Todo lo que necesitas saber sobre el uso de motores en los proyectos de Arduino

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Motores guía

 

¿Planeas usar un motor en su próximo proyecto de Arduino, pero no estás seguro de qué tipo de motor elegir? Si es así, entonces estás en el lugar correcto. Tenemos todo arreglado para tí. Todo lo que necesitas es seguir leyendo hasta el final para aprender el arte de elegir el tipo de motor adecuado para cualquier proyecto de Arduino que estés planeando hacer.

¿Qué es un motor?

Antes de pasar a los diferentes usos de los motores, vamos a profundizar en los fundamentos de los motores. Un motor es un dispositivo que convierte la energía eléctrica en energía mecánica. En palabras simples, es una máquina eléctrica que necesita energía eléctrica para realizar una tarea que implica movimiento, es decir, una tarea mecánica. Lo hace siguiendo algunas leyes fundamentales de la electricidad y el magnetismo.

Hay un número de diferentes tipos de motores, pero los principales tipos de motores comúnmente utilizados en los proyectos de Arduino son:

·         - Motores de corriente continua

·         - Servomotores

·         - Motores paso a paso

¿Cuáles son las aplicaciones de un motor?

Si miras alrededor de tu casa, encontrarás motores presentes en casi todas las habitaciones. Son una parte fundamental de los electrodomésticos de cocina, ventiladores de techo, ordenadores personales, coches con mando a distancia e incluso máquinas de afeitar eléctricas. Un motor es más bien un dispositivo mágico que le permite mover pequeñas partes o incluso grandes cosas utilizando la energía eléctrica. Veamos con más detalle cómo funcionan las cosas dentro de un motor.

Cuando se suministra energía eléctrica al motor, la corriente pasa a través de un cable presente en su interior que crea un campo magnético temporal alrededor del cable. Este cable está presente entre un conjunto de imanes permanentes que tienen su propio campo magnético. Cuando el campo magnético temporal del alambre interactúa con el de los imanes permanentes, el alambre se mueve y por lo tanto, la energía eléctrica se convierte en energía mecánica.

En realidad, el alambre dentro del motor es más bien una bobina en forma de U que gira entre los polos de un imán cuando se le suministra una corriente eléctrica porque la corriente viaja en direcciones opuestas a ambos lados de la bobina, haciendo que un lado de la bobina se mueva hacia arriba y el otro hacia abajo. Esto permite que la bobina gire continuamente.

¿Qué factores debe tener en cuenta al comprar un motor?

Elegir un motor para su proyecto de Arduino puede ser una tarea difícil. Debe asegurarse de que opta por el tipo de motor adecuado según su aplicación. Hay algunas especificaciones clave que deben tenerse en cuenta al elegir un motor. Veamos estas especificaciones en detalle individualmente.

Drivers

Se necesitan controladores para "conducir" un motor usando un microcontrolador como Arduino. Dado que Arduino proporciona un voltaje de salida de 5V o 3,3V y los motores requieren un voltaje de funcionamiento que va de 5V a 12V, un controlador de motor ayuda a superar esta brecha en los voltajes.

Diferentes tipos de motores requieren diferentes tipos de controladores, ya que su técnica de funcionamiento es diferente. Por lo tanto, cuando se elige un motor, hay que averiguar qué driver funcionará mejor con él. Los drivers no son más que un IC que puedes comprar en cualquier tienda de electrónica. Uno de los controladores más comunes es el L293D, que se utiliza ampliamente en varios proyectos de robótica.

Velocidad

No todos los motores tienen la misma velocidad de rotación. Por lo tanto, necesitas asegurarte de qué velocidad de motor necesitas para tu proyecto. La velocidad del motor depende de la frecuencia de la fuente de alimentación así como de la arquitectura interna del motor.

Torque

El torque es esencialmente el efecto de giro de una fuerza y en un motor eléctrico, el torque representa la cantidad de fuerza que puede generar al girar la bobina en su interior. Si se requiere que el motor genere una gran cantidad de fuerza, entonces se debe optar por un motor que ofrezca un alto torque.

