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  Como Funciona un MOTOR PASO A PASO o steeper motor 




Como Funciona un MOTOR PASO A PASO o steeper motor
Publicado: 2021-08-30

Un motor paso a paso o steeper motor como todo motor, es en esencia un conversor electromecánico, que transforma la energía eléctrica en mecánica; pero de un modo tan peculiar que constituye en la actualidad una categoría aparte. Para poder reparar o programar cualquiera que sea la máquina que utiliza este tipo de motor , es importante entender su funcionamiento:

 

1.Imagen de un Motor paso a paso de Máquina dispensadora

2. .Imagen de un Motor paso a paso de Máquina de Casino IGT

3. .Imagen de un Motor paso a paso de Máquina de Casino Aruze

4. .Imagen de un Motor paso a paso de Máquina de Casino Bally

 

En efecto, mientras que un motor convencional gira libremente al aplicar una tensión comprendida dentro de ciertos límites (que se corresponden de un lado al par mínimo capaz de vencer su propia inercia mecánica, y de otro a sus propias limitaciones de potencia); el motor paso a paso está concebido de tal manera que gira un determinado ángulo proporcional a la «codificación» de tensiones aplicadas a sus entradas. La posibilidad de controlar en todo momento esta codificación permite realizar desplazamientos angulares lo suficientemente precisos, dependiendo el ángulo de paso (o resolución angular) del tipo de motor.

De la misma manera que se puede posicionar el eje del motor, es posible controlar la velocidad del mismo, la cual será función directa de la frecuencia de variación de las codificaciones en las entradas. De ello se deduce que el motor paso a paso presenta una precisión y repetitividad que lo habilita para trabajar en sistemas abiertos sin realimentación.

 

 

 

Los motores de imán permanente tienden a engancharse cuando uno trata de girar el rotor con los dedos, mientras que los motores de reluctancia variable giran libremente (eventualmente pueden tratar de engancharse suavemente, pero este efecto es debido a una magnetización residual del rotor), de todas maneras podemos distinguir estos dos tipos de motores con un óhmetro.

 Los motores de reluctancia variable tienen generalmente tres embobinados (algunas veces cuatro) con un retorno común, mientras que los de imán permanente tiene dos , embobinados independientes, con una o dos derivaciones (taps) centrales. Los embobinados con tap central son usados en los motores de imán permanente unipolares.

Los motores paso a paso se consiguen en una gran variedad de resoluciones angulares.

 

 

 

Con un controlador apropiado, la mayoría de los de imán permanente e híbridos pueden girar en medios pasos, y algunos controladores pueden manejar pequeñas fracciones de paso o micro-pasos.

Para ambos motores, tanto los de reluctancia variable como los de imán permanente, sólo un embobinado es energizado a la vez; el rotor (sin carga) se moverá hacia una posición fija y se mantendrá en este ángulo mientras el torque exceda el torque de retención del motor, punto en el cual el rotor girará, tratando de mantenerse en cada punto de equilibrio sucesivo.

MOTORES DE RELUCTANCIA VARIABLE

Si el motor tiene tres embobinados típicamente conectados como se ilustra en la figura 1, con un terminal común a cada embobinado, este seguramente será un motor paso a paso de reluctancia variable.

De hecho, el terminal común a cada embobinado típicamente se conecta al terminal positivo de la fuente de alimentación, mientras que cada embobinado se energiza secuencialmente.

La sección en cruz mostrada en la figura 1, corresponde a un motor de reluctancia variable de 30* por paso. El rotor en este motor tiene cuatro dientes, mientras que el estator tiene 6 polos, con cada embobinado enrollado en dos polos opuestos. Con el embobinado numero 1 energizado, el diente del rotor marcado con X, será atraído hacia estos polos.

Si la corriente que fluye por el embobinado número 1 es suspendida, y el embobinado número 2 es energizado ahora, el rotor girará 30% en sentido horario, de modo que los dientes marcados con Y, se alineen con los polos marcados con 2.

 

 

 

Asumiendo lógica positiva, es decir que donde aparezca un 1 significa energizar el embobinado, la siguiente secuencia de control hará girar el motor de la figura 1 en sentido horario 24 pasos o lo que es lo mismo 2 vueltas. 

