Instituto Politécnico Loyola
San Cristóbal, Rep. Dom.
Microprocesadores II
Motores Paso a Paso, Conversión de análogo a digita y Sensores
Marcel Alexandra Guzmán Genao 05-153
Eleana Lugo De Los Santos 05-183
Rita Sánchez Montás 05-305
2do ED/A
Prof. Ing. Jorge Luis Maldonado
22/09/ 2008
Indice
Introduccion…………………………………………………………………………………………3
Motores Paso a Paso……………………………………………………………………….4
Tipos de motores paso a paso……………………………………………………….5
Comparación entre los motores de
Imán Permanente y Reluctancia Variable…………………………….……6
Partes e identificación de sus terminales
(Bobinas)………………………………………………………………………………………………6
Parámetros de los motores paso a paso……………………………………..7
Conversión de A/D Y D/A……………………………………………………………8
Tipos de convertidores…………………………………………………………. (8, 9)
¿Qué es muestreo y voltaje de referencia?................................10
¿A qué se llama resolución?..............................................................10
Sensores………………………………………………………………………………………11
Tipos de sensores…………………………………………………………………. (11, 12,13)
Describa cuatro circuitos que empleen
diferentes tipos de sensores……………………………………………. (13, 14,15)
Conclusion…………………………………………………………………………………..16
Bibliografia………………………………………………………………………………..17
Introducción
En este trabajo, estaremos exponiendo sobre los motores paso a paso, conversión de analógo a digital y sensores, asi como también todo lo concerniente a este tema. El trabajo tiene como propósito ampliar nuestros conocimientos sobre dichos temas.
El trabajo está basado en conceptos primordiales sobre los motores paso a paso, términos esenciales sobre conversion de analógo a digital y digital a analógo y sobre los sensores y sus distintas funciones y aplicaciones.
He aquí la importancia de dicho documento y el análisis consiso del mismo
Motores Paso a Paso
Un motor paso a paso es una máquina en la que sus arrollamientos son alimentados el uno después del otro, provocando cada una de estas excitaciones un giro discontinuo, un ángulo determinado del eje.
Este desplazamiento se denomina paso angular y es lo que caracteriza a este tipo de motores, que funcionan a saltos o pasos de un ángulo determinado. Según el sentido de excitación de los arrollamientos, se producirán saltos hacia la derecha o a la izquierda.
Un motor paso a paso puede compararse a una serie devanados, dispuestos en circulo que al ser excitados sucesivamente actúan sobre un núcleo de hierro dulce (reluctancia magnética) o un imán permanente como haciéndolo girar un ángulo.
Los motores paso a paso ofrecen determinadas ventajas sobre los sistemas lineales:
- Una respuesta más rápida (menos de 1 mseg.)
- Insensibilidad a vibraciones y choques.
- Larga duración.
- Posicionamiento preciso.
- Insensibilidad a variaciones de tensión o a la amplitud de los pulsos.
Los motores paso a paso ofrecen múltiples aplicaciones concretas entre las cuales podemos identificar las siguientes:
- Transporte de cintas magnéticas o papel.
- Impresoras.
- Registradores X-Y.
- Electromedicina.
- Lectores de tarjeta.
- Contadores de pulso.
- Indicadores remotos de posición.
Tipos de motores paso a paso
Existen dos tipos de motores paso a paso:
- Motores paso a paso de imán permanente(PM):
- Motores paso a paso de imán permanente(PM):
Estos funcionan por la reacción de un campo electromagnético y un imán permanente. El principio de funcionamiento es muy simple: el estator dispone de ciertos números de bobinas que se excitan en secuencia, creando un campo giratorio de forma discontinua; el rotor esta formado por un imán en el que se campo tiende a alinearse con el estator.
- Motores paso a paso de reluctancia variable:
Estos funcionan por la reacción de un campo electromagnético y un rotor de hierro dulce. Los motores de reluctancia variable permiten ángulos de paso más pequeños sin tener que recurrir el aumento del número de bobinas.
En este tipo de motores, el rotor esta constituido por un nucleo de hierro dulce en los que sobresalen unos dientes.
