Los Mejores motores paso a paso para Arduino

Motores paso a paso para tu proyecto Arduino

Los motores paso a paso se están convirtiendo en obligatorios para controlar el movimiento en el mundo físico. Casi cualquier proyecto de robótica requiere uno, junto con un microcontrolador. Sus principales ventajas incluyen la facilidad de uso, sus precios asequibles y la sencillez de las operaciones.

Estas cualidades hacen que los motores paso a paso sean ideales para iniciarse en proyectos de robótica. Sin embargo, su versatilidad permite su aplicación para usuarios más avanzados. Pero, ¿cuál deberías elegir? ¿Son todos iguales? Para saber más, sigue leyendo.

¿Cómo funciona un motor paso a paso?

Los motores paso a paso son motores de corriente continua, conocidos principalmente como motores de corriente continua, que se mueven en pasos discretos. Esto significa que rotan un paso a la vez. La rotación es el resultado de la corriente magnética inducida por una corriente eléctrica que se genera dentro del motor.

Los motores paso a paso tienen múltiples bobinas organizadas en fases. Los pasos para el movimiento son controlados por ordenador. Pueden lograr un posicionamiento preciso, control de velocidad y par a baja velocidad con alta precisión a través de los pasos.

Los motores tienen 48 dientes externos e internos. Para magnetizar los dientes internos, los motores contienen 8 bobinas separadas. Cuatro pasos serán creados por el campo magnético que resulta de la corriente eléctrica. Multiplicando el número de dientes (48) por los pasos (4), los motores obtienen 192 pasos por rotación, lo que equivale a una rotación de 1,8° por paso. Este tipo de motor paso a paso es el más común, conocido por los pasos completos (200 pasos/rotación).

Debido a su diseño único, los motores paso a paso se pueden utilizar con un alto grado de precisión sin necesidad de ningún mecanismo de retroalimentación. En principio, los motores podrían moverse mecánicamente, pero para tareas reales, se debe incluir un conductor en el sistema. Por lo tanto, el sistema consiste en un microcontrolador que conduce la orden, lo que dará lugar a una corriente eléctrica en el conductor. Esto controla tanto el paso como la dirección del motor, que generará una corriente magnética impulsada por la descarga eléctrica. Los pasos discretos darán como resultado una posición suave y controlada, ideal para tareas de alta precisión, como la impresión en 3D.

¿Qué motores de pasos hay?

Existen dos tipos de motores paso a paso: unipolares y bipolares. Para cada motor se requieren diferentes circuitos.

• Unipolar paso a paso: Este motor funciona con un bobinado con una derivación central por fase. Cada sección del devanado se conecta según la dirección deseada del campo magnético. El polo magnético puede invertirse sin cambiar la dirección de la corriente. Debes tener en cuenta que estos motores están menos disponibles en el mercado en comparación con los bipolares, ya que su eficiencia es sólo de hasta el 50%. Esto es el resultado de que los steppers unipolares tienen el doble de alambre de lo que pueden usar a la vez.
• Pasos bipolares: En estos motores, sólo hay un devanado por fase. Se requiere un circuito más complejo para invertir el polo magnético, dado que la corriente en el devanado necesita ser invertida. Esto significa que normalmente necesita una disposición de puente H. Sin embargo, los motores bipolares son más potentes que los unipolares. Se recomiendan para tareas más sofisticadas, y también son más caros que los primeros.

¿Cuál deberías usar?

He aquí una breve comparación para ayudarte a elegir el motor correcto para tu proyecto. Al seguir un proyecto guiado, seguramente obtendrás información detallada sobre los componentes necesarios.

• A favor del Bipolar: Los motores unipolares sólo utilizan la mitad del devanado en un momento dado, mientras que los bipolares utilizan todo el devanado. El último utiliza un flujo de corriente bidireccional. Como consecuencia, el par será mayor en los motores bipolares que en los unipolares. Además, el alambre de bobina más delgado en los motores unipolares implica que se necesita más alambre. este último factor aumenta la resistencia del motor. Su implicación es un mayor consumo de energía.
• A favor del Unipolar: A favor de los motores unipolares, estos motores son más sencillos de usar y por lo tanto requieren un circuito más fácil. Además, son más baratos y utilizarán menos de la capacidad de su tabla de conducción.

Por lo tanto, de acuerdo con tu nivel de competencia actual y tu presupuesto, deberías decidirte por uno u otro. Además, los foros y comunidades en línea pueden ofrecer un gran apoyo para superar las dudas de los principiantes.

