INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
ESIME UNIDAD AZCAPOTZALCO
INTERFACES PERIFÉRICOS Y PROGRAMACIÓN I RAMON VALDÉS MARTÍNEZ
7RM1 MOTOR A PASOS
EQUIPO 3
MARTES 27 DE NOVIEMBRE NOVIEMBRE DE 2012
Practica 3.4
Control de motor a pasos Objetivo:
Realizar un programa así como el circuito físico para controlar un motor de corriente directa de modo que a través de 3 botones y con la ayuda de un display que despliegue la información con respecto al control del motor, este pueda ser activado, invertir su dirección de giro y pararlo.
Justificación:
Para lograr una alta prestación de l os accionamientos llevados a cabo por un motor que forma parte de un sistema de control, es necesario estudiar las características dinámicas de estos y desarrollar estrategias de control acorde con las mismas. Es por esta razón que la presente actividad pretende tener un acercamiento al control en una planta real, donde se diseñará un control de arranque, paro, e inversión de sentido del motor DC y se lo manejará de manera adecuada a la aplicación elegida.
Introducción:
Típicamente, el rotor de un motor de corriente directa, también conocido como "armadura", tiene enrollamientos de alambre terminados en contactos de conmutación. En la foto pueden verse los segmentos de conmutación metálicos, mediante los cuales se proporciona energía al rotor.
El estator es el cilindro que cubre al rotor y que cuenta con 2 ó más imanes permanentes. La polaridad opuesta en los enrollamientos energizados en el rotor y los imanes del estator, crean el movimiento de rotación. A través de la conmutación en los segmentos metálicos del rotor, se cambia en forma constante la polaridad, de tal m anera de conservar el movimiento. Típicamente, el rotor de un motor de corriente directa, también conocido como "armadura", tiene enrollamientos de alambre terminados
EL PUENTE H: así se le conoce por su forma parecida a la letra H. Básicamente es el circuito electrónico que permite invertir el sentido de la corriente directa en el motor, invirtiendo d e esta forma su dirección de giro. Los switches que se muestran en el diagrama esquemático simplificado, son en realidad compuertas electrónicas FET que abren y cierran los contactos. Con los bits 1 y 2 cerrados, y 0 y 3 abiertos, circula corriente en una dirección. Para invertir el sentido, se cierran 0 y 3 y se abren 1 y 2. La función de este puente es reali zada, en el proyecto descrito aquí (el cual usa un motor alimentado con 5 volts), por los circuitos del controlador L293B junto con el puente rectificador de diodos DB102.
Antecedentes:
Control de Motores CD. En la actualidad la mayoría de los motores utilizados en la industria son manejados de forma directa desde las líneas de distribución eléctrica, ya sea ca o cd. Esto puede ser entendido como que las terminales de los devanados de l motor se conectan directamente con las líneas de suministro eléctrico. En estos casos el comportamiento del motor está definido p or la naturaleza de la carga que se acople al eje del motor. Para el caso de una carga liviana el motor desarrollara una velocidad relativamente alta y un par de giro bajo pues es el requerimiento de la carga, por el contrario, si se dispone de una carga pesada o difícil de mover, el motor se moverá a una velocidad menor y entregara más par pues una mayor carga lo exige. Como se puede observar al conectar directamente el motor a la red eléctrica ac o cd se define su comportamiento y este se mantendrá inalterable para determinado voltaje fijo de línea de suministro. Existen casos en la industria que requieren el manejo de las características de operación de los motores con los que se trabaje. Este control se suele hacer mediante tiristores. La combinación del motor, los tiristores de control y demás componentes electrónicos asociados se le conoce como sistema de control de velocidad, sistema de accionamiento o sistema de exci tación de motor.
Motores de corriente continúa La conversión de energía en un motor eléctrico se debe a la interacción entre una corriente eléctrica y un campo magnético. Un campo m agnético, que se forma entre los dos polos Opuestos de un imán, es una región donde se ejerce una fuerza sobre determinados metales o sobre otros campos magnético5 Un motor eléctrico aprovecha este tipo de fuerza pa ra hacer girar un eje, transformándose así la energía eléctrica en movimiento mecánico. Los dos componentes básicos de todo motor eléctrico son el rotor y el estator. El rotor es una pieza giratoria, un electroimán móvil, con varios salientes laterales, que llevan cada uno a su alrededor un bobinado por el que pasa la corriente eléctrica. El estator, situado alrededor de l rotor, es un electroimán fijo, cubierto con un aislante. Al igual que el rotor, dispone de una serie de salientes con bobinados eléctricos por los que circula la corriente.
Cuando se introduce una espira de hilo de cobre en un campo magnético y se conecta a una batería, la corriente pasa en un sentido por u no de sus lados y en sentido contrario por el lado opuesto. Así, sobre los dos lados de la espira se ejerce una fuerza, en uno de ellos hacia arriba y en el otro hacia abajo. Sí la espira de hilo va montada sobre el eje metálico, empieza a dar vueltas hasta alcanzar la posición vertical. Entonces, en esta posición, cada uno de los hilos se encuentra situado en el medio entre los dos polos, y la espira queda retenida. Para que la espira siga girando después de alcanzar la posición vertical, es necesario invertir el sentido de circulación de ¡a corriente. Para conseguirlo, se emplea un conmutador o colector, que en el motor eléctrico más simple, el m otor de corriente continua, está formado por dos chapas de metal con forma de media luna, que se sitúan sin tocarse, como las dos mitades de un anillo, y que se denominan delgas. Los dos extremos d e la espira se conectan a ¡as dos medias lunas. Dos conexiones fijas, unidas al bastidor del motor y llamadas escobillas, hacen contacto con ca da una de las delgas del colector, de forma que, al girar la armadura, las escobillas contactan primero con una delga y después con la otra. Cuando la corriente eléctrica pasa por el circuito, la armadura empieza a girar y ¡a rotación dura hasta que la espira alcanza la posición vertical. Al girar las delgas del colector con la espira, cada media vuelta se invierte el sentido de circulación de la corriente eléctrica. Esto quiere decir que la parte de la espira que hasta ese momento recibía la fuerza hacia arriba, ahora la recibe hacia abajo, y la otra parte al contrario. De esta manera la espira realiza otra media vuelta y el proceso se repite mientras gira la armadura. El esquema descrito corresponde a un motor de corrie nte continua, el más simple dentro de los motores eléctricos, pero que reúne ¡os principios fundamentales de este tipo de motores.
