Facultad de Ingeniería en Eléctrica y Computación

Laboratorio de Digitales

Tema proyecto:

“Secuenciador para un motor de pasos”

Grupo 3:

RonnyMurillo

Diego Pezo

Paralelo: 6

Ing. Silvia Tejada

Guayaquil, Ecuador

I Término 2013-2014

1

INDICE

1. ESPECIFICACION………………………………………………………………………………………………….2

2. DIAGRAMA DE BLOQUE……………………………………………………………………………………… 3

3. CONTROLADOR DEL CIRCUITO……………………………………………………………………………. 3

4. DIAGRAMA ASM DEL CONTROLADOR…………………………………………………………………. 4

5. DIAGRAMA ESQUEMATICO…………………………………………………………………………………. 4

6. SIMULACION DEL ESQUEMATICO EN PROTEUS…………………………………………………..5

7. CONCLUSIONES………………………………………………………………………………………………….. 6

8. BIBLIOGRAFIA…………………………………………………………………………………………………….. 6

ANEXOS…………………………………………………………………………………………………………………. 7

2

1.ESPECIFICACION

Un motor de pasos (Steping Motor) es un motor de corriente continua, que realiza avances angulares constantes en ambos sentidos de rotación. Los motores de paso son Fundamentalmente diferentes de los demás motores de CD, ya que no tienen escobillas ni conmutador mecánico; en su lugar, la acción de conmutación necesaria para rotación es lograda por señales externas, el rotor no tiene devanado de armadura, sólo imanes Permanentes salientes como se muestra en la figura.

En algunos modelos, la flecha del motor avanza en el giro a 200 pasos por revolución (360° /200 = 1.8° por paso).

Para manejar el motor de pasos, se usa una interface que consta de un sistema secuencial y un driver, o manejador de potencia en la salida, que tenga la capacidad de conducir la corriente necesaria en las bobinas del motor de pasos.

Las señales que recibe esta interface son:

Clk: es una señal activada por un flanco positivo (transición positiva), que le indica a la interfaz que rote al motor un sólo paso, esta entrada debe estar al menos activa por 20 microsegundos.

U/D: con esta entrada se determina el sentido de la rotación; si es uno, se rota en sentido de las manecillas del reloj; si es cero, se rota en sentido contrario de las manecillas del reloj.

Diseñe un secuenciador bidireccional para un motor de cuatro pasos usando el modelo de la máquina de Moore con las siguientes características:

1. Una entrada que controle el sentido de giro U/D.

2. El sistema deberá contar con una entrada que controle el paso Clk.

3. Cuatro salidas, llamadas A, B, C y D, una para cada bobina.

La secuencia de funcionamiento para la rotación a favor de las manecillas del reloj con U/D = 1 se presenta en la siguiente tabla:

Paso A B C D Estado

1 1 0 1 0 E0

2 1 0 0 1 E1

3 0 1 1 0 E2

4 1 0 1 0 E3

1 1 0 1 0 E0

La secuencia de funcionamiento para la rotación en contra de las manecillas del reloj con U/D= 0 se señala en la siguiente tabla:

Paso A B C D Estado

1 1 0 1 0 E0

2 1 0 1 0 E3

3 0 1 1 0 E2

4 1 0 0 1 E1

1 1 0 1 0 E0

3

2. DIAGRAMA DE BLOQUE

El sistema digital consta de un controlador que es el que determina la dirección de rotación del motor así como el avance por paso del mismo motor.

El modelo de la maquina secuencial para este proyecto es el Moore, para la implementación utilizaremos chip TTL, mediante un esquema de memoria para lograr que el circuito sea una maquina secuencial.

3. CONTROLADOR DEL CIRCUITO

DESCRIPCION DE LAS SEÑALES:

Clk: es una señal activada por un flanco positivo (transición positiva), que le indica a la interfaz que rote al motor un sólo paso, esta entrada debe estar al menos activa por 20 microsegundos.

U/D: con esta entrada se determina el sentido de la rotación; si es uno, se rota en sentido de las manecillas del reloj; si es cero, se rota en sentido contrario de las manecillas del reloj.

Resetn: es la señal de reset con lógica negativa del circuito, para inicializar la secuencia del circuito.

A, B, C, D:señales de salida correspondiente a cada bobina del motor, las cuales se activaran dependiendo del estado en que se encuentre.