Hardware

Según Arduino.cc, el hardware requerido para un motor paso a paso de Arduino incluye:

• Placa Arduino o Genuino
• Potenciómetro de 10k ohmios
• Motor paso a paso
• U2004 Darlington Array (para unipolar stepper)
• SN75444410ne H-Bridge (para la plataforma bipolar)
• Suministro de energía
• Cables de conexión
• Tablero de anuncios

Software

Para ejecutar tu motor paso a paso necesitarás codificar tu Arduino a través del entorno IDE de Arduino de código abierto. Funciona en Windows, Mac OS X y Linux. El entorno está escrito en Java. Esto es necesario para controlar los pasos por revolución, velocidad y direccionalidad (hacia atrás y hacia adelante) y el tipo de paso, como pasos simples, dobles o micro. Los micropasos se refieren a un movimiento en una fracción de un paso, lo que resulta en un movimiento más suave entre pasos.

Afortunadamente, tanto los kits disponibles para la compra como los destinados a ser personalizados y de bricolaje, tienen amplios códigos en línea. Sin embargo, tendrás que cambiar los parámetros según las necesidades específicas de tu motor. Para los usuarios más avanzados, la optimización del código también es una posibilidad. Sin embargo, se requiere cierta experiencia en programación, o paciencia para aprender a programar. Como un lugar común para comenzar, investiga a la configuración sugerida por miembros de las comunidades y personalizala de acuerdo a tus necesidades.

Arduino Motor Shield Rev3

El Arduino Motor Shield Rev3 está basado en el L298, un driver dual de puente completo. Está diseñado para accionar cargas inductivas como relés, solenoides, CC y motores paso a paso. El Arduino Motor Shield Rev3 incluye algunas grandes características, como accionar dos motores DC, mientras controla la velocidad y dirección de cada motor de forma independiente.

El Arduino Motor Shield Rev3 es una gran elección tanto para principiantes como para usuarios avanzados, dada su gran comunidad y foros especializados, que es definitivamente un buen lugar para buscar comentarios y soporte técnico de todas formas. Además, el escudo es compatible con TinkerKit, lo que significa que puede conectar fácilmente módulos en la placa para crear proyectos de diferente complejidad.

Adafruit Motor/Stepper/Servo Shield para Arduino v2 Kit-v2.3

Esta es una versión actualizada del kit original de Adafruit Motorshield. Este kit incluye lo esencial para su próximo proyecto de robótica, incluyendo el motor de Adafruit, el stepper y el servo shield para Arduino. El motor paso a paso ha mantenido la capacidad de accionar hasta 4 motores de corriente continua o 2 motores paso a paso. Dadas sus caídas de tensión más bajas, usted obtiene más par de torsión de sus baterías.

Se ha incluido un chip controlador PWM (modulación por ancho de pulso) totalmente dedicado. Esto asegura la compatibilidad con todos los Arduino, incluyendo Uno, Due, Leonardo y Mega R3. El kit Adafruit se encargará de que su proyecto se inicie con el pie derecho y con todo lo necesario.

HiLetgo L293D Driver Shield compatible con Duemilanove Mega UNO R3 AVR ATMEL

HiLetgo L293D ha sido probado como compatible con Arduino Mega, Diecimila y Duemilanove. El Shield de este motor puede accionar hasta 2 motores paso a paso hacia adelante y hacia atrás. Tiene control de paso simple y doble y es posible el control de ángulo de paso escalonado o micropaso y rotaciones.

Sus características incluyen un puente en H de 4 vías en el que el chip L293D, que proporciona una corriente de 0,6A (pico de 1,2A) por puente con una protección térmica de apagado de 4,5V a 36V. Además, HiLego incluye un botón de restablecimiento y dos grandes terminales de alimentación externa para asegurar la separación de potencia de la lógica y del motor.

Qunqi L298N Motor Drive Controller Board Module Dual H Bridge DC Stepper para Arduino

El Qunqi L298N es un puente en H de doble canal que trabaja con alta eficiencia. Con L298N como chip principal, puede accionar un motor paso a paso de 2 fases, un motor paso a paso de 4 fases o dos motores de corriente continua. Con una alta potencia de trabajo de hasta 46V, una gran corriente puede alcanzar 3A MAX y continuar una corriente de hasta 2A, con una potencia de hasta 25W.

Ten en cuenta que para evitar daños en el chip estabilizador de tensión, se debe utilizar una fuente de alimentación lógica externa de 5V cuando se aplica una tensión de conducción superior a 12V. El aumento de la fiabilidad se consigue utilizando condensadores de filtro de gran capacidad y diodos con función de protección en vacío.

