Cómo calibrar el controlador de motores paso a paso (Previsualizar)

Pololu A4988 establecer límite de corriente

Todo motor paso a paso tiene una corriente máxima que pueden soportar sus bobinas. Por encima de esta corriente, las bobinas comenzarán a generar un calor excesivo y eventualmente se dañará el motor. Muy por abajo, el torque del motor se reduce, corriendo el riesgo de perder pasos en movimientos rápidos o con cargas pesadas.

El motor NEMA 17 que estoy utilizando tiene una corriente máxima de 2,5A y una resistencia de 1,25Ω. Utilizando la Ley de Ohm (V = R * I), obtenemos que la alimentación de las bobinas del motor debe ser de 3,12V, no obstante, nuestra fuente es de 12V. Por suerte, nuestro controlador de motores tiene un sistema de limitación de corriente. ¿Cómo lo hacemos?

Necesitamos el motor paso a paso que vamos a utilizar (como este NEMA 17), el controlador de motores (como este Pololu A4988), la placa con microcontrolador (como mi Genuino UNO), la fuente de alimentación de los motores y un multímetro. Además por comodidad voy a conectarlo todo en una breadboard con cables macho-hembra.

¡Recuerda! Este proceso depende de los componentes a utilizar, si cambias el modelo del motor o el voltaje de alimentación VDD, debes volver a realizar la calibración del driver.

Antes de realizar las conexiones localiza el punto de test REF en el controlador de motores. El punto REF está identificado en la parte inferior del controlador con un cículo blanco, aunque una vez localizado podemos acceder al mismo punto por la parte superior de forma mucho más cómoda.

Pololu A4988 punto REF

¡Precaución! Conectar o desconectar un motor paso a paso del driver con la alimentación VMOT conectada daña irreversiblemente el chip. No manipules las conexiones con la alimentación conectada.

alimentacion del motor paso a paso con el driver A4988 y Arduino

  1. Conecta el motor al controlador en los pines 1A, 1B, 2A y 2B.
  2. Conecta la alimentación del microcontrolador que vayas a utilizar a VDD y GND, en mi caso utilizando el pin de 5V de mi Arduino/Genuino UNO. ¡Si cambias la tensión en VDD hay que volver a regular el driver!
  3. Conecta la alimentación del motor en VMOT y GND. Yo estoy utilizando una fuente de 12V.

Mi controlador de motores Pololu A4988 tiene una resistencia de medición (Rs) de 0,050Ω. Esta resistencia dependerá del fabricante del controlador, no importa si también se basa en en chip Allegro A4988, tu controlador puede tener una resistencia de medición diferente, el fabricante o vendedor te proporcionará esta información.

La ecuación que define la corriente que está pasando por la bobina del motor es:

I = Vref / (Rs * 8)

¿Por qué 8? Esta es la relación proporcionada por el fabricante en la hoja de datos del chip Allegro A4988.

Voy a limitar la corriente a 1,5A. El controlador tiene una limitación máxima de 2A con disipadores y ventilador según la especificación del fabricante (aunque la capacidad de éstos depende de cómo de buena sea su refrigeración), y mi motor de 2,5A, pero es buena práctica no llevar al límite a ninguno de los dos con el fin de alargar su vida útil. Podemos elegir un límite de corriente conservador y, si no es suficiente, subirlo gradualmente. Despejando:

Vref = I * (Rs * 8) = 1,5 * (0,05 * 8) = 0,6V

Además, en la hoja de datos también observamos que en modo paso completo la corriente máxima transmitida a las bobinas del motor es el 70% de la máxima. Si vamos a utilizar el controlador en modo paso completo, podemos aplicar este ajuste dividiendo por 0,7 el resultado final:

Vref = 0,6V / 0,7 = 0,86V

¡Ya tenemos calibrado nuestro controlador de motores paso a paso!

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