SECUENCIADOR PARA UN MOTOR

DE PASOS

CONTROLADOR Clk

Resetn

U/D C

D

B

A

4

4. DIAGRAMA ASM DEL CONTROLADOR

E0 E2

E1 E3

1 1

0 0

A C

A D

B C

A C

U/D

U/D

U/D

U/D

E0

E1

E2

E3

0

1

1

0

0

0

1

1

y1

y0

y1

y0

y1

y0

CODIGO DE ESTADO:

Y1:

Y0:

ESTADO SIGUIENTE:

5. DIAGRAMA ESQUEMATICO

clk

Re

setn

U/D

U/D

y0

y1

Ys1

Ys0

D03

Q02

D14

Q15

D26

Q27

D311

Q310

D413

Q412

D514

Q515

CLK9

MR1

U2

74LS174

y0

y1

Ys0

Ys1

Resetn

clk

R11k

R2

10k

R3

10k

SW1

SW-SPST

1X06

1Y7

1X15

1X24

1X33

2X010

2Y9

2X111

2X212

2X313

A14

B2

1E1

2E15

U1

74LS153

1 2

U3:A

74LS04

A1

B2

C3

E16

E24

E35

Y015

Y114

Y213

Y312

Y411

Y510

Y69

Y77

U4

74LS138

y0

y1

1

2

3

U5:A

74LS00

10

9

8

U5:C

74LS00

e0

e1

e2

e3

e0

e1

a0

e3

e0

e2

c0

e3

a0

a

c0

c

3 4

U3:B

74LS04

5 6

U3:C

74LS04

e2

e1

b

d

1

2

3

U6:A

74LS08

4

5

6

U6:B

74LS08

Resetn

5

6. SIMULACION DEL ESQUEMATICO EN PROTEUS

clk

Re

setn

U/D

U/D

y0

y1

Ys1

Ys0

D03

Q02

D14

Q15

D26

Q27

D311

Q310

D413

Q412

D514

Q515

CLK9

MR1

U2

74LS174

y0

y1

Ys0

Ys1

Resetn

clk

R11k

R2

10k

R3

10k

SW1

SW-SPST

1X06

1Y7

1X15

1X24

1X33

2X010

2Y9

2X111

2X212

2X313

A14

B2

1E1

2E15

U1

74LS153

1 2

U3:A

74LS04

A1

B2

C3

E16

E24

E35

Y015

Y114

Y213

Y312

Y411

Y510

Y69

Y77

U4

74LS138

y0

y1

1

2

3

U5:A

74LS00

10

9

8

U5:C

74LS00

e0

e1

e2

e3

e0

e1

a0

e3

e0

e2

c0

e3

a0

a

c0

c

3 4

U3:B

74LS04

5 6

U3:C

74LS04

e2

e1

b

d

1

2

3

U6:A

74LS08

4

5

6

U6:B

74LS08

clk

Re

setn

U/D

U/D

y0

y1

Ys1

Ys0

D03

Q02

D14

Q15

D26

Q27

D311

Q310

D413

Q412

D514

Q515

CLK9

MR1

U2

74LS174

y0

y1

Ys0

Ys1

Resetn

clk

R11k

R2

10k

R3

10k

SW1

SW-SPST

1X06

1Y7

1X15

1X24

1X33

2X010

2Y9

2X111

2X212

2X313

A14

B2

1E1

2E15

U1

74LS153

1 2

U3:A

74LS04

A1

B2

C3

E16

E24

E35

Y015

Y114

Y213

Y312

Y411

Y510

Y69

Y77

U4

74LS138

y0

y1

1

2

3

U5:A

74LS00

10

9

8

U5:C

74LS00

e0

e1

e2

e3

e0

e1

a0

e3

e0

e2

c0

e3

a0

a

c0

c

3 4

U3:B

74LS04

5 6

U3:C

74LS04

e2

e1

b

d

1

2

3

U6:A

74LS08

4

5

6

U6:B

74LS08

clk

Re

setn

U/D

U/D

y0

y1

Ys1

Ys0

D03

Q02

D14

Q15

D26

Q27

D311

Q310

D413

Q412

D514

Q515

CLK9

MR1

U2

74LS174

y0

y1

Ys0

Ys1

Resetn

clk

R11k

R2

10k

R3

10k

SW1

SW-SPST

1X06

1Y7

1X15

1X24

1X33

2X010

2Y9

2X111

2X212

2X313

A14

B2

1E1

2E15

U1

74LS153

1 2

U3:A

74LS04

A1

B2

C3

E16

E24

E35

Y015

Y114

Y213

Y312

Y411

Y510

Y69

Y77

U4

74LS138

y0

y1

1

2

3

U5:A

74LS00

10

9

8

U5:C

74LS00

e0

e1

e2

e3

e0

e1

a0

e3

e0

e2

c0

e3

a0

a

c0

c

3 4

U3:B

74LS04

5 6

U3:C

74LS04

e2

e1

b

d

1

2

3

U6:A

74LS08

4

5

6

U6:B

74LS08

6

7. CONCLUSIONES:

Se diseñó un sistema digital para un secuenciador de un motor de pasos con circuitos integrados de la familia TTL.

Usamos las herramientas de Simulación Proteus para verificar que el circuito funcione y luego lo implementamos en un protoboard.

Verificamos que la respuesta del circuito este correctamente de acuerdo con las especificaciones.

La metodología usada para el diseño fue la aprendida en los cursos anteriores y en caso de haber sido más complejo el controlador, hubiésemos tenido que configurarlas en memorias EEPROM.

8. BIBLIOGRAFIA:

Brown S. &Vranesic Z., Fundamentals of Digital Logicwith VHDL Design, McGraw Hill, 2004.

Fletcher W., An Engineering Approach to Digital Design,Prentice Hall, 1980.

7

ANEXOS