Un excelente servicio de atención al cliente, docenas de comentarios positivos y una buena relación calidad-precio hacen que este controlador sea una opción segura para tus proyectos.

Seeed Motor Shield V2.0

El Seeed Motor Shield V2.0 es un módulo controlador para motores, que te permite controlar la velocidad de trabajo y la dirección del motor con tu Arduino. Dada su unidad de doble puente completo L298, esta pantalla es capaz de accionar dos motores de corriente continua o un motor paso a paso. Puede ser alimentado por Arduino o por una fuente de alimentación externa de 5V a 15V.

Algunas de sus características incluyen ser compatible con Arduino y Seeeduino, la indicación de habilitación de LED y el indicador de dirección de rotación de LED, así como el apagado por sobrecorriente y la protección de sobrecorriente. El Seeed Motor Shield V2.0 puede ser utilizado para el desarrollo de microrobots y vehículos inteligentes, entre otros.

Motores

La estimación del par de retención del proyecto te dará una idea del motor que necesitarás, ya que el factor decisivo a la hora de buscar un motor debe ser los requisitos específicos del proyecto. Por lo tanto, nuestra lista está organizada en función del par de retención de cada motor. El par de retención se refiere al par que el motor producirá cuando el motor está en reposo y la corriente nominal se aplica al devanado.

Más variaciones de estos modelos están disponibles en línea, pero nos quedamos con los de bajo presupuesto. Ten en cuenta que los motores unipolares son menos comunes que los bipolares. Una vez seleccionado el motor adecuado para tu proyecto, debes buscar un controlador adecuado. Para una visión más detallada de los motores paso a paso y sus controladores, consulta esta entrada del foro de Arduino.

Adafruit Small Reduction Stepper Motor

¿Qué es? Un gran motor de primer paso, bueno para experimentar con motores de paso en proyectos pequeños con un presupuesto ajustado. Este motor tiene 32 pasos por revolución (11,25°), con un conjunto de reducción de 1/16. Esto da 513 pasos por revolución. Funciona bien con el Motor Shield de Arduino.
Sin embargo, ten en cuenta que el stepper puede ser girado a mano pero no tan suavemente como un stepper sin engranaje. Se debe utilizar el paso simple o doble en lugar del micropaso. Para 5V, es mejor permanecer por debajo de 25 RPM.

• ¿Tipo Stepper? Unipolar
• Par de retención 1.5 N⋅cm
• ¿Cuánto cuesta? 4.95$
• ¿Dónde puedo conseguirlo? Adafruit

Nema-17 Unipolar Stepper Motor

Se trata de un motor unipolar Nema 17 de alta precisión. Con un ángulo de paso de 0,9°, es decir, 400 pasos por revolución, este motor paso a paso puede ser útil si ha elegido unipolar. Ten en cuenta que los motores unipolares no se encuentran tan fácilmente como los bipolares. Este motor, sin embargo, ofrece 0.31 A a 12 V, permitiendo un par de retención de 16 N⋅cm (22.7 oz. in).

• ¿Tipo Stepper? Unipolar
• Par de retención 16 N⋅cm

Nema 17 Bipolar Stepper Motor

Este stepper promete satisfacer todas tus necesidades de robótica. El motor paso a paso Nema-17 bipolar tiene 1,8° por paso gracias a sus 4 cables. Como resultado, se obtiene un movimiento suave junto con un buen par de retención. El motor ha sido reportado para conducir suavemente a 50 RPM.

• ¿Tipo Stepper? Bipolar
• Par de retención 20 N⋅cm
• ¿Cuánto cuesta? 14.00$

Nema-17 42 Hybrid Stepper Motor

Con 200 pasos por revolución, 1.8 grados por paso, este motor paso a paso híbrido Nema-17 42 es un motor de cuatro pasos de eje redondo de 5 mm y dos fases. Debes tener en cuenta que el motor paso a paso no puede conectarse directamente a la fuente de alimentación de CA o CC. T

• ¿Tipo Stepper? Bipolar
• Par de retención 30 N⋅cm

Bipolar High-Quality Nema 11 Stepper Motor

Se trata de un motor paso a paso Nema 11 de alta calidad. Con un ángulo de paso de 1,8° (paso completo), este motor paso a paso tiene una corriente de 0,67A. Con una longitud de motor de 45mm, una inductancia de 4.9mH, y una inercia de rotor de 12, este motor ofrece una gran relación calidad-precio. Asegúrate de conectar tu motor a una corriente constante antes de probarlo y no lo conectes directamente a una fuente de alimentación.