E1 1001001001001001001001001

E2 0100100100100100100100100

E3 0010010010010010010010010

 

 

 

Como lo mencionamos anteriormente, es posible encontrar motores de reluctancia variable con mas de tres embobinados, cuatro o cinco, los cuales requieren 50 6 cables respectivamente. El principio para manejar estos motores es el mismo, que para los de tres embobinados, solo que es más importante tener en cuanta energizar cada bobina secuencialmente, para que el motor funcione correctamente.

El motor ilustrado en la figura 1 da 30% por vuelta, usa la menor cantidad posible de dientes en el rotor y polos en el estator para trabajar satisfactoriamente. Usando mas dientes en el rotor y más polos en el estator, es posible la construcción de motores con menor ángulo por paso.

MOTORES UNIPOLARES

Los motores paso a paso unipolares, tanto los de imán permanente como los híbridos, con 5 o 6 cables de conexión. están cableados internamente como se muestra en la figura 2, con un tap central en cada uno de los embobinados. De hecho, cada tap central comúnmente es llevado al terminal positivo de la fuente de alimentación, y los otros dos terminales de los embobinados son alternativamente aterrizados para invertir la acción del campo proporcionado por el embobinado.

La sección en cruz del motor mostrado en la figura 2, corresponde a un motor de 30% por paso, bien sea híbrido o de imán permanente (la diferencia entre estos dos tipos de motores no es relevante para este análisis). El embobinado número 1 del motor es distribuido entre el polo superior e inferior del estator, mientras que el embobinado número 2 del motor está distribuido entre los polos izquierdo y derecho del motor.

Para altas resoluciones angulares, el rotor deberá tener proporcionalmente mas polos. Los motores de 30% por paso como el de la figura 2, es uno de los diseños de motores de imán permanente más comunes, aunque de 15% y 7.5” por paso también se encuentran disponibles ampliamente.

Existen además motores de imán permanente con resoluciones tan buenas como 1.8” por paso, mientras que los híbridos se encuentran comúnmente en resoluciones que van desde los 3.6%, pasando por 1.8” y finalmente 0.72".

Como se muestra en la figura 2, la corriente fluyendo desde el tap central del embobinado número 1 hacia el terminal a, causa que el polo superior del estator sea el polo norte, mientras que el polo inferior del estator es el polo sur. Esto atrae al rotor a la posición mostrada. Si la energía del embobinado 1 es removida, y energizamos el embobinado 2, el rotor girará 30%, o un paso.

 

 

 

Una vez mas, aplicando lógica positiva, donde el 1 indica energizar la bobina del motor respectiva, con las siguientes secuencias, es posible hacer girar el motor 24 pasos, o lo que es lo mismo 4 vueltas.

E1 1000100010001000100010001

E2 0010001000100010001000100

E3 0100010001000100010001000

E4 0001000100010001000100010 

 

 

E1 1100110011001100110011001

E2 0011001100110011001100110

E3 0110011001100110011001100

E4 1001100110011001100110011

 

Noten que los extremos del mismo embobinado nunca son energizados al mismo tiempo. Ambas secuencias mostradas arriba harán girar el eje un paso a la vez. La primera secuencia solo energiza una bobina a la vez, de este modo, se utiliza menos potencia. La segunda secuencia energiza dos bobinas a la vez, de esta manera se consume mas potencia, pero obtenemos a cambio un torque 1.4 veces más grande que con la primera secuencia.

Las posiciones de paso producidas por las dos secuencias anteriormente mostradas no son las mismas, como resultado, combinando las dos, es posible obtener “medios pasos”, con el motor deteniéndose en las posiciones indicadas por una o por la otra secuencia. La secuencia resultante de combinar las dos, es la que sigue:

E1 11000001110000011100000111

E2 00011100000111000001110000

E3 01110000011100000111000001

E4 00000111000001110000011100

 

 

MOTORES BIPOLARES

Los motores de imán permanente bipolares, e híbridos son construidos con exactamente el mismo mecanismo que es usado para los motores unipolares, pero los embobinados son más simples puesto que no llevan tap central. Así el motor mismo es más simple, pero el circuito de control o driver, para invertir la polaridad de cada polo del motor es mucho más complicado. El esquema de la figura 3, nos muestra como esta cableado un motor, mientras que observamos también que la sección en cruz es exactamente igual al de la figura 2.

