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En el cap\xedtulo de hoy vamos a hablar del motor paso a paso con Arduino. Hemos recibido varios e-mails, sobre los motores paso a paso y en especial uno, donde nos ped\xeda consejo para montar un proyecto con Arduino. Este proyecto consta de 10 motores que permita giros de 180\xba muy precisos. Adem\xe1s requiere de parada de motores durante minutos. Por eso nuestra decisi\xf3n ha sido crear este cap\xedtulo y hablar sobre estos componentes.

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Existen diferentes tipos de motores el\xe9ctricos, los motores de corriente continua (motores DC), los servomotores y los motores paso a paso. Hoy te vamos a hablar de estos \xfaltimos.

Para controlar un motor paso a paso necesitamos un sistema que nos permita mover el motor. Este sistema tiene 3 elementos b\xe1sicos al que le podemos a\xf1adir un elemento extra, la interfaz de usuario.

sistema-motor-paso-a-paso



Interfaz de usuario: es la puerta de entrada al motor paso a paso. El usuario maneja el motor a trav\xe9s de una aplicaci\xf3n ya sea de escritorio, m\xf3vil, un mando de radiocontrol, etc... Env\xeda los mensajes de alto nivel al controlador.

Controlador (Arduino): suele ser un microcontrolador, recibe los comandos de alto nivel de la interfaz de usuario y los convierte en pulsos para poder mover el motor. Estos pulsos se env\xedan por las salidas digitales.

Driver o amplificador: convierte los pulsos del controlador (Arduino) en la energ\xeda necesaria para excitar las bobinas del motor a trav\xe9s de etapas de potencia con transistores.

Motor: dispositivo electromagn\xe9tico que convierte los impulsos digitales en la rotaci\xf3n del eje mec\xe1nico. Un ejemplo ser\xeda el 28BYJ-48 de la marca Rohs.

Los motores paso a paso se llaman de diferentes formas, los podemos encontrar como motores steppers, step motor o motores PaP (abreviatura de paso a paso). Las caracter\xedsticas principales de este tipo de motores son que se pueden mantener en una posici\xf3n fija, se pueden girar en amos sentidos y se puede controlar la velocidad de giro a trav\xe9s de los pasos.

Un motor el\xe9ctrico, ya sea paso a paso o de otro tipo, tiene dos elementos clave, el estator, pieza fija que rodea a la m\xf3vil y donde est\xe1 el bobinado que se excita con corriente y el rotor que es la pieza m\xf3vil que vamos a hacer girar mediante la aplicaci\xf3n de un campo magn\xe9tico.

stepper-motor

Para comprender c\xf3mo funciona un motor tenemos que tener claro dos definiciones, par motor y paso.

El par motor, tambi\xe9n conocido como torque o momento de fuerza, es la fuerza que se ejerce en el eje del motor cuando este gira. Un ejemplo que nos permite ver este concepto m\xe1s claro es la bicicleta. Cuando das pedales, la fuerza que ejerces se transmite al eje del plato y esto permite que la bicicleta avance. Con los motores ocurre lo mismo, cuando gira el rotor, esto ejerce una fuerza en el eje que te permite mover cosas.

El paso de un motor es el avance de giro, por eso se llama paso a paso, porque se mueven giro a giro de motor. El paso depender\xe1 del tipo de motor y sus caracter\xedsticas.

Dentro de todos los par\xe1metros que encontramos en la hoja de caracter\xedsticas t\xe9cnicas de un motor, debemos de centrarnos en 3.

Voltaje o tensi\xf3n el\xe9ctrica de trabajo.
En algunos motores este par\xe1metro viene impreso en la carcasa. Es un dato a tener en cuenta, si aplicamos m\xe1s tensi\xf3n de la indicada corremos el riesgo de da\xf1ar el motor o acortar su vida \xfatil.
Resistencia el\xe9ctrica
Indica la resistencia de los bobinados y determina la corriente que consume el motor. Este par\xe1metro afecta a la curva del torque o par motor y a la velocidad m\xe1xima de operaci\xf3n.
Grados por paso
Es el n\xfamero de grados que gira en cada paso. Es un factor importante y depender\xe1 del uso que queramos dar al motor.
Existen 3 tipos b\xe1sicos de motores que se diferencian en c\xf3mo est\xe1n construidos el rotor y el estator.

Los motores de reductancia variable tienen un rotor dentado de hierro dulce y el estator tambi\xe9n es dentado y tiene el bobinado que es que se excita con la corriente el\xe9ctrica. El mayor inconveniente de este tipo de motores es que en condiciones de reposo el roto queda libre y no tenemos control de donde parar\xe1 debido a la inercia al moverse.

