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PEQUEÑO DRIVERS PARA UN MOTOR

Realizado por: CARLOS ANDRADE , LEONEL COLOMA

CURSO : 4to “B”




En mi artículo anterior trataba sobre la proyectación de una plataforma móvil con un motor paso a
paso. Ahora describo la realización di uno de los módulos electrónicos que la componen: la unidad
de potencia del motor.

Existen muchísimas soluciones para construir el modulo de potencia, el modelo que yo propongo
es bastante simple y fácil de hacer. No obstante ello posee ciertas características que lo distinguen
respecto a otros módulos símiles como por ejemplo la posibilidad de programar la corriente del
motor en movimiento y en estado de reposo.
El proyecto se basa en el circuito integrado de la Motorola MC3479, un driver completo para el
control de motores paso a paso bipolares que necesita muy pocos componentes adicionales para
funcionar. El circuito que propongo es esencialmente el propuesto en la hojas técnicas del
componente pero con algunas mejoras. La principal consiste en el sistema de control programable
de la corriente del motor a través de dos trimmer.

Como descripto en mi artículo anterior un driver profesional tendría que tener las entradas
fotoacopladas pero esto no nos permitiría la conexión directa de un micro. Por lo tanto, en este
caso propongo esta solución simple que permite de conectar cualquier plaqueta con micro sin
salidas amplificadas como por ejemplo Arduino.
El MC3479 regula la corriente del motor en base a la resistencia conectada entre el pin 6 y masa.
Esto nos permite de disponer de una buena gama de potencias y también de poder usar el driver
con motores de distintos tamaños recordando que la corriente máxima de salida del integrado es
de 500mA por cada bobina. El MC3479 dispone internamente de diodos de protección para cargas
inductivas por lo tanto no es necesario agregar diodos de clamp externos (como en el caso de
otros CI como por ejemplo el L298).




La parte del circuito que nos permite de activar y regular la corriente del motor está compuesta
por la entrada “ENA” (enabled), las resistencias respectivas, el transistor BC548 y el trimmer de
100K. Para que el sistema funcione correctamente, la tarjeta que controla el driver tiene que
poner a positivo la entrada “ENA” (mas de 1V) antes de mover el motor. Por otro lado, el trimmer
de 470K sirve para regular la corriente del motor cuando este no se mueve manteniéndolo
frenado y sin desperdiciar potencia.

El MC3479 permite tres modalidades de funcionamiento: paso entero, medio
paso (puente Full/Half) y medio paso a baja energía (puente OIC). En este último modo, la mitad
del tiempo, una de las dos bobinas se encuentra desconectada (alta impedancia). La selección de
las distintas modalidades de trabajo se realiza a través de dos puentes. Yo aconsejo de probar los
tres modos.




En un próximo artículo presentaré otra versión mas profesional de esta plaqueta con las entradas
fotoacopladas que se puede observar en la última fotografía. También hablaré de la unidad de
control


Fuentes de alimentación




Componentes de una fuente de alimentación:
La función de una fuente de alimentación es convertir la tensión alterna
en una tensión continua y lo mas estable posible, para ello se usan los
siguientes componentes: 1.- Transformador de entrada; 2.- Rectificador a
diodos; 3.- Filtro para el rizado; 4.- Regulador (o estabilizador) lineal. este último no es
imprescindible.




Transformador de entrada:
El trasformador de entrada reduce la tensión de red (generalmente 220 o 120 V) a otra
tensión mas adecuada para ser tratada. Solo es capaz de trabajar con corrientes alternas.
esto quiere decir que la tensión de entrada será alterna y la de salida también.

Consta de dos arrollamientos sobre un mismo núcleo de hierro, ambos arrollamientos,
primario y secundario, son completamente independientes y la energía eléctrica se
transmite del primario al secundario en forma de energía magnética a través del núcleo. el
esquema de un transformador simplificado es el siguiente:




La corriente que circula por el arrollamiento primario (el cual esta conectado a la red)
genera una circulación de corriente magnética por el núcleo del transformador. Esta
corriente magnética será mas fuerte cuantas mas espiras (vueltas) tenga el arroyamiento
primario. Si acercas un imán a un transformador en funcionamiento notarás que el imán
vibra, esto es debido a que la corriente magnética del núcleo es alterna, igual que la
corriente por los arrollamientos del transformador.