El circuito necesario para manejar el motor requiere un puente en H (H Bridge), para cada bobina; pero este tema lo tocaremos un poco mas adelante con mas detalle, por ahora, brevemente les diremos que el puente H lo que nos permite es controlar independientemente, la polaridad aplicada a cada terminal de la bobina.

La secuencia de control para realizar pasos sencillos se la mostramos a continuación, usamos los signos + y — para indicar la polaridad aplicada a cada terminal del motor.

Terminal 1a +—-+—-+—-+— ++—++—++—++—

Terminal 1b —+—-+—-+—-+- —++—++—++—++

Terminal 2a -+—-+—-+—-+— -++—++—++—++-

Terminal 2b —-+—-+—-+—-+ +—++—++—++—+

Para distinguir un motor bipolar de imán permanente de otro motor de cuatro cables, debemos medir la resistencia entre los diferentes terminales. Es importante hacer notar que algunos motores paso a paso de imán permanente tienen 4 embobinados independientes organizados en dos grupos de dos.

MOTORES MULTIFASE

 

La clase menos común de motores paso a paso de imán permanente es cableado con todos los embobinados del motor en series cíclicas, con un tap entre cada par de embobinados en el ciclo como se ilustra en la figura 4.

El más común de los diseños en esta categoría usa cableados de 3 y 5 fases. El control para este tipo de motores requiere la mitad de un puente H para cada terminal del motor. Estos motores pueden proporcionar mucho más torque que otros motores de igual tamaño. Algunos motores de estos tienen resoluciones angulares tan buenas como 0.72* por paso, lo que equivale a decir que tiene 500 posiciones intermedias para completar un giro completo.

Con un motor de 5 fases, son 10 pasos por repetición en el ciclo, como se muestra:

Terminal 1 +++——-+++++——-++

Terminal 2 —+++++——-+++++—-

Terminal 3 +——-+++++——-++++

Terminal 4 +++++——-+++++——

Terminal 5 ——+++++——-+++++-

 

Aquí, en el caso de un motor bipolar, cada terminal esta siendo conectado alternativamente al bus positivo o negativo del sistema de alimentación del motor. Notemos, que en cada paso solo un terminal cambia de polaridad.

Este cambio des-energiza el embobinado unido al terminal y aplica energía a la bobina que anteriormente se encontraba fuera de uso.

 

 

 

Aclaremos también que algunos motores de 5 fases tienen 5 bobinas independientes, lo que nos da un total de 10 terminales. Estos, pueden ser conectados en configuración “estrella” como en la figura 4, usando 5 circuitos de control “medio puente”, o que cada embobinado sea manejado por su propio circuito “full bridge”

 

 

 

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Billetero JCM Manual de Entrenamiento UBA-10 

Como Funciona un MOTOR PASO A PASO o steeper motor

Un billetero es una de las tres partes importantes de una máquina de Casino o Vending, pues es el puerto de entrada de  dinero al equipo y es este ( el billetero ) el encargado de verificar que los billetes sean válidos, así también como dar el cambio o dinero excedente en máquinas expendedoras según sea el caso.

 

El billetero JCM UBA-10 es ampliamente conocido por su versatilidad y larga duración, veíamos en videos pasados como reparar y lavar un billetero JCM en tres entregas donde explicamos el paso a paso para desbaratarlo y cuales piezas se pueden lavar con agua.

 

Los billeteros JCM UBA tienen referencias 10 / 11 / 14 / 24 / 25 según el sistema donde se vayan a utilizar bien sea Vending, Gaming o denominaciones en dólares o tamaños similares por el ancho de entrada y los tipos de sensores.

 

Los Billeteros JCM UBA-10 / 11 pueden trabajar con una interfaz RS-232 cosa que los JCM-UBA 14 / 24 / 25 no lo hacen debiendo utilizar una placa impresa para recibir este tipo de señales. En este MANUAL DE ENTRENAMIENTO JCM-UBA10 podrá probar modos de pruebas de aceptación de billetes ,como ingresar al modo de prueba , pruebas del apilador y prueba del stacker , calibración , y listado de errores .

 

Agregamos un enlace donde podrá descargar configuraciones para distintas monedas del país que requiera.