Los motores de im\xe1n permanente, al contrario que los de reductancia variable, tienen un rotor que es un im\xe1n permanente y el estator es un bobinado donde se aplica la corriente. Son los m\xe1s utilizados en impresoras, disqueteras, etc...

Los motores h\xedbridos son una mezcla entre los anteriores, el rotor es un im\xe1n permanente dentado y el estator es el bobinado. Suelen tener mayor precisi\xf3n y por eso se usa mucho en el sector industrial.

Dentro de los motores de im\xe1n permanente e h\xedbridos, existen dos tipos seg\xfan el n\xfamero de bobinas que tengan, los biporales y los unipolares.

Bipolares
Estos motores solo tienen dos bobinas y por lo tanto tienen mejor relaci\xf3n entro torque y tama\xf1o/peso. Necesitan que se aplique corriente a las dos bobinas en los dos sentidos y de ah\xed viene la dificultad, sobre todo en la programaci\xf3n.
Unipolares
Estos motores tienen 2 bobinas en cada eje (dos bobinas con punto medio). Son muy f\xe1ciles de controlar y los m\xe1s comunes en el \xe1mbito dom\xe9stico.
Los unipolares pueden moverse de 3 formas diferentes, seg\xfan las bobinas que se exciten.

Movimiento normal (par m\xe1ximo)
Se excitan dos bobinas a la vez, consiguiendo el m\xe1ximo torque o par, una buena velocidad y un alto consumo. Es el movimiento recomendado por los fabricantes.
Movimiento por ola o paso completo (par menor)
En este caso solo se excita una bobina a la vez, por lo tanto conseguimos un torque o par menor pero el consumo es m\xe1s bajo.
Movimiento de medio paso
Moviendo el motor con medios pasos se consigue que sea m\xe1s suave y lento, alcanzando as\xed m\xe1s precisi\xf3n. El consumo y el par est\xe1 entre medias de los otros dos movimientos.
Ahora vamos a analizar un motor muy com\xfan que viene en diferentes kits de Arduino, pero tambi\xe9n lo puedes comprar por separado, su coste es de unos 3\u20ac.

Lo primero que debemos hacer es mirar las caracter\xedsticas t\xe9cnicas del motor. A continuaci\xf3n te dejamos dos enlaces.

Hoja de caracter\xedsticas t\xe9cnicas 1
Hoja de caracter\xedsticas t\xe9cnicas 2
Lo m\xe1s importante que tenemos que saber te lo detallamos a continuaci\xf3n:

Motor paso a paso con 5 cables (unipolar 4 bobinas)
Voltaje de funcionamiento 5V o 12V
Viene con un circuito integrado
4 LEDs que indican cuando se excita una bobina
4 resistencias para proteger los LEDs
Chip ULN2003 que contiene 3 transistores Darlington
4 entradas para el controlador, por donde entran los pulsos.
Jumpers para seleccionar el voltaje de funcionamiento (5V o 12V)
Hay que puentear el voltaje que no se utiliza
Cada paso avanza 5,625\xba
Caja reductora mediante engranajes 1/64
Se consigue un paso de 5,625/64 = 0,088\xba
Resistencia del bobinado de 50 \u03a9
Torque de 34 Newton Metro m\xe1s o menos 35 gramos por cm
Frecuencia m\xe1xima 100Hz que equivale a un delay de 10 ms
Para programar este motor lo podemos hacer de 2 maneras diferentes, manual o a trav\xe9s de la librer\xeda stepper que viene incluida en el entorno de desarrollo oficial del Arduino. Puedes ver este art\xedculo donde explicamos los dos m\xe9todos.

Recurso del d\xeda

Everything

Everything es un motor de b\xfasqueda de c\xf3digo abierto que localiza los archivos y carpetas por nombre al instante. Es una aplicaci\xf3n para Windows y, a diferencia de la herramienta nativa de este sistema operativo, muestra todos los archivos y carpetas de tu ordenador a trav\xe9s de filtros. La mayor diferencia radica en el tiempo, tarda 1 segundo en indexar 70.000 archivos y aproximadamente 1 minuto en indexar 1.000.000 de archivos, adem\xe1s consume muy pocos recursos del sistema. Su mayor inconveniente es que no busca en el contenido de los archivos, solo busca por su nombre.

Muchas gracias a todos por los comentarios y valoraciones que nos hac\xe9is en iVoox, iTunes y en Spreaker, nos dan mucho \xe1nimo para seguir con este proyecto.