CONTROL DE MOTOR PASO A PASO CON PIC16F84A

Siguiendo con las prácticas en Pic Basic Pro y utilizando el MicroCode Studio para nuestros Microcontroladores PIC, en esta ocasión será el control de un motor a pasos unipolar. Además es una pequeña demostración de la gran cantidad de formas en las cuales podemos utilizar el ya conocido PIC16F84A.

El circuito es sencillo  consta de un motor paso a paso dos pulsadores para hacerlo girar en ambas direcciones (izquierda o derecha) conectados al puerto A del PIC con sus debidas resistencias y también su oscilador a 4MHz con sus respectivos capacitores de 22pF, tiene su botón de Reset conectado al Master Clear, para acoplar se utiliza un integrado ULN2803 activado desde el puerto B del PIC. Recordar que los pines de alimentación del PIC son: 5 para GND y 14 para Vcc=5 Volts.

Como se controla un motor paso a paso unipolar

Estos motores suelen tener 6 o 5 cables, dependiendo de su conexión interna. Este tipo se caracteriza por ser más simple de controlar por esta razón será el que utilicemos. En la siguiente figura podemos apreciar un ejemplo para controlar un motor paso a paso unipolar mediante el uso de un ULN2803, el cual es un arreglo de 8 transistores tipo Darlington capaces de manejar cargas de hasta 500mA. Las entradas de activación se conectan directamente al un microcontrolador.

CONTROL DE MOTOR PASO A PASO CON PIC16F84A

Dejo la lista de material para poder realizar este ejemplo y seguir aprendiendo de la programación.

MATERIAL:

  • 1 PIC16F84A
  • 1 ULN2803
  • 1 Motor a pasos unipolar (5 o 6 cables)
  • 3 Pulsadores
  • 3 Resistores de 330Ω a 1/2 W
  • 1 Cristal de cuarzo de 4MHz
  • 2 Capacitores de 22pF

Secuencias para manejar motores paso a paso unipolares

Existen tres secuencias posibles para activar este tipo de motores, las cuales se explican a continuación. Todas las secuencias comienzan nuevamente en el paso 1 una vez que alcanzan el último paso (4 u 8). Para hacer que el motor gire en sentido opuesto, simplemente basta con ejecutar las secuencias de manera inversa.

Secuencia Normal: Esta es la secuencia más usada y la que generalmente recomienda el fabricante. Con esta secuencia el motor avanza un paso por vez y debido a que siempre hay al menos dos bobinas activadas, se obtiene un alto torque de paso y de retención.

MOTOR A PASOS SENTENCIA NORMAL

Secuencia del tipo wave drive: En esta secuencia se activa solo una bobina a la vez. En algunos motores esto brinda un funcionamiento más suave. Pero al estar solo una bobina activada, el torque de paso y retención es menor.

MOTOR A PASOS SENTENCIA WAVE DRIVE

Secuencia del tipo medio paso: En esta secuencia se activan las bobinas para brindar un movimiento igual a la mitad del paso real. Para ello se activan primero 2 bobinas y luego solo 1 así sucesivamente. Se puede decir que es una combinación de las dos formas anteriores, en este caso para lograr una vuelta tiene que hacer 8 pasos y no 4 como los anteriores.

MOTOR A PASOS SENTENCIA MEDIO PASO

Realizando el firmware para controlar nuestro motor

Para este ejemplo utilizare la secuencia wave drive, el comando que se utilizara para mostrar el valor en el puerto B es LOOKUP. Los valores dentro de LOOKUP pueden ser en forma hexadecimal para ello el compilador requiere que se utilice el símbolo “$”, si se quisiera utilizar los números en binario se debe de agregar el “%” y para los decimales solo basta escribir el numero tal y como es, estas tres posibilidades deben de ir separadas por comas. Nosotros utilizaremos decimales.

El código en Basic para este circuito es el siguiente:

TRISA = 1
TRISB = 0
DIGITO var Byte
PORTB = 0
INICIO:
	If PORTA = 1 Then
			For digito = 0 To 4
LookUp digito, [1, 2, 4, 8], PORTB
				pause 150
			Next digito
	Endif
	If PORTA = 2 Then
			For digito = 0 To 4
				LookUp digito, [8, 4, 2, 1], PORTB
				pause 150
			Next digito
	Endif
goto inicio
end

Se declara el puerto B como salida, se declara la variable DIGITO, se inicializa el puerto B en cero, etiqueta de INICIO que es la principal, donde estará todo el código que haga que el motor funcione.

 La instrucción LOOKUP va mostrar una variable DIGITO en el puerto B y se tiene la siguiente sintaxis:

LOOKUP DIGITO, [1, 2, 4, 8], PORTB

Se utiliza la variable DIGITO para saber que dato es que se va a mostrar recordar que esta variable después de mostrarse se incrementa en uno, después de le coloca un retardo para dar tiempo entre paso y paso este tiempo se puede modificar para aumentar o disminuir la velocidad de giro.

La variable DIGITO cuanta de 0 a 4 por que la secuencia utilizada solo tiene 4 pasos, cuando de utiliza la secuencia de 8 paso se debe de incrementar a 8 y de debe de modificar los valores dentro de la instrucción LOOKUP.

Vídeo del circuito en acción.

Como identificar las terminales de los motores unipolares

Cuando se trabaja con motores paso a paso usados o bien nuevos, pero de los cuales no tenemos hojas de datos. Es posible determinar la distribución de los cables a los bobinados y el común siguiendo las instrucciones siguientes:

Identificando el común: Por lo regular los motores con 6 cables tienes dos cables para el común y generalmente son del mismo color (Negro), recomiendo unirlos para no confundirse en un futuro, para el caso de tener uno de 5 cables también aplica lo del color Negro.

Identificando los cables de las bobinas (A, B, C y D): Aplicar un voltaje al cable común se puede usar 5V y manteniendo uno de los otros cables a tierra (GND) mientras vamos poniendo a tierra cada uno de los demás cables de forma alternada y observando los resultados. La nomenclatura de los cables (A, B, C y D) es totalmente arbitraria.

  1. Seleccionar un cable y conectarlo a tierra. Ese será llamado cable A.
  2. Manteniendo el cable A conectado a masa, probar cuál de los tres cables restantes provoca un paso en sentido horario al ser conectado también a tierra. Ese será el cable B.
  3. Manteniendo el cable A conectado a tierra, probar cuál de los dos cables restantes provoca un paso en sentido antihorario al ser conectado a tierra. Ese será el cable D.
  4. El último cable debería ser el cable C. Para comprobarlo, basta con conectarlo a tierra, lo que no debería generar movimiento alguno debido a que es la bobina opuesta a la A.

Si gustas el código fuente y el archivo.HEX puedes hacerlo desde aqui:

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