 

 






Instrucciones para conectar una batería recargable alternativa en la plataforma de juego D-PRO MULTIGAME 

Como Funciona un MOTOR PASO A PASO o steeper motor

Hoy aprenderemos como cambiar una bateria de la máquina MULTIGAMESERIES , aunque parece una cosa muy simple es importante que el(la) supertecknic@ sepa como y donde conectar la nueva unidad . Es importante que sepan que el uso de un bateria no adecuada en la mayoría de los casos termina inutilizando la Tarjeta principal pues quema varios componentes entre ellos el chip de identificación (propio de cada una ) y el U5 .

Entonces cautin , pinzas , amarracables y materiales a la obra!

1. Se usa la bateria del tipo : Li-ion_type 18650_ 3.7V_2200mAh (o más) with protection Circuit Built-in. ¡¡¡Hay que prestar atención especial a que la bateria disponga de una placa de protección contra sobrecarga o descarga profunda!!!

 

 

 

 




2.
La batería se coloca en un soporte plástico para baterías con las dimensiones respectivas (18650).

 




3. Desoldar la batería descargada de la tarjeta.


4. La nueva bateria (ahora en un soporte) se coloca en el chasis de la tarjeta y se conecta por un conector externo a través de la ranura en J24 de dos pines







Teniendo en cuenta que las baterías Li-ion vienen de fábrica con menos de 20% de capacidad de carga, es consecuentemente necesario cargar la batería hasta 100% de capacidad durante 30 horas después de colocarla en la tarjeta DPro.

El tiempo de carga se calcula así:

  • 2200 mAh – 220 (10%) =2000/70mA (corriente de carga media) = cerca de 30


Si la capacidad de la batería a colocar es más de 2200mA, la carga de hasta el 100% tomará más tiempo.






Que es PCM de batería ? Como conectar un PCM o Circuito de Gestión de una Batería 

Como Funciona un MOTOR PASO A PASO o steeper motor

PCM/BMS/PCB/ o Sistema de Gestión de batería

En muchos de los circuitos electrónicos donde se necesite respaldo de RAM o mantener ciertos elementos energizados, imperativamente se debe utilizar una batería para mantener el sistema. Una batería es un elemento que almacena energía eléctrica pero de manera química para después ser liberada en forma de corriente continua y controlada.

Existen varios tipos de baterías a saber: Litio, LiPo y LiFePo4 que tienen una larga duración en su capacidad de almacenamiento pero que no pueden equilibrarse por si mismas al momento de la recarga, porque la capacidad de la batería, el voltaje y la resistencia no están al mismo nivel, cuando están en un paquete de tres o más celdas; es por ello que pueden incorporar un circuito de protección de carga y descarga llamado Sistema de Gestión de batería o técnicamente nombrado como PCM/BMS/PCB/ pero que en realidad es lo mismo.

 

Litio-Ion: 3.6-3.7v ,imagen

LiFePo4: 3.2v imagen

LiPo Polímero: 3.6-3.7v imagen

La función de estos circuitos es la de controlar cuándo la batería o conjunto de celdas no debe descargarse, cortando la tensión de salida, y a su vez cuando se ha cargado suficientemente, cortando la tensión de entrada.

También permite que circule tensión de la batería y la carga hasta que la tensión disminuya a valores peligrosos para la vida de la celdas 2.75v.o 2.0v; en ese momento, el  Sistema de Gestión de batería o PCM impide la descarga, quedando el “drenaje” o salida de carga suspendido. Contrario, al  momento de la carga cuando cada una de las celdas de 3.2 o 3,7v. ha alcanzado la tensión de 3.6 o 4,22v, el circuito corta la entrada de corriente y goteo, permitiendo la descarga pero no la carga.

 

 

 

Los Sistemas de Gestión de batería o técnicamente nombrado como PCM/BMS/PCB/ se usan en referencias 10440, 14500, 17500, 17670,18500,18650; 20700, 26650, 32650, o en otros tipos conocidas como LiPo 

     

 

Sistemas de Gestión de batería o PCM/BMS con sistema de Balanceo y/o Equilibrado de carga

¿Qué es PCM de Batería?

