Control de motores a pasos
Control de motores a pasos gy jonnathanespcjcl 110RúpR 16, 2011 10 pagos INSTITUTO TECNOLÓGICO DE ESTUDIOS SUPERIORES DE LOS CABOS «Por una patria con sabidur[a y espíritu de progreso» «PRACTICA» ELECTRONICA DIGITAL Ing. Electromecánica PRESENTA: Carbajal Ceceña Cornelio Flores Ojeda Aldo Antonio Marrón Agundez Rogelio Espejel Ojeda Jonathan PACE 1 orlo Profesor: to View nut*ge I. R.
I Osiel Rendón Pic no San José del Cabo Septiembre de 2011 INDICE ANTECEDENTES MOTOR A PASOS –3 CI 555 RESISTENCIAS CAPACITORES TRANSISTORES 6 DIODOS FLIP-FLOP – COMPUERTA LOGICA X-OR PRACTICA mpulsos eléctricos en desplazamientos angulares discretos, lo que significa es que es capaz de avanzar una serle de grados (paso) dependiendo de sus entradas de control. El motor paso a paso se comporta de la misma manera que una conversión digital-analógica y puede ser gobernado por impulsos procedentes de sistemas lógicos. Este motor presenta las ventajas de tener alta precisión y repetibilidad en cuanto al posicionamiento.
Entre sus principales aplicaciones destacan como motor de frecuencia variable, motor de corriente continua sin escobillas, servomotores y motores ontrolados digitalmente. Q555 El circuito integrado 555 es de bajo costo y de grandes prestaciones. Inicialmente fue desarrollado por la firma Signetics. En la actualidad es construido por muchos otros fabricantes. Entre sus aplicaciones principales cabe destacar las de multivibrador estable (dos estados metaestables) y monoestable (un estado estable y otro metaestable), detector de impulsos, etcétera.
En 1970, Hans Camenzind, un ingeniero nacido en Suiza y que luego de terminar su educación secundaria viajó a Estados Unidos para realizar los estudios de ingeniería, se tomó un mes de acaciones de su empleo en Signetics (ahora Philips) para escribir un libro y en vez de volver al final de las vacaciones, le pidió a la compañía que lo contratase como consultor durante un año, para usar los principios del oscilador controlado por tensión o VCO en el desarrollo de un circuito integrado temporizador; esta idea no era del agrado del departamento de ingeniería de Signetics, pero afortunadamente a Art Fury, el hombre de mercadeo de la empresa, la idea lo entusiasmó y le dio el contrato a Camenzind, qu 20F 10 hombre de mercadeo de la empresa, la idea lo entusiasmó y le io el contrato a Camenzind, quien luego de seis meses, completó el diseño final ( los primeros diseños no hacían uso de redes RC para la temporizaclón y por ello preveían un circulto integrado de 14 pines, mucho más complejo y caro), el 555 fue pionero en muchos aspectos, no solo fue el primer circuito integrado temporizador, también fue el primero en venderse desde su salida al mercado a bajo precio (IJ$ 0,75), cosa nunca hecha hasta entonces por ningún productor de semiconductores. Cabe acotar que por las diferencias entre Camenzind y el departamento de ngeniería de Signetics, el proyecto durmió durante un aho antes de ser finalmente producido en masa por Signetics. El temporizador 555 fue introducido en el mercado en el año 1972 por esta misma fábrica con el nombre: SE555/NE555 y fue llamado «The 1C Time Machine» (El Circuito Integrado Máquina del Tiempo).
Este circuito tiene muy diversas aplicaciones, y aunque en la actualidad se emplea mas su remozada versión CMOS desarrollada por Dave Bingham en Intersil, se sigue usando también la versión bipolar original, especialmente en aplicaciones que requieran grandes corrientes de parte de la salida del emporizador. Resistencia La resistencia eléctrica de un objeto es una medida de su oposición al paso de corriente. Descubierta por Georg Ohm en 1827, la resistencia eléctrica tiene un parecido conceptual a la fricción en la física mecánica. La unidad de la resistencia en el Sistema Internacional de Unidades es el ohmio (Q). Para su medición en la práctica existen diversos métodos, entre los que se encuentra el uso de un ohmímetro.
Además, su cantidad recip 0 diversos métodos, entre los que se encuentra el uso de un ohmímetro. Además, su cantidad reciproca es la conductancia, edida en Siemens. para una gran cantidad de materiales y condiciones, la resistencia eléctrica depende de la corriente eléctrica que pasa a través de un objeto y de la tensión en los terminales de este. Esto significa que, dada una temperatura y un material, la resistencia es un valor que se mantendrá constante. Además, de acuerdo con la ley de Ohm la resistencia de un material puede definirse como la razón de la tensión y la corriente, así: V=iR ó R-V/i Tabla para calcular una resistencia: Capacitores Se llama capacitor a un dispositivo que almacena carga eléctrica.
