El motor paso a paso gigante te acelera sobre la teoría

Pocos piratas informáticos tienen problemas para comprender los motores eléctricos básicos. Todos retiramos algo que tiene un motor de CC magnético constante y conectamos sus dos cables a una batería para encenderlo. Invertir la polaridad, invertir la columna vertebral; quitar la energía, detener el giro. Los motores paso a paso (y sus primos cercanos, los motores de CC sin escobillas) son un poco más difíciles, especialmente para los principiantes. Pero con un motor paso a paso gigante impreso en 3D, [Proto G] un poco más fácil de eludir los motores conmutados electrónicamente.

Si bien anteriormente hemos visto motores paso a paso impresos en 3D, el tamaño y el diseño simple de este realmente ayudan a comprender la teoría. Con un marco impreso en 3D, bobinas enrolladas en clavos e imanes de tierras raras pegados a un rotor, este es un edificio accesible que configura los interiores de un motor paso a paso para que todos lo vean y comprendan. Puede observar fácilmente cómo se alinea el rotor a medida que los diversos devanados vibran en un patrón circular, aunque puede ser más obvio incluir LED de dos colores para indicar qué devanados están animados y cuál es la polaridad. Estos serían especialmente útiles para demostrar el concepto de medio caminar. También nos gustaría ver más detalles sobre el controlador electrónico, aunque ciertamente todas las acciones visibles están en el propio motor.

[Proto G]El proyecto no lo obligará pronto a eliminar los motores paso a paso utilizables de su impresora 3D en el corto plazo. De hecho, con motores NEMA-17 por $ 14 USD en Adafruit, y muchos motores de repuesto de todas las formas y tamaños disponibles a bajo precio, no costará hacer funcionar sus propios motores por un tiempo. Entonces, nuevamente, si alguna vez queremos liberar todo el potencial de la fabricación aditiva y comenzar la revolución industrial descentralizada, comprender cómo funcionan los dispositivos electromecánicos complejos como los steppers será clave para desarrollar procesos para fabricarlos bajo demanda.

  • Kevin dice:

    Entonces, ¿por qué se están tomando medidas en cosas como las impresoras con tanto ruido? ¿Simplemente giran más rápido?

    • pppnow dice:

      hay otras partes mecánicas en una impresora … cinturones y tal

    • TechCat dice:

      Ellos hacen “muescas” en cada posición y se mueven paso a paso. (que suele ser una parte muy pequeña de una rotación total)

      Si enciende un motor paso a paso manualmente, dejará de girar casi de inmediato. No giran con mucha libertad como otros motores eléctricos. Estos “pasos” se traducen en vibraciones en el chasis de todo lo que está montado. Cosas como el micro-ritmo ayudan a suavizar las cosas, pero no obstante son pequeños y ruidosos errores. (Micropaching utiliza conexiones PWM entre dos fases para obtener subpasos entre los pasos principales del motor).

      • jeffbennett93 dice:

        +1

        Buena explicación.

    • jwweather4 dice:

      El motor generalmente no es tan ruidoso por sí solo, pero cuando está atornillado a una estructura más grande, hace vibrar todo, haciendo un gran estruendo, especialmente a ciertas velocidades / frecuencias.

  • prestamos dice:

    Necesita LED en cada bobina para indicar qué energías.

    • Hombre negro dice:

      Absolutamente … Aunque podría ser un poco extraño con un micropass si se usa.

      • KiDD dice:

        ¿Sería más confuso dependiendo del PWM? Definitivamente necesito LED

    • Proto G dice:

      Definitivamente agregaré LED a la versión 2. ¡Para la próxima versión, haré un motor paso a paso de flujo axial con un giro!

      • Galane dice:

        ¿Un giro? ¿Eso te convertiría en el M. Night Shyamalan de los motores paso a paso impresos en 3D? 😉

    • protogdesigns dice:

      Definitivamente agregaré LED a la versión 2. ¡Mi próxima versión será un motor paso a paso de flujo axial con un giro!

      • st2000 dice:

        Agregaría los LED en líneas independientes del Arduino. Probablemente sea mejor porque es posible que no desee exponer el LED a los picos de una carga altamente inductiva. Y resolvería cualquier problema brillante asociado con PWM (si lo hace, no estoy seguro de estarlo). Suena como una trampa, pero si escribe su programa con cuidado (es decir, siempre configura el LED en el mismo código donde activa los imanes), debería estar bien.

  • Douggie dice:

    Gire la manija hacia la izquierda para acelerarlo …

    Por qué, sí, se susurran mis bromistas, ¿por qué preguntas?