El PCM/BMS con sistema de Balanceo y/o Equilibrado de carga es el más usado en Baterías LiPo que debido a su alta peligrosidad en el exceso de carga y calentamiento, pueden EXPLOTAR causando quemaduras, llamas y destrucción de los circuitos electrónicos donde pudieran estar instaladas.

 

 

Imagen de tarjeta de máquina de Casino quemada [en rojo] por utilizar una batería no adecuada sin PCM/BMS/PCB/ 

(lea aquí como reemplazar una batería con circuito PCM en máquina de casino MULTIGAME)

Como es el funcionamiento de un PCM/BMS con sistema de Balanceo y/o Equilibrado de carga?

Cuando el Paquete de baterías se está cargando, cada celda a su vez necesita el mismo voltaje, cuando el voltaje no es el mismo, la batería de más voltaje se descargará y espera que las otra alcance el mismo nivel, este funcionamiento se repetirá tantas veces como sea posible según el ciclo de carga/descarga .

 

 

 

No es lo mismo tener una batería de 3S/3 celdas y que cada una de ellas este cargada con 4.2V para un total de 12.6V, a tener otro paquete de celdas que estén cargadas con 4.1V, 4.15 y 4.25V respectivamente, aunque sus cargas sean iguales, el exceso de carga en la tercera celda podría calentarla y dañarla.

 

 

 

Así es como el circuito PCM/BMS/PCB se instala en una batería cilíndrica

Cuales son los componentes de un PCM/BMS/PCB

Básicamente se compone de 1 circuito integrado gestor de carga DW01, 2 Mosfet FS8205S (Dual Mos) para 5A, 2 resistencias y 1 condensador. Un PCM/BMS/PCB puede soportar corrientes mas altas de drenaje si disponen de más de dos Mosfet.  Cada grupo de dos Mosfet ofrecen un drenaje de 5A, hasta 15 amperios; es decir cada Mosfet ofrece 2.5 amperios.

Aquí un circuito de protección de batería (sobrecarga, descarga, sobrecorriente de carga, sobrecorriente de descarga) que utiliza un BQ29700 en la placa principal separada del paquete de batería sin procesar (que suponemos que es una muy mala práctica).

 

Aquí las especificaciones para tener en cuenta de un Sistema de Gestión de batería o PCM/BMS/PCB/

Máximo voltaje: 4.22/4.35V +/- 0.025V por celda
Mínimo voltaje: 2.4V +/-0.08V por celda
Corriente máxima de Protección: +40% de la corriente nominal
Corriente de trabajo: se lee en las espec. del PCM/BMS/PCB/
Respuesta de sobrecarga: 1 segundo
Respuesta de descarga: 0.1 segundo
Consumo: 25~30uA.

                      

 

 

 

Estos circuitos son necesarios para proteger la batería de una explosión, aquí una imagen de una tarjeta que se perdió porque la batería no era la indicada y no contaba con el Sistema de Gestión de batería o PCM/BMS/PCB/

 

 

 

 

 






Como reparar una Tarjeta S-plus cuando los contadores se quedan pegados  

Como Funciona un MOTOR PASO A PASO o steeper motor







 

 

 

En esta guía de reparación nos vamos a centrar en las máquinas de rieles de la referencia S-plus o S+.

 

 

 

 

Es común que en las instalaciones de sistemas Online se encuentren circuitos que no tienen señal de contadores, para lo que deberemos revisar los componentes como se detallan a continuación:

 

 

 

 

Todos los contadores son manejados por el integrado U23

 

Contador CoinIn es manejado por U23 y el C5

Contador Coinoutes manejado por U23 y el C4

Contador Coindrop es manejado por U23 y el C6

Contador Jackpot es manejado por U23 y el C9

 

Si alguno de estos (C´s) esta en corto estará afectando directamente al contador que maneja (si desea saber como medir un condensador refiérase a nuestro curso de electrónica básica en esta misma sección)

 

Todos los condensadores cerámicos son de 33000PF 100v

 

IMPORTANTE

Además de los C´s existen los K1,K2,K3,K4,K5,K6 que son relevos que trabajan en conjunción con el U23, es conveniente revisarlos de acuerdo al contador que este presentando la anomalía

 

 

 

 

 

En este caso (la mayoría de las veces) se deberá revisar el U23 que como ya sabemos es quien maneja