El capacitor está formado por dos conductores próximos uno a otro, separados por un aislante, de tal modo que puedan estar cargados con el mismo valor, pero con signos contrarios. En su forma más sencilla, un capacitor está formado por dos placas metálicas o armaduras paralelas, de la misma superficie y encaradas, separadas por una lámina no conductora o dielectrico. Al conectar una de las placas a un generador, ésta se carga e induce una carga de signo opuesto en la otra placa. por su parte, teniendo una de las placas cargada negativamente y la otra positivamente (Q+) sus cargas son iguales y la carga neta del istema es 0, sin embargo, se dice que el capacitor se encuentra cargado con una carga Q.
Los capacitores pueden conducir corriente continua durante sólo un instante (por lo cual podemos decir que los capacitores, para las señales continuas, es como un cortocircuito), aunque funcionan bien como conductores en circuitos de corriente alterna. Es por esta pro 40F 10 cortocircuito), aunque funcionan bien como conductores en circuitos de corriente alterna. Es por esta propiedad lo convierte en dispositivos muy útiles cuando se debe impedir que la corriente continua entre a determinada parte de un circuito léctrico, pero si queremos que pase la alterna. Los capacitores se utilizan junto con las bobinas, formando circuitos en resonancia, en las radios y otros equipos electrónicos. Además, en los tendidos eléctricos se utilizan grandes capacitores para producir resonancia eléctrica en el cable y permitir la transmisión de más potencia.
Transistores El transistor es un dispositivo electrónico semiconductor que cumple funciones de amplificador, oscilador, conmutador o rectificador. El término «transistor» es la contracción en inglés de transfer resistor («resistencia de transferencia»). Actualmente se encuentran prácticamente en todos los aparatos domésticos de uso diario: radios, televisores, grabadoras, reproductores de audio y video, hornos de microondas, lavadoras, automóviles, equipos de refrigeración, alarmas, relojes de cuarzo, ordenadores, calculadoras, impresoras, lámparas fluorescentes, equipos de rayos X, tomógrafos, ecógrafos, reproductores mp3, teléfonos móviles, etc.
El transistor bipolar fue inventado en los Laboratorios Bell de EE. UU. en diciembre de 1947 por John Bardeen, Walter Houser Brattain y William Bradford Shockley, quienes fueron alardonados con el Premio Nobel de Física en 1956. Fue el sustituto de la válvula termoiónica de tres electrodos, o triado. El transistor de efecto de campo fue descubierto antes que el transistor (1930), pero no se encontró una aplicación útil n’ se disponía de la transistor (1930), pero no se encontró una aplicación útil ni se disponla de la tecnología necesaria para fabricarlos masivamente. Es por ello que al principio se usaron transistores bipolares y luego los denominados transistores de efecto de campo (FET).
En los últimos, la corriente entré el surtidor o fuente y el renaje se controla mediante el campo eléctrico establecido en el canal. Por último, apareció el MOSFET (transistor FET de tipo Metal-Óxido-Semiconductor). Los MOSFET permitieron un diseño extremadamente compacto, necesario para los circuitos altamente integrados (Cl). Diodos Un diodo es un componente electrónico de dos terminales que permite la circulación de la corriente eléctrica a través de él en un sentido. Este término generalmente se usa para referirse al diodo semiconductor, el más común en la actualidad; consta de una pieza de cristal semiconductor conectada a dos terminales léctricos.
El diodo de vacío (que actualmente ya no se usa, excepto para tecnologías de alta potencia) es un tubo de vaco con dos electrodos: una lámina como ánodo, y un cátodo. De forma simplificada, la curva característica de un diodo (l- V) consta de dos regiones: por debajo de cierta diferencia de potencial, se comporta como un circuito abierto (no conduce), y por encima de ella como un circuito cerrado con una resistencia eléctrica muy pequeña. Debido a este comportamiento, se les suele denominar rectificadores, ya que son dispositivos capaces e suprimir la parte negativa de cualquier señal, como paso inicial para convertir una corriente alterna en corriente continua.
Su principio de funcionamiento está basado en los experimentos de Lee De Foresta Los primeros 60F 10 de funcionamiento está basado en los experimentos de Lee De Forest. Los primeros diodos eran válvulas o tubos de vacío, también llamados válvulas termoiónicas constituidas por dos electrodos rodeados de vacío en un tubo de cristal, con un aspecto similar al de las lámparas incandescentes. El invento fue desarrollado en 1904 por John Ambrose Fleming, empleado de la empresa Marconi, basándose en observaciones realizadas por Thomas Alva Edison. Al igual que las lámparas incandescentes, los tubos de vacío tienen un filamento (el cátodo) a través del cual circula la corriente, calentándolo por efecto Joule.
El filamento está tratado con óxido de barn, de modo que al calentarse emite electrones al vacío circundante los cuales son conducidos electrostáticamente hacia una placa, curvada por un muelle doble, cargada positivamente (el ánodo), produciéndose así la conducción. Evidentemente, si el cátodo no se calienta, no podrá ceder lectrones. Por esa razón, los circuitos que utilizaban válvulas de vacío requerían un tiempo para que las válvulas se calentaran antes de poder funcionar y las válvulas se quemaban con mucha facilidad. Flip FIOP Los biestables basculas o flip-flop, son circuitos secuenciales constituidos por puertas lógicas capaces de almacenar un bit, que es la información binaria más elemental. Al igual que los circuitos secuenciales en general, los biestables también se pueden clasificar en sincronos y asíncronos, como se muestra en la siguiente figura: Basculas asíncronas
Son aquellas basculas que carecen de impulso de reloj y, por lo tanto, la salida basculara en la medida en que cambien las entradas. La bascula RS (asíncrona) Es una de las básculas así basculara en la medida en que cambien las entradas. Es una de las básculas asíncronas. Como ejemplo, vamos a realizar una RS con operadores lógicos. En la figura anterior, se muestran dos implementaciones de dicha báscula, una a base de puertas NAND, y la otra a base de puertas NOR. La denominación «RS» proviene de «Reset-Set», de forma que la entrada «s» sirve para poner a «1 » la salida, y la «R» para ponerla a La tabla de la verdad para cada uno do los circuitos es la siguiente. -Puertas NANO. ?? Q t Estado do la salida Q antes do posicionar las entradas con la información y validarlas mediante el reloj (estado anterior). • . Q t+ t — Estado do la salida Q despues de posicionar y validar las entradas (estado siguiente). • . lndeterminado = El estado, en eslas condiciones de entrada. de Q. no esta determinado. Y las ecuaciones correspondientes de la salida son: -Puertas NANO: -Puertas NOR. Q t+R•S Se observa en las ecuaciones que el estado anterior de la salida influye en el nuevo estado de la salida. Compuerta lógica X-OR (Or exclusiva) La puerta lógica OR-exclusiva, más conocida por su nombre en inglés XOR, realiza la función booleana AB+AB’.
Su símbolo es el más (+) inscrito en un círculo. En la figura de la derecha pueden observarse sus símbolos e La ecuación característica el comportamiento de la definir esta puerta como aquella que da por resultado uno, cuando los valores en las entradas son distintos. e]: 1 y 0, Oy 1 (en una compuerta de dos entradas). Se obtiene cuando ambas entradas tienen distinto valor. Si la puerta tuviese tres o más entradas, la XOR tomaría la función e suma de paridad, cuenta el número de unos a la entrada y si son un número impar, pone un 1 a la salida, para que el número de unos pase a ser par. Esto es así porque la operación XOR es asociativa, para tres entradas (b c) o bien (a b) c.
Su tabla de verdad seria: XOR de tres entradas Entrada A Entrada B Entrada C Salida 0000 0011 0101 0110 1001 1010 1100 Desde el punto de vista de la aritmética módulo 2, la puerta XOR implementa la suma módulo 2. Practica Se muestra el circuito que se desea realizar para hacer funcionar un motor a pasos mediante un L293N o con 4 resistencias de 1 1<0, 4 TIPSy4 Diodos IN4002. Para que el flip-flop JK recibiera pulsos se armo un circuito con un LM-555, con 1 resistencia de 3300, dos capacitores de 2. 2pF y 5pF, 1 potenciómetro de 1 MC), 1 LED. Se muestra el circuito armado físicamente del LM-555. Para continuar con la prá al 74LS86 compuerta X-O ye un circuito que incluye (flip-flop JK) las salidas de uno de los pines. Circuitos terminados, se muestran todos los elementos que se utilizaron en el armado del la practlca.
Circuito en Multisim Conclusiones De la práctica anterior puedo concluir que existen varias maneras de obtener el mismo resultado y con distintos ateriales, se tiene que tomar en cuenta los cables a utilizar, puesto que son los transmsores de voltaje y si alguno no funciona adecuadamente el circuito no funciona como debería. También me di cuenta de otra aplicación de los flip-flop, puesto que el semestre pasado se realizo una práctica con este componente y con una aplicación totalmente diferente. En conclusión está practica fue de mucha enseñanza ya que pusimos en practica lo visto en materias pasadas el armado del protoboard, la elaboración del circuito en le programa multisim.
El análisis de los elementos electronicos, el orden de los pines ambién sirvió para desarrollar el trabajo en equipo al distribuirnos el trabajo entre los 4 integrantes. En la práctica se pudo analizar el uso de elementos como compuertas lógicas para el control y el funcionamiento de un motor a pasos, así como el análisis de su comportamiento y el análisis de circuitos para la solución de problemas. Se reafirmo el uso del protoboard y las compuertas lógicas en especial el análisis de circuitos para su posterior solución de problemas se observo el control de un motor a pasos mediante el uso primero de una circuito lógico y posteriormente con diodos y transistores.