    • OiD dice:

      +1
      Es posible con un poco de masa en el rotor …

    • protogdesigns dice:

      Jaja, lo siento. Trate de pensar que aumenta el retardo a medida que se gira en el sentido de las agujas del reloj: P Me aseguraré de que el motor paso a paso de flujo axial que fabrico tenga su método preferido para controlar la velocidad.

  • siluxmedia dice:

    ¡Fresco! ¡Esa podría ser una forma de producir excelentes motores paso a paso con formas personalizadas en casa!

    • protogdesigns dice:

      Gracias. ¡Espera a ver mi segunda versión! El motor paso a paso de flujo axial en el que estoy trabajando será mucho más fuerte y puede valer la pena usarlo para algo más que para la educación.

      • Dax dice:

        Intente crear uno sin imanes de neodimio que trabajen solo en el camino del principio menos intrusivo con un núcleo de hierro.

        • Dax dice:

          Básicamente: trate de imaginar dos engranajes de hierro: un engranaje normal rodeado por una corona con dientes girados hacia adentro. Los dos engranajes tienen un pequeño espacio entre ellos para que puedan girar libremente.

          Ahora suponga que los engranajes tienen el mismo número de dientes. Cuando coloca un imán en el borde exterior de la corona, el campo magnético pasa a través de los dientes de la corona y atrae los dientes del engranaje interno, lo que hace que se alineen entre sí y mantengan el engranaje interno quieto, no importa dónde lo coloques, el imán.

          Ahora suponga que los dos engranajes tienen un diente diferente. El engranaje exterior tiene 33 dientes, el interior tiene 32 dientes. Cuando coloca el imán en el engranaje exterior, los dientes se alinean lo mejor posible entre sí en ese lugar, pero en otras partes del engranaje no se alinean. En este caso, cuando mueve el imán alrededor del anillo exterior, el anillo interior gira mientras los dientes intentan alinearse donde coloque el imán.

          Y así, puede agregar algunas bobinas alrededor de la circunferencia de la corona exterior, y cuando las anima sucesivamente, la onda de fase entre los dos engranajes se desplaza y el engranaje interno gira, extremadamente lenta y precisamente. Cuando el faisán agitó una vuelta alrededor del anillo exterior, el anillo interior giró 1:32 de revolución.

          • C. Smith dice:

            Esta es una parte clave para comprender cómo funcionan los motores paso a paso y no es nada obvia para el principiante. Debe explicarse con un tutorial completo. Cuando descubrí los motores paso a paso, imaginé un rotor como la aguja de una brújula apuntando a cualquier bobina. Encienda cada devanado a su vez y la aguja seguiría y haría una rotación. Además de ser ineficiente, se necesitarían 200 carretes para dar un paso común de 1,8 grados.

            Puedes ver en el video que tiene 8 carretes pero solo 6 imanes. Si miras a tu alrededor, puedes ver la “onda de fase” deambulando.

            De alguna manera, puede imaginarme el mismo efecto mecánicamente si tuviera un engranaje dentro de la corona con un diente menos, y en realidad une los dientes y hace rodar el engranaje central alrededor de la corona. Con un diente menos cuando se gira, el engranaje central gira solo el ángulo de un diente. Es algo similar al antiguo juguete de dibujo Spirograph.
            .

  • esot.eric.wazhung dice:

    ¡Lo estoy cavando! Gran “demostración”

  • Kain Benjamin (@Krazeecain) dice:

    ¡No necesitas una impresora 3D para eso! ¡Podrías haber cortado esa forma de guacamole seco!

    / ese tipo

    • echodelta dice:

      O una tabla real. Una losa de madera o incluso un tablero de partículas.

      • Izquierda dice:

        O simplemente podría hacerlo con su propia caca seca. ¡En serio ahora!

  • Secuestrar dice:

    Tengo un problema con la forma en que se enrollaron los electroimanes. Cuando el cable llega al final del clavo y lo enrolla hacia el taladro, ¿no crearía eso un campo magnético inverso, casi cancelando la ronda anterior?

    • VeyoExxon dice:

      No. La dirección del campo magnético está determinada por la dirección de enrollado del cable (es decir, la dirección de la corriente). Siempre que las dos capas estén enrolladas en la misma dirección de rotación, los campos se suman.

  • Nuevo dice:

    Otra sugerencia para la próxima versión es colocar un indicador bien definido en el rotor, los obturadores de la cámara son mucho más difíciles de ver los pasos y el alias hace que las cosas sean aún más confusas cuando va rápido. pinta la mitad de blanco o algo así, hace que los ojos se vean más fáciles.

Ricardo Prieto
Ricardo Prieto

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