Este documento describe diferentes tipos de motores eléctricos como motores de corriente continua, servomotores y motores paso a paso. Explica cómo funcionan y cómo se pueden controlar desde Arduino, incluyendo ejemplos de código. También cubre conceptos como drivers de potencia y detalles técnicos de cada motor.

1. Sistemas Electrónicos Programables
Facultad de Ingeniería, Universidad de Deusto
Práctica 6: Controlando de Motores

2. Sistemas Electrónicos Programables
Bibliografía
 Motores Paso a Paso
http://diymakers.es/mover-motores-paso-paso-con-arduino/

3. Sistemas Electrónicos Programables
Tipos de Motores Eléctricos
 Hay diferentes tipos de motores eléctricos:
 Motor de Corriente Continua
 Servomotor
 Motor Paso a Paso
 Motor sin núcleo
 …
Un Motor Eléctrico convierte la energía eléctrica
en mecánica, por medio de la repulsión que
presenta un objeto metálico cargado
eléctricamente ante un imán permanente.

4. Sistemas Electrónicos Programables
Motor de Corriente Continua
 Para que un motor se mueva se debe
generar una diferencia de potencial
entre sus dos bornes.
 Con el sentido de la corriente se controla
la dirección del giro,
 y con el valor de la tensión la velocidad
de giro.
Un Motor de Corriente Continua o Motor CC es
un dispositivo que convierte la energía eléctrica
en mecánica, provocando un movimiento
rotatorio.

5. Sistemas Electrónicos Programables
 ¿Cómo se puede controlar un motor desde Arduino?
 Opción 1: Motor ON/OFF
 Opción 2: Motor ON/OFF con Velocidad Variable
 Opción 3: Dirección y Velocidad Variable
 ¿Cuál es la mejor opción? ¿Y la más fácil?
Motor de Corriente Continua (continuación…)
M
1
0
M
0
1
M0
M
0
M0
M
1

6. Sistemas Electrónicos Programables
Motor de Corriente Continua (continuación…)
 A la hora de trabajar con un Motor de Corriente
Continua es muy importante conocer las
características del mismo:
 Velocidad del motor (r.p.m)
 Par motor o torque
 Tensión de trabajo del motor (V)
 Tensión máxima del motor (V)
 Consumo del motor libre (mA)
 Consumo del motor parado (mA)
 …

7. Sistemas Electrónicos Programables
Drivers o Controladores de Potencia
 Los pines de E/S de un microcontrolador tiene
limitada la potencia de salida; mientras que los
motores necesitan grandes potencias para funcionar
correctamente.
 Corriente máxima de un pin de salida: ≈40mA
 Pico de corriente de un micromotor LP: ≈600mA
 ¿Cuál es la solución?
Es muy importante seleccionar correctamente el
driver o controlador de potencia para el motor
seleccionado, y viceversa.

8. Sistemas Electrónicos Programables
Drivers o Controladores de Potencia
(continuación…)
 Existen multitud de drivers o controladores de
potencia y la señales de control pueden ser:
 Entradas digitales (con o sin PWM)
 Entrada analógicas (con o sin señal adicional para el
control de dirección)
 Bus I2C
 Modo RC para radiocontrol
 …
Aún utilizando un driver de potencias, las
arrancadas bruscas del motor puede provocar
caídas de tensión en el sistema que haga que
se resetee el µcontrolador

9. Sistemas Electrónicos Programables
Motor de Corriente Continua (continuación…)
 Ejercicio 1:
 Programar un sistema que controle un motor de corriente continua
de la forma más básica; haciendo que éste se mueva en un
sentido durante un segundo y se pare durante otro segundo.
 Ejercicio 2:
 Programa un sistema que controle un motor de corriente continua
haciendo que se mueva siempre en el mismo sentido y por medio
de un potenciómetro se regule la velocidad del mismo.