En el arroyamiento secundario ocurre el proceso inverso, la corriente magnética que circula
por el núcleo genera una tensión que será tanto mayor cuanto mayor sea el número de
espiras del secundario y cuanto mayor sea la corriente magnética que circula por el núcleo
(la cual depende del numero de espiras del primario).
Por lo tanto, la tensión de salida depende de la tensión de entrada y del
número de espiras de primario y secundario. Como fórmula general se
dice que:

                                     V1 = V2 * (N1/N2)

Donde N1 y N2 son el número de espiras del primario y el del secundario respectivamente.

Así por ejemplo podemos tener un transformador con una relación de transformación de
220V a 12V, no podemos saber cuantas espiras tiene el primario y cuantas el secundario
pero si podemos conocer su relación de espiras:

                                       N1/N2 = V1/V2

                                  N1/N2 = 220/12 = 18,33

Este dato es útil si queremos saber que tensión nos dará este mismo transformador si lo
conectamos a 120V en lugar de 220V, la tensión V2 que dará a 120V será:

                                      120 = V2 * 18,33

                                   V2 = 120/18,33 = 6,5 V

Por el primario y el secundario pasan corrientes distintas, la relación de corrientes también
depende de la relación de espiras pero al revés, de la siguiente forma:

                                      I2 = I1 * (N1/N2)

Donde I1 e I2 son las corrientes de primario y secundario respectivamente. Esto nos sirve
para saber que corriente tiene que soportar el fusible que pongamos a la entrada del
transformador, por ejemplo, supongamos que el transformador anterior es de 0.4 Amperios.
Esta corriente es la corriente máxima del secundario I2, pero nosotros queremos saber que
corriente habrá en el primario (I1) para poner allí el fusible. Entonces aplicamos la fórmula:

                                      I2 = I1 * (N1/N2)

                                       0.4 = I1 * 18.33

                                 I1 = 0.4 / 18.33 = 21,8 mA

Para asegurarnos de que el fusible no saltará cuando no debe se tomará un valor mayor que
este, por lo menos un 30% mayor.

Como ejercicio puedes calcular la tensión que tendríamos si, con el transformador anterior,
nos equivocamos y conectamos a la red el lado que no es, cualquiera mete la mano ahí...
(por si acaso no pruebe a hacerlo en la realidad ya que el aislamiento del secundario de los
transformadores no suelen estar preparados para tensiones tan altas)