• ¿Tipo Stepper? Bipolar
• Par de retención 9.319 N⋅cm

Arduino Stepper Kits

Ultimate UNOR3 Starter with Stepper Servo Motor Relay RTC Kits For Arduino

Anunciado como el kit de inicio de rendimiento más completo, este kit promete contener todos los productos esenciales de Arduino, incluyendo una placa Arduino Uno R3, un motor paso a paso y un controlador de motor paso a paso, entre muchos otros elementos esenciales para completar tu proyecto.

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Geekcreit 5Pcs 5V Stepper Motor con ULN2003 Driver Board Cable Dupont para Arduino

Este kit incluye cinco motores paso a paso, cinco tarjetas de conductor y un cable Dupont macho a hembra. Es un kit barato con muchos usuarios satisfechos. Considéralo para proyectos de principiantes.

Proyectos con motor paso a paso de Arduino

Ahora que conocemos los motores paso a paso y sus controladores, echemos un vistazo a sus capacidades. Aquí están algunos proyectos construidos con un motor paso a paso. Están disponibles para realizarlo por cuarquier maker mediante la impresión en 3D de las piezas, o bien los kits pueden adquirirse y ensamblarse completamente en casa. Su nivel de dificultad puede variar, pero en principio, deben ser factibles con alguna experiencia en programación y robótica, o con mucha paciencia.

Hay muchos proyectos online de diferentes niveles de dificultad y presupuesto.

EMoRo Robot Kit (Pro)

Diseñado para fomentar el pensamiento lógico y la curiosidad técnica de una manera divertida y atractiva, el EMoRo Kit es ideal para competiciones robóticas y entornos educativos. Es compatible con Arduino y su objetivo es dar a los niños la oportunidad de aprender los conceptos básicos de programación de microcontroladores y robótica.

Sobre una base técnica, su chasis de aluminio resistente y su diseño sin soldaduras lo convierten en un conjunto adecuado para entornos educativos a la vez que duradero. Desde el punto de vista pedagógico, su compatibilidad con una amplia gama de componentes de kits de construcción comunes, junto con la posibilidad de utilizar LEGO Technic, Eitech y Fischertechnik, hacen que EMoRo sea flexible y personalizable. Además, permite la fácil conexión de componentes como servomotores, sensores, relés y displays sin necesidad de soldadura ni herramientas. Al mismo tiempo, su diseño incluye características de seguridad como reguladores de reducción, paradas térmicas, bloqueos por baja tensión y protección contra sobreintensidades.

Estas características hacen que EMoRo sea amigable para los principiantes y flexible para los usuarios avanzados. Su codificación se realiza a través de Arduino IDE, con librerías de código disponibles para usuarios principiantes y avanzados.

¿Cuanto cuesta? €174.90

¿Dónde puedo conseguirlo? Tienda de Arduino

Arduino Egg-Bot

Un EggBot es un robot artístico compacto y de código abierto destinado a dibujar sobre objetos esféricos o en forma de huevo. Su diseño ajustable está pensado para dibujar en cosas que normalmente se consideran imposibles de imprimir. Es un gran comienzo para la robótica CNC (control numérico por ordenador) o de bricolaje.

Para su montaje se necesitan dos motores paso a paso con 200 pasos por revolución, dos motores paso a paso, un Arduino, una fuente de alimentación para los steppers, un microservidor, y algunas otras cosas.

EggBot se vende desde 221€ en esta tienda o puedes hacerlo tu mismo siguiendo los pasos en este Instructable.

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Reloj Holográfico Impreso en 3D

Este Holoclock puede ser impreso en 3D como un proyecto de bricolaje, o puedes pedir el kit de motor paso a paso. Es un reloj simple basado en un único motor paso a paso de Nippon. El motor es un motorreductor 1:10 que funciona a 18V con un eje de 3 mm. Utiliza un único motor, que es accionado por un circuito ATtiny2313 y L293dd con el código escrito en Arduino IDE.

La construcción utiliza un solo motor para mover los timbres de la hora y los minutos. Las instrucciones de programación están disponibles en GitHub.

¿Dónde puedo conseguirlo? Compra el kit de Tindie 60 dólares para comprar. o consigue los archivos para imprimir en 3D desde Thingiverse de forma gratuita.

 

 

 

Última actualización el 2023-05-17 / Enlaces de afiliados / Imágenes de la API para Afiliados