10. Sistemas Electrónicos Programables
Servomotor
 Para controlar un servomotor, se hace
uso de una señal PWM por la cual
quedará fijad a la posición del motor.
Un servomotor es parecido a un motor CC pero
incluye una pequeña electrónica con le permite
ubicarse en cualquier posición dentro de su
rango de operación, y mantenerse estable en
dicha posición.
V
t

11. Sistemas Electrónicos Programables
Servomotor (continuación…)
 El rango de posicionamiento suele ser de 180º,
 y la frecuencia de la señal PWM debe ser de unos
50Hz (dependiendo del modelo de motor).
 Modificando la anchura del pulso se controla la posición.
~1ms
~0,5ms
~2ms

12. Sistemas Electrónicos Programables
 ¿Cómo conectar un servomotor?
 ¿Cómo controlar un servomotor en Arduino?
 Opción 1: analogWrite(pin, valor)
 Opción 2: Librería <Servo.h>
 Crear un objeto de tipo servo e inicializarlo asignando el pin
donde se conecta el servomotor,
 Y posicionar el servomotor.
Servomotor (continuación…)
Signal
+Vcc
GND
Debe conectarse a un pin que permita PWM
Mirar en el datasheet la tensión máxima
void attach(pin)
void write(angulo)

13. Sistemas Electrónicos Programables
Servomotor (continuación…)
 Ejercicio 3:
 Programa un sistema que controle un servomotor de forma que el
ángulo de posicionamiento del servomotor se controle por medio
de un potenciómetro.

14. Sistemas Electrónicos Programables
Motor Paso a Paso
Un motor Paso a Paso es un tipo de motor cuya
característica principal es que se mueve un paso
por cada impulso que reciben; permitiendo
controlar la posición de su eje
 Los pasos de un motor de este tipo van desde 1,8º
hasta 90º por paso, dependiendo del motor.
 Por ejemplo, si un motor paso a paso se mueve 2º por
paso, deberá dar 180 pasos para completar una vuelta.
 Son motores con mucha precisión;
 y también pueden girar de forma continua, ¿cómo?

15. Sistemas Electrónicos Programables
Motor Paso a Paso
 Los motores Paso a Paso está compuestos por dos
partes principales:
 El estator es la parte fija del motor e incluye las bobinas.
 El rotor es la parte móvil del motor construido por un imán
permanente.

16. Sistemas Electrónicos Programables
Motor Paso a Paso (continuación…)
 Cuando circula corriente por una o más bobinas del
estator se crea un campo magnético que provocará
que el rotor oriente sus polos para equilibrarse
magnéticamente.

17. Sistemas Electrónicos Programables
Motor Paso a Paso (continuación…)
 Hay dos tipos de motores Paso a Paso:
 Bipolares: se componen de dos bobinas, las cuales se
activan simultáneamente, tienen más torque y son más
complejos de controlar.
 Unipolares: se componen de cuatro bobina de las cuales
se activa una cada vez, por lo que son más sencillo de
controlar.

18. Sistemas Electrónicos Programables
Motores Paso a Paso Bipolares
 Este tipo de motor debe invertir la corriente que
circula por sus bobinas en una secuencia
determinada para provocar el movimiento del eje.
 ¿Cuál sería el estado de las bobinas para el 5º paso?
 ¿Y como se controla el sentido del movimiento?
Paso Bobina 1A Bobina 1B Bobina 2A Bobina 2B
1º 1 0 1 0
2º 1 0 0 1
3º 0 1 0 1
4º 0 1 1 0

19. Sistemas Electrónicos Programables
Motores Paso a Paso Bipolares (continuación…)
 El consumo de potencia de este tipo de motores es
también alto por lo que hay que utilizar drivers o
controladores.
 En este caso, las señales de control a generar
pueden ser:
 Salidas digitales para gestión directa del motor
 Señales de control para avance o retroceso de paso
 Bus I2C
 …

20. Sistemas Electrónicos Programables
Motores Paso a Paso Bipolares (continuación…)
 Ejercicio 4:
 Mover un motor Paso a Paso de forma continua en un
sentido dado [entre paso y paso incluir una espera de
100mS].
 Ejercicio 5:
 Mover un motor Paso a Paso de forma continua en un
sentido dado cuya velocidad dependa de un
potenciómetro [utilizar la librería ‘Stepper.h’].

21. Sistemas Electrónicos Programables
Cuestiones sobre Motores
 En relación al posicionamiento:
 ¿Qué tipo de motor tiene posicionamiento absoluto?
 ¿Cuál lo tiene relativo?
 Y, ¿cuál no tiene posicionamiento?
 En relación a la potencia consumida:
 ¿Qué tipo de motor necesita un driver o controlador?
 ¿Qué tipo de motor no lo necesita?

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© 2014, Jonathan Ruiz de Garibay
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