Motor paso a paso de actuador lineal: 3 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:44

Para convertir el movimiento giratorio del motor paso a paso en un movimiento lineal, el motor paso a paso está conectado a un hilo. En la rosca utilizamos una tuerca de latón que no puede girar. Cada vuelta de la rosca, la tuerca de latón se traslada en la dirección axial de la rosca.

Ver: actuador lineal de tuerca móvil,

Paso 1: lista de piezas

Uno de los objetivos es el uso de material comercial. Mantiene los costos bajos, y si una pieza se rompe, se puede reemplazar fácilmente.

• Anclaje de latón M5
• Hilo de acero inoxidable M5
• Tuercas M5 (opcional)
• Conector de puesta a tierra
• Rodamientos de bolas de diámetro interno Ø5 mm (p. Ej., MF105 ZZ 5x10x4, F695 ZZ 5x13x4)
• Eje del motor paso a paso Ø5 mm con lados planos (por ejemplo, tipos BYJ, 20BYJ46, 24BYJ48, 28BYJ48, 30YJ46, 35BYJ46)
• Controlador de motor paso a paso (por ejemplo, ULN2003, ULN2003 mini)
• Arduino

Paso 2: Partes

Acoplamiento motor paso a paso - rosca

El conector de tierra está diseñado para conectar dos cables. Ambos lados están provistos de 2 tornillos para sujetar el cable. Para conectar el motor paso a paso con la rosca, el diámetro interno del conector de tierra debe perforarse a Ø5 mm (quitar los tornillos pequeños antes de perforar). Los motores paso a paso más pequeños de los modelos BYJ tienen una superficie plana de 6 mm en el eje. La longitud del conector es de 30 mm. Cuando se corta por la mitad tenemos 2 acoplamientos.

Un tornillo del acoplamiento se atornilla a la superficie plana del motor paso a paso y el segundo tornillo se atornilla a la varilla roscada. Esto lo convierte en un acoplamiento rígido que transfiere el par del motor paso a paso a la varilla roscada.

Tenga en cuenta que, debido a que se trata de un acoplamiento rígido, la desalineación de la varilla, los cojinetes o la tuerca provoca problemas en el motor paso a paso.

Varilla roscada

Preferiblemente, la varilla roscada y la tuerca roscada son de diferentes materiales. La elección del material para la varilla roscada es acero inoxidable. Es un material rígido, tiene resistencia a la corrosión, oxidación y manchas. La elección del material para la tuerca es latón. El coeficiente de fricción estático / dinámico de la superficie seca es bajo (estático 0,4, dinámico 0,2)

Tuerca de latón

El ancla de latón tiene una sección interna roscada y una sección que tiene forma cónica. De este tipo de anclajes, los primeros 10 mm son de rosca métrica. Esta es la sección que se utiliza en este proyecto.

La sección de forma cónica interior no se puede utilizar. Se expande cuando se inserta una varilla roscada y esto destruirá la carcasa de la tuerca.

Tuerca de carcasa

Para hacer que la tuerca se traslade en la dirección axial de la varilla roscada, se debe evitar la rotación de la tuerca. Por tanto, la tuerca debe tener una superficie plana. Un ejemplo es la imagen con el bloque de madera cuadrado. La tuerca está pegada en el bloque.

Tenga en cuenta la desalineación.

Aspectos

Para evitar la mayor fricción posible, utilice rodamientos de bolas. Estos rodamientos son baratos. No se necesita demasiada precisión. Hay algunas tolerancias entre la varilla roscada y el cojinete, esto absorbe cierta desalineación. El rodamiento que estoy usando tiene una brida y está firmemente presionado en la madera.

Paso 3: Conexión del motor paso a paso al Arduino

La serie BYJ son motores paso a paso unipolares. En este proyecto, el motor paso a paso es un 20BYJ46. El controlador es un mini-ULN2003.

Cuando compre un motor paso a paso, verifique el voltaje nominal. Use una versión de 5V cuando use la fuente de alimentación Arduino. Verifique la corriente con la fórmula: U = IxR. La versión de 5V del 20BYJ46 tiene una resistencia de 60ohm. La corriente es entonces I = U / R = 5/60 = 0.08A.

El Arduino no puede suministrar suficiente corriente en los pines digitales para alimentar un motor paso a paso directamente. Para proteger el Arduino se utiliza un controlador. Un controlador lee en los pines de entrada el estado de los pines digitales del Arduino y escribe en los pines de salida. Cuando el pin de entrada 1B es "Alto", la energía suministrada al controlador se enruta a los pines VCC (+) y 1C (-).

Vea la imagen y la tabla de cómo conectar el Arduino al controlador paso a paso al motor paso a paso (el motor y el controlador se proporcionan con el enchufe y el enchufe correspondientes). Si todo está cableado correctamente, el Arduino se puede alimentar y el código se puede cargar en el Arduino.

Consulte la tabla de cómo rotar el motor paso a paso el Arduino debe hacer un pin digital "Alto", otros pines deben estar "BAJO" cuando se realiza la rotación del motor paso a paso, el Arduino debe hacer que el siguiente pin sea "ALTO", otros pines deben estar “BAJO” y así sucesivamente. Cuando esto se repite, el motor paso a paso comienza a girar.