Motores de CC

Motor CC

Un motor de corriente continua es esencialmente el tipo más simple de motor, ya que sólo tiene dos terminales: tierra y potencia. Estos terminales se conectan a las bobinas presentes entre dos polos de un imán que luego giran continuamente hasta que se corta la corriente.

El controlador IC más comúnmente usado con los motores de CC es el L293D. Puede accionar motores con voltajes de funcionamiento de 5V - 35V. Del mismo modo, también puede hacer su propio puente H y usarlo con motores de corriente continua.

Los motores de CC tienen generalmente altas velocidades, es decir, tienen un mayor número de revoluciones por minuto (RPM). La velocidad puede ser controlada en los proyectos de Arduino usando la técnica PWM. Los ventiladores de techo son un ejemplo donde los motores de CC se utilizan comúnmente. En cuanto al torque, los motores de corriente continua tienen un alto torquede arranque que se reduce al aumentar la velocidad.

Servomotores

Servomotor

Los servomotores están hechos de cuatro partes principales: motor de corriente continua, potenciómetro, circuitos de control y una caja de cambios. Todos estos componentes trabajan juntos para ofrecer un control preciso sobre la posición de este motor. Funciona en un sistema de circuito cerrado que proporciona retroalimentación al microcontrolador y le permite posicionar el motor en un lugar. Como los servomotores tienen su propio controlador, no necesitan necesariamente un controlador externo.

Los servomotores se utilizan para aplicaciones que requieren alta precisión, como un brazo robótico. El motor de corriente continua dentro del servomotor tiene una alta velocidad y un bajo torque, pero la caja de engranajes disminuye su velocidad mientras que aumenta el torque. La velocidad puede entonces ser controlada usando PWM. A diferencia de los motores de corriente continua, los servomotores pueden funcionar a alta velocidad y alto torque al mismo tiempo.

Motores paso a paso

Motores paso a paso

Como el nombre sugiere, los motores a pasos se mueven en "pasos". Se utilizan en aplicaciones en las que se requiere un enfoque preciso y lento. En los motores paso a paso, el rotor está rodeado de bobinas electromagnéticas que se activan por pasos mientras el rotor gira. Se utilizan en impresoras 3D donde se requiere un control preciso de la posición por pasos. Como el motor paso a paso funciona por pasos, tiene una baja velocidad pero ofrece un alto torque. Hay fundamentalmente dos tipos de motores paso a paso:

1.      Unipolar

En un motor de paso unipolar, las bobinas se agrupan en diferentes fases que se energizan una por una. Esto significa que sólo la mitad de las bobinas se energizarían a la vez, por lo que el torque sería menor.

2.      Bipolar

En un motor paso a paso bipolar, las bobinas se agrupan de nuevo en diferentes fases, pero esta vez, una fase obtiene el voltaje con polaridad normal mientras que la otra fase lo obtiene con polaridad negativa. Básicamente, las corrientes se invierten. Esto se logra a través de un puente H. Por lo tanto, los motores paso a paso bipolares tienen un torque mayor que los unipolares.

¿Qué motor debería usar para su proyecto?

Dado que ahora ya sabe cuáles son los tipos básicos de motores y qué parámetros clave los diferencian, definitivamente puede elegir el tipo de motor adecuado para su proyecto en función de su aplicación. Aquí están algunas de las aplicaciones más comunes de Arduino que utilizan los tres tipos principales de motores.

Tipo del Motor

Proyectos Arduino

Motor de CC

        El robot que sigue la línea

       Quadcopter

       Ventilador

Servomotor

       Brazo del robot

       El solucionador de cubos Rubik

       Dispensador de desinfectante de manos

Motor Paso a Paso

       Impresora 3D

       Alimentador automático de mascota

       Mini ascensor

Mañana presentarémos una guía detallada a selección de controladores dependiente del tipo de motory y en próximos días guías mas detalladas a cada tipo de motores!

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