto se ven cuatro modulitos, estos son los drivers para los motores. Son de tipo A4988. Estos módulos van insertados en tres conectores amarillos y en el rojo del shield.

- En la foto de abajo se ven también los disipadores de los modulitos drivers.

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- Necesitaremos 3 motores paso a paso, una marca muy conocida es Nema, en este caso 17HS3430.

- El motor tiene 4 cables que van insertados en los conectores negros X, Y y Z del shield.

- Otro motor. 17HS3001-20B

Nominal corriente 1.2A
Fase de resistencia: 1.7 ohm ± 10% (20 ° C)
Inductancia de fase: 4.5 mH ± 20% (1 kHz 1 V RMS)
Par de mantenimiento: 0.4 N. m Min.
Diámetro del eje: 5mm/0.188 "(3/16")
Longitud del eje: 22mm
Profundidad del motor: 40mm

- En este vídeo podemos ver cómo están interconectaados.

https://www.youtube.com/watch?v=YWe_A8ED0Qo

- Para que el driver del motor sepa interpretar un dibujo, se debe pasar a código G.

- Utiliza programas como GRBL. Cargador del programa en el Arduino: X-Loader (también se puede cargar como lo hacemos normalmente con el IDE).

- Con el programa de Java Universal G Code Sender, pasamos el dibujo a los drivers y configuramos el movimiento de los tres motores.

http://blog.protoneer.co.nz/arduino-cnc-shield/

Motores Nema17

Más información.

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