- Motores paso a paso híbridos:
Estos utilizan una combinación del efecto de imán permanente y una reluctancia variable.
Comparación entre los motores de Imán Permanente y Reluctancia Variable
Los motores de imán permanente, a igualdad de dimensiones, tienen con respecto a los de reluctancia variable las siguientes diferencias:
- Par más elevado.
- Frecuencia de trabajo más baja.
- Inercia propia más elevada.
- Ángulos de pasos mayores.
- Mayor amortiguación interna de las oscilaciones.
Partes e identificación de sus terminales (bobinas)
El motor paso a paso está constituido esencialmente por dos partes:
a) Una fija llamada "estator", construida a base de cavidades en las que van depositadas las bobinas que excitadas convenientemente formarán los polos norte-sur de forma que se cree un campo magnético giratorio.
b) Una móvil, llamada "rotor" construida mediante un imán permanente, con el mismo número de pares de polos, que el contenido en una sección de la bobina del estator; este conjunto va montado sobre un eje soportado por dos cojinetes que le permiten girar libremente.
En los motores paso a paso todas las bobinas del estator están conectadas en serie formando cuatro grupos. Esta a su vez, se conectan dos a dos, también en serie, y se montan sobre dos estatores diferentes. Los seis terminales que parten del motor, deben ser conectados al circuito de control, el cual, se comporta como cuatro conmutadores electrónicos que, al ser activados o desactivados, producen la alimentación de los cuatro grupos de bobinas con que está formado el estator.
Parámetros de los motores paso a paso
Respuesta máxima: Número máximo de impulsos que puede ser aplicado a un motor sin que este pierda el control.
Sobrevelocidad: Régimen de impulsos por encima de la respuesta máxima que aumenta la velocidad del motor a costa de la pérdida de control. Este se comporta como un motor síncrono.
Ángulo de paso: Angulo descripto por el eje del motor al aplicársele un impulso. Puede variar aproximadamente desde 0.9 a 90 grados.
Par máximo dinámico: Par máximo desarrollado sobre el eje cuando los arrollamientos son excitados secuencialmente. Se obtiene para frecuencia del orden 5 por segundo
Par estático: Par máximo que un motor puede proporcionar cuando los arrollamientos son excitados estáticamente.
Conversión de A/D Y D/A
Un conversor analógico-digital y digital-analógico es un dispositivo electrónico capaz de convertir un voltaje determinado en un valor binario, es decir,
transforma señales análogas a digitales y viceversa. Estas conversiones se hacen con el propósito de facilitar el procesamiento y hacer una mejor señal.
Tipos de convertidores
Convertidor A/D de comparador en paralelo
Pertenece al grupo de convertidores de transformación directa. Este detecta cuando una tensión de entrada y luego pasa por comparadores ya establecidos.
Convertidor Simple rampa
Son empleados en casos de grandes velocidades y donde se quiere conseguir una buena linealidad, son muy usados en voltímetros digitales y también se le aplica el nombre de convertidores de rampa.
Convertidor doble rampa
Se utiliza en campos o aplicaciones donde se requiere exactitud, economía e inmunidad al ruido. Estos convertidores suprimen y eliminan la mayor cantidad de ruido de la señal, debido a que estos poseen un integrado para la conversión.
Convertidor de aproximaciones sucesivas
Este convertidor es muy empleado en velocidades de conversiones entre medias y altas de algunos microsegundos a décimas de microsegundos.
¿Qué es muestreo y voltaje de referencia?
- Muestreo, no es más que la acción de tomar valores de una señal en secuencias de instantes sin tomar en cuenta lo que sucede en el resto del tiempo.
- Voltaje de referencia, es el que se encarga de proporcionar el tiempo de la conducción de voltaje sobre la carga a través de la comparación con la señal rampa empleando un amplificador operacional.
¿A qué se llama resolución?
Se llama resolución a la cantidad de bits binarios que se aceptan en la entrada. Este puede expresarse como el valor nominal máximo.