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  • 1. PEQUEÑO DRIVERS PARA UN MOTOR Realizado por: CARLOS ANDRADE , LEONEL COLOMA CURSO : 4to “B” En mi artículo anterior trataba sobre la proyectación de una plataforma móvil con un motor paso a paso. Ahora describo la realización di uno de los módulos electrónicos que la componen: la unidad de potencia del motor. Existen muchísimas soluciones para construir el modulo de potencia, el modelo que yo propongo es bastante simple y fácil de hacer. No obstante ello posee ciertas características que lo distinguen respecto a otros módulos símiles como por ejemplo la posibilidad de programar la corriente del motor en movimiento y en estado de reposo.
  • 2. El proyecto se basa en el circuito integrado de la Motorola MC3479, un driver completo para el control de motores paso a paso bipolares que necesita muy pocos componentes adicionales para funcionar. El circuito que propongo es esencialmente el propuesto en la hojas técnicas del componente pero con algunas mejoras. La principal consiste en el sistema de control programable de la corriente del motor a través de dos trimmer. Como descripto en mi artículo anterior un driver profesional tendría que tener las entradas fotoacopladas pero esto no nos permitiría la conexión directa de un micro. Por lo tanto, en este caso propongo esta solución simple que permite de conectar cualquier plaqueta con micro sin salidas amplificadas como por ejemplo Arduino.
  • 3. El MC3479 regula la corriente del motor en base a la resistencia conectada entre el pin 6 y masa. Esto nos permite de disponer de una buena gama de potencias y también de poder usar el driver con motores de distintos tamaños recordando que la corriente máxima de salida del integrado es de 500mA por cada bobina. El MC3479 dispone internamente de diodos de protección para cargas inductivas por lo tanto no es necesario agregar diodos de clamp externos (como en el caso de otros CI como por ejemplo el L298). La parte del circuito que nos permite de activar y regular la corriente del motor está compuesta por la entrada “ENA” (enabled), las resistencias respectivas, el transistor BC548 y el trimmer de 100K. Para que el sistema funcione correctamente, la tarjeta que controla el driver tiene que poner a positivo la entrada “ENA” (mas de 1V) antes de mover el motor. Por otro lado, el trimmer de 470K sirve para regular la corriente del motor cuando este no se mueve manteniéndolo
  • 4. frenado y sin desperdiciar potencia. El MC3479 permite tres modalidades de funcionamiento: paso entero, medio paso (puente Full/Half) y medio paso a baja energía (puente OIC). En este último modo, la mitad del tiempo, una de las dos bobinas se encuentra desconectada (alta impedancia). La selección de las distintas modalidades de trabajo se realiza a través de dos puentes. Yo aconsejo de probar los tres modos. En un próximo artículo presentaré otra versión mas profesional de esta plaqueta con las entradas fotoacopladas que se puede observar en la última fotografía. También hablaré de la unidad de control Fuentes de alimentación Componentes de una fuente de alimentación:
  • 5. La función de una fuente de alimentación es convertir la tensión alterna en una tensión continua y lo mas estable posible, para ello se usan los siguientes componentes: 1.- Transformador de entrada; 2.- Rectificador a diodos; 3.- Filtro para el rizado; 4.- Regulador (o estabilizador) lineal. este último no es imprescindible. Transformador de entrada: El trasformador de entrada reduce la tensión de red (generalmente 220 o 120 V) a otra tensión mas adecuada para ser tratada. Solo es capaz de trabajar con corrientes alternas. esto quiere decir que la tensión de entrada será alterna y la de salida también. Consta de dos arrollamientos sobre un mismo núcleo de hierro, ambos arrollamientos, primario y secundario, son completamente independientes y la energía eléctrica se transmite del primario al secundario en forma de energía magnética a través del núcleo. el esquema de un transformador simplificado es el siguiente: La corriente que circula por el arrollamiento primario (el cual esta conectado a la red) genera una circulación de corriente magnética por el núcleo del transformador. Esta corriente magnética será mas fuerte cuantas mas espiras (vueltas) tenga el arroyamiento primario. Si acercas un imán a un transformador en funcionamiento notarás que el imán vibra, esto es debido a que la corriente magnética del núcleo es alterna, igual que la corriente por los arrollamientos del transformador. En el arroyamiento secundario ocurre el proceso inverso, la corriente magnética que circula por el núcleo genera una tensión que será tanto mayor cuanto mayor sea el número de espiras del secundario y cuanto mayor sea la corriente magnética que circula por el núcleo (la cual depende del numero de espiras del primario).
  • 6. Por lo tanto, la tensión de salida depende de la tensión de entrada y del número de espiras de primario y secundario. Como fórmula general se dice que: V1 = V2 * (N1/N2) Donde N1 y N2 son el número de espiras del primario y el del secundario respectivamente. Así por ejemplo podemos tener un transformador con una relación de transformación de 220V a 12V, no podemos saber cuantas espiras tiene el primario y cuantas el secundario pero si podemos conocer su relación de espiras: N1/N2 = V1/V2 N1/N2 = 220/12 = 18,33 Este dato es útil si queremos saber que tensión nos dará este mismo transformador si lo conectamos a 120V en lugar de 220V, la tensión V2 que dará a 120V será: 120 = V2 * 18,33 V2 = 120/18,33 = 6,5 V Por el primario y el secundario pasan corrientes distintas, la relación de corrientes también depende de la relación de espiras pero al revés, de la siguiente forma: I2 = I1 * (N1/N2) Donde I1 e I2 son las corrientes de primario y secundario respectivamente. Esto nos sirve para saber que corriente tiene que soportar el fusible que pongamos a la entrada del transformador, por ejemplo, supongamos que el transformador anterior es de 0.4 Amperios. Esta corriente es la corriente máxima del secundario I2, pero nosotros queremos saber que corriente habrá en el primario (I1) para poner allí el fusible. Entonces aplicamos la fórmula: I2 = I1 * (N1/N2) 0.4 = I1 * 18.33 I1 = 0.4 / 18.33 = 21,8 mA Para asegurarnos de que el fusible no saltará cuando no debe se tomará un valor mayor que este, por lo menos un 30% mayor. Como ejercicio puedes calcular la tensión que tendríamos si, con el transformador anterior, nos equivocamos y conectamos a la red el lado que no es, cualquiera mete la mano ahí... (por si acaso no pruebe a hacerlo en la realidad ya que el aislamiento del secundario de los
  • 7. transformadores no suelen estar preparados para tensiones tan altas)