Equipos y materiales
Para la realización de la práctica fueron necesarios los siguientes materiales:
Microcontrolador PIC16F877A. Protoboard (tabla de experimentación). 2 capacitores cerámicos de 22 picofaradios. 1 cristal de cuarzo de 20 MHz 15 resistencias de 33 0 Ω. Circuito integrado L293B (puente H) 3 botones pulsadores Cable. Programador de microcontroladores. Motor CD DE 12 volts 1 Amper
Desarrollo:
Plantear la aplicación: Diagrama de flujo: Elaborar la decodificación del programa: list p=16F877A
include
__CONFIG _CP_OFF & _WDT_OFF & _PWRTE_OFF & _HS_OSC & _LVP_OFF &_BODEN_OFF
CONF_ADCON1 equ b'00000110' ; Configuracion PORTA E/S digital
org 0x000
; Origen del codigo
CLRF PORTB
nop
; No operacion
bsf STATUS,RP0 ; Ir banco 1
bcf STATUS,RP1
movlw CONF_ADCON1 ; Configurar el PORTA como digital
movwf ADCON1
movlw b'00000111' ; PORTA como entrada
movwf TRISB
bcf STATUS,RP0 ; Ir banco 0
bcf STATUS,RP1
bcf PORTB,3 bcf PORTB,4
BUCLE btfsc PORTB,0 goto arranque btfsc PORTB,1 goto paro btfsc PORTB,2 goto reversa goto BUCLE
arranque btfsC PORTB,4 goto BUCLE bsf PORTB,3 bcf PORTB,4
goto BUCLE
paro bcf PORTB,3 bcf PORTB,4 goto BUCLE
reversa btfsC PORTB,3 goto BUCLE bcf PORTB,3 bsf PORTB,4 goto BUCLE END
MICROCODE MOTOR A PASOS
FLOWCODE
MOTOR
PROTEUS
CONCLUSIONES
BANDALA DURAN CESAR OBDULIO A través de esta práctica programamos un motor paso a paso, el cual se puede programar ya sea por pasos (energizando una bobina a las vez), o semipasos (energizando dos bobinas a la par), con lo cual se puede modificar la posición de la flecha del motor, así como la velocidad de la misma, lo cual resulta útil en su aplicación en automatización de procesos. FRANCO REYNA JUAN MANUEL Con los motores paso a paso podemos hacer que los robots se muevan, si se le pone un sensor podría saber donde están los obstáculos y como los motores paso a paso son muy precisos se podría acercar lo máximo posible antes de bordearlo. GARCÍA HUERTA IRVING ASAÉL Lo principal que se debe controlar cuando se emplean mecanismos accionados con motores eléctricos es la forma de poner en funcionamiento al motor, ya que se debe tener muy en claro en qué momento debe arrancar el motor, y además debe saberse en que momento se debe detener el mismo, una forma de lograr el control en un motor de DC de una manera muy simple es empleando un transistor, ya que este permite el paso de corriente entre el colector y emisor siempre y cuando se cumplan las condiciones de voltaje y corriente en la base del transistor, además, al usar esta forma de control podemos tener dos fuentes de voltaje separadas, una que nos permita alimentar al motor (dependiendo del consumo del m ismo), y la otra nos permite dar los pulsos de control. GUTIÉRREZ GARCÍA ARMANDO Los motores a pasos necesitan la inversión de la corriente que circula en sus bobinas en una secuencia determinada. Cada inversión de la polaridad provoca el movimiento del eje en un paso, cuyo sentido de giro está determinado por l a secuencia seguida. HERNÁNDEZ CALDERÓN OSCAR El control de motores puede llevarse a cabo mediante tiristores y un conocimiento básico de electrónica de potencia. Dispositivos poco costosos y de gran capacidad de manejo de potencia nos dan libertad de control sobre cargas tan importantes y robustas en algunos casos, como lo son los motores dc. MONTOYA GUTIÉRREZ JOSÉ MIGUEL Estos motores necesitan la inversión de la corriente que circula en sus bobinas en una secuencia determinada. Cada inversión de la polaridad provoca el movimiento del eje en un paso, cuyo sentido de giro está determinado por la secuencia seguida. URIBE MEDINA JUAN PABLO Al realizar dicho circuito pudimos relacionar los conocimientos teóricos sobre estos motores con su funcionamiento. La práctica fue de gran importancia porque se presentaron dificultades al hacer funcionar nuestro motor, lo cual nos ayudo a encontrar el error y así obtener experiencia para resolver problemas futuros relacionados.
Bibliografía
CURSO BÁSICO DE PIC16F877 http://es.wikipedia.org/wiki/Microcontrolador_PIC Microcontroladores PIC Programación en Basic 16F62X 16F81X 16F87X http://es.slideshare.net/LILIANA06/historia-de-los-lenguajes-de-programacin
Anexos
http://www.datasheetcatalog.org/datasheet/SGSThomsonMicroelectronics/mXurruu.pdf