Sensores
Un sensor es un dispositivo que tiene la capacidad de transformar magnitudes físicas o químicas, llamadas variables de instrumentación, en magnitudes eléctricas.
Las variables de instrumentación dependen del tipo de sensor y pueden ser por ejemplo: temperatura, intensidad lumínica, etc. Una magnitud eléctrica obtenida puede ser una resistencia eléctrica (como en una RTD), una capacidad eléctrica (como en un sensor de humedad), una tension eléctrica (como en un termopar), una corriente eléctrica (como un fototransistor), etc.
Puede decirse también que es un dispositivo que aprovecha una de sus propiedades con el fin de adaptar la señal que mide para que la pueda interpretar otro dispositivo. Como por ejemplo el termómetro de mercurio que aprovecha la propiedad que posee el mercurio de dilatarse o contraerse por la acción de la temperatura.
Tipos de sensores
Magnitudes | Transductor | Característica |
Posición lineal o angular | Analógica | |
Digital | ||
Desplazamiento y deformación | Analógica | |
Analógica | ||
A/D | ||
Analógica | ||
Analógica | ||
Velocidad lineal y angular | Dinamo tacométrica | Analógica |
Encoder | Digital | |
Digital | ||
A/D | ||
Analógica | ||
Aceleración | Analógico | |
Fuerza y par (deformación) | Analógico | |
A/D | ||
Presión | Membranas | Analógica |
Analógica | ||
Analógica | ||
Analógica | ||
Analógica | ||
I/0 | ||
Sensores de presencia | Inductivos | I/0 |
Capacitivos | I/0 | |
Ópticos | I/0 y Analógica |
Describa cuatro circuitos que empleen diferentes tipos de sensores
1. Descripción: El IC SHARP IS471F es un sensor basado en el dispositivo inmune a interferencias de luz normal. Este sensor incorpora un modulador/demodulador integrado en su carcasa y a través de su patilla 4 controla un diodo LED de infrarrojos externo, modulando la señal que este emitirá, para ser captada por el IS471F que contiene el receptor. Cuando un objeto se sitúa enfrente del conjunto emisor/receptor parte de la luz emitida es reflejada y desmodulada para activar la salida en la patilla 2 que pasará a nivel bajo si la señal captada es suficientemente fuerte.
2. Descripción: El CNY70 es un pequeño dispositivo con forma de cubo y cuatro patitas que aloja en su interior un diodo emisor de infrarrojos que trabaja a una longitud de onda de 950 nm. y un fototransistor (recetor) estando ambos dispuestos en paralelo y apuntando ambos en la misma dirección, la distancia entre emisor y receptor es de 2.8 mm. y están separados del frontal del encapsulado por 1 mm.
3. Descripción: La LDR (Light Dependent Resistor) o resistencia dependiente de la luz, como su propio nombre indica es una resistencia que modifica su valor en función de la luz que choca con su superficie. Contra mas sea la intensidad de luz que incida en la superficie de la LDR menor será su resistencia y contra menos luz incida mayor será la resistencia.
La forma externa puede variar de la mostrada en esta foto ya que este modelo en concreto no es muy común pero la función es la misma.
4. Descripción: El SHT11 es un sensor integrado de humedad calibrado en fábrica con salida digital mediante un bus serie síncrono y protocolo especifico. El dispositivo también dispone de un sensor de Temperatura integrado para compensar la medida de humedad dependiendo de la temperatura, en casos extremos. Cuenta también en su interior con un calefactor para evitar condensación en el interior de la cápsula de medida para condiciones de niebla o similar donde existe condensación.
Conclusión
Al finalizar este trabajo, hemos adquirido y enriquecido nuestros conocimientos sobre nuevas nociones referentes a Motores paso a paso, Sensores y Conversion analóga a digital.
Dicho trabajo, ha podido ampliar más nuestros conocimientos, sobre estos temas, de tal forma que tenemos ideas más claras y consisas sobre los mismos.
Podemos decir que hemos comprendido y nos hemos involucrado con los temas expuestos en este trabajo.
Bibliografia
Libros
- Microprocesadores y Microcontroladores aplicados a la industria.
Internet
- Wikipedia
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