Los motores paso a paso son un componente esencial en diversas aplicaciones, desde impresoras 3D hasta robots industriales. Pero, ¿alguna vez te has preguntado cómo se alimenta correctamente un motor paso a paso con una batería? No te preocupes, en este artículo te explicaremos paso a paso cómo hacerlo de manera segura y eficiente. Si estás interesado en aprender cómo poner en marcha tu motor paso a paso con una batería, ¡sigue leyendo!
Los motores paso a paso se utilizan a menudo en aplicaciones de automatización y control donde se requiere un posicionamiento y movimiento precisos, como en impresoras 3D, máquinas CNC y robótica.
Cuando se utiliza un motor paso a paso en una aplicación alimentada por batería, se deben tener consideraciones especiales para seleccionar el voltaje y la corriente adecuados de la batería. La batería debe poder suministrar continuamente suficiente corriente para accionar los devanados del motor paso a paso.
Este artículo proporciona instrucciones paso a paso sobre cómo alimentar un motor paso a paso con una batería.
Requisitos de potencia de un motor paso a paso.
Al seleccionar una fuente de alimentación para un motor paso a paso, es importante calcular el voltaje, la corriente y la capacidad de rendimiento general requeridos. Los factores clave incluyen:
- Corriente nominal del motor: indicada en la hoja de datos, corriente requerida por fase. Tensión de accionamiento según el tamaño del motor:
| Tamaño del motor | voltaje de accionamiento | Corriente de suministro/fase |
| Nema 8 – Nema 17 | 12-24 VCC | 1-1,5A |
| Nema 23 – Nema 24 | 24-48 VCC | 2.8-4A |
| nema 34 | 48-100 VCC/30-70 VCA | 6 |
| Nema 42 – Nema 52 | 110 – 220 d.C. | 6-8,5A |
fórmula de poder –
P = nIV*1,2
Por ejemplo:
Sistema de control de movimiento de 3 ejes con 3 motores paso a paso NEMA 17, cada uno con una potencia nominal de 1,5 A. Alimentado por una batería de 24 V para alimentar los motores.
Aquí:
n = número de motores (3)
I = Corriente nominal por motor (1,5A)
V = tensión de accionamiento (24 V)
Factor de margen = 1,2
Inserte esto en la fórmula:
P = 31,5A24V*1,2= 129,6W
Entonces, para los 3 motores paso a paso NEMA 17, la potencia estimada es de alrededor de 130W.
Proceso paso a paso
A continuación se muestra una guía paso a paso para alimentar un motor paso a paso desde una fuente de alimentación de batería:
Paso 1: Seleccionar la batería
La batería debe poder suministrar continuamente la corriente requerida por el motor paso a paso. La corriente nominal del motor se especifica en sus especificaciones.
Paso 2: agregar un controlador de motor
Un controlador de motor puentea la tensión más alta de la batería a valores adecuados para las bobinas del motor y controla así el movimiento paso a paso de manera eficiente. Las opciones más comunes son los circuitos integrados dedicados o basados en MOSFET, como Allegro A4988, que están bien ajustados para manejar corrientes de motor más altas.
Paso 3: seleccione el motor paso a paso
Elija un motor paso a paso que cumpla con los requisitos de torque, velocidad, ángulo de paso y voltaje del motor.
Si es necesario, los motores se pueden bobinar individualmente para voltajes más bajos; Introduzca la corriente de bobina deseada. Dejar un margen de seguridad del 50-70% sobre la valoración actual para compensar las pérdidas.
Paso 4: agregar el controlador actual
Implemente control de potencia para una conexión segura entre el motor y la batería. Utilice un controlador IC de motor paso a paso como el ULN2003 para controlar las bobinas.
Paso 5: conecta la batería
Conecte los terminales positivo y negativo del paquete de baterías a la placa del controlador del motor. Si es necesario, agregue un interruptor al puerto para controlar la energía cómodamente.
Paso 6: aplicar señales de control
Genere señales coordinadas de paso y dirección mediante un microcontrolador. Conecte estas señales digitales al IC del controlador del motor paso a paso. Organice las señales con precisión para lograr la rotación y el posicionamiento deseados del motor.
Paso 7: agregue diodos de protección
Instale diodos en cada bobina del motor para proporcionar un camino para los picos inductivos durante la conmutación de la bobina. Esto evita daños al conductor. Para ello son adecuados los diodos de conmutación rápida como el 1N4001.
Paso 8: Suavizar las fluctuaciones de rendimiento
Las fluctuaciones en la energía de la batería pueden causar problemas con el rendimiento del motor paso a paso. Agregar un condensador electrolítico de 1000 uF y 25 V a través de las conexiones de alimentación del motor puede filtrar fluctuaciones o picos de voltaje.
Paso 9: elija el cableado correcto
Utilice cables lo suficientemente gruesos para soportar el consumo de corriente del motor paso a paso sin caídas excesivas de voltaje. Vea una tabla de tamaños de cables y especificaciones del motor.
Paso 10: agregue un interruptor de encendido/apagado
Instale un interruptor de encendido/apagado para desconectar la alimentación de la batería cuando el motor no esté en uso para prolongar la vida útil de la batería.
Preguntas frecuentes (FAQ)
1. ¿Qué sucede si el voltaje de la batería es demasiado bajo para el motor?
Respuesta: Un voltaje demasiado bajo reducirá el par y la velocidad, lo que posiblemente provocará que el motor se cale. Los devanados o engranajes personalizados pueden resultar útiles.
2. ¿Se pueden combinar varias baterías para alimentar un motor?
Respuesta: Sí, las baterías se pueden combinar en serie y en paralelo para proporcionar voltaje y corriente adecuados.
3. ¿Qué sucede si el voltaje de la batería es demasiado alto para el motor?
Respuesta: Suministrar voltaje excesivo a un motor paso a paso puede causar sobrecalentamiento y potencialmente dañar el motor y su controlador. También puede aumentar el par y la velocidad, superando potencialmente los límites operativos seguros.
Concluir
Alimentar un motor paso a paso con una batería requiere una cuidadosa selección de componentes y un control de corriente adecuado. La combinación de una batería adecuada, un motor paso a paso, un controlador IC y un microcontrolador permite un control de posición preciso utilizando una fuente de energía portátil. El cableado y la gestión de energía adecuados son la clave del éxito.
