Esta es una re-edición mejorada de la controladora paso a paso Versión 1, que puedes ver aquí. Si tienes dudas sobre algunas de las cosas que se dicen en este artículo, tal vez puedas aclararlas mirando el articulo de la primera versión.

Vamos a darle un pequeño lavado de cara para optimizar la controladora paso a paso de la Versión 1. En primer lugar, he decicido cambiar el microcontrolador y el software. La razón es sencilla, el PIC 16F84A está ya muy obsoleto, es caro en comparación con otros más modernos y además necesita de un oscilador externo - en nuestro caso era un cuarzo y dos condensadores- para funcionar. Así pues, le ha llegado su hora. El elegido para el cambio es el PIC 16F88, que basicamente es igual externamente para mantener la compatibilidad. ya que mantiene el mismo patillaje. Aunque no nos engañemos, es bastante más potente. Además, incluye un oscilador interno seleccionable de hasta 8Mhz, que nos será muy util para eliminar espacio y componentes. También elimina la necesidad de tener una linea de alimentación para el MCLR, pudiendo eliminarse.

Un cambio menor ha sido en la alimentación estabilizada del microcontrolador, añadiendo dos condensadores al LM7805 para evitar un poco los picos de tensión. La razón es que, el PIC 16F88 es mucho más sensible a los cambios bruscos de tensión de alimentación y con la configuración antigua, al recibir las subidas y bajadas de tensión -que suceden en todo el circuito al conectar y desconectar bobinados de los motores-, el microcontrolador se colgaba.

Otra modificación ha sido la inclusión de dos drivers para los MOSFETs. Estoy de acuerdo en que a lo mejor rompe la sencillez del circuito y la facilidad de encontrar los componentes, pero tampoco es así. MICROCHIP vende un modelo muy barato, el TCLXXXX y MAXIM-IC otro, el MAX626. Ambos son muy económicos y fáciles de conseguir. Pero no está todo perdido para los amantes de la sencillez, es perfectamente aceptable cambiar ambos componentes por la configuracion de transistores BC547 de la Versión 1. Aunque habría que tener en cuenta que la configuración de transistores invierte la señal de salida del PIC.

Por lo demás, el circuito se mantiene practicamente igual. Al montarlo me dieron mejor resultado los IRF540 para motores de mas de 1A por fase, pero igualmente funcionaban los IRF610 de la primera edición.

Si quieres ver las mejoras a este circuito de la Versión 2, pulsa aquí.

Controlar un motor paso a paso unipolar no es cosa difícil, consiste en una secuencia bien controlada de tensiones a las entradas del motor. Este tipo de motores tienen muchas utilidades, aunque la placa que aquí se presenta tiene como objetivo controlar un motor paso a paso para una fresadora CNC de un tamaño no excesivamente grande. Para ser un poco más específicos, motores de hasta ≈1A por fase.

Controladores para este tipo de motores hay muchos. Casi todos usan un microcontrolador para la secuencia de pulsos. Normalmente el mayor reto es limitar la corriente que pasa por los bobinados del motor, con objeto de no quemarlo. El método es muy variado. Algunos circuitos limitan la corriente con una resistencia de potencia, lo cual deja poco margen para ajustes, otros hacen uso de la técnica PWM (modulación de ancho de pulso o chopeo que también lo he visto escrito), que consiste en regular la intensidad media modificando la simetría de los pulsos (duty) de conexión / desconexión. Este método es el ideal para motores grandes y con necesidad de exprimir al máximo el torque.

Aunque no tengo nada contra estos tipos de controlador, cada uno tiene sus ventajas y desventajas, y podemos diseñarlo de otra forma. Podemos ver el esquema y PCB de una controladora que utiliza sólo transistores además del microcontrolador y un pequeño potenciómetro para manejar la corriente máxima que pasa por los motores.

El funcionamiento es sencillo, los costes de fabricación y ajuste bajos,  y los componentes, fácilmente intercambiables y localizables.

El método que se usa para regular la corriente que pasa por los motores se basa en variar la tensión de puerta de los transistores de potencia. (MOSFETs en este caso) Aquí sólo hay entradas  discretas, o la tensión está a cero o está a un valor V_x. Del funcionamiento básico de un transistor se deduce que a más tensión en la puerta (o base si es un transistor BJT), más corriente dejará pasar por el motor.Esto es precisamente lo que hace el conjunto de transistores de pequeña señal y el potenciómetro, varían la tensión máxima con la que se excitarán las puertas de los transistores de potencia.

Esta técnica es muy útil para la fabricación de piezas con formas difíciles, incluso podríamos decir que automatiza el proceso, aunque en realidad siga siendo bastante artesano.

Básicamente consiste en sumergir una pieza en bruto del metal, con una capa de pintura tapando las partes de la pieza  que queremos que no sean eliminadas, en una disolución de agua y cloruro sódico (sal común).

Para acabar el montaje hace falta una pieza más de metal, que hará de ánodo y nuestra pieza, que hará de cátodo, conectadas ambas a una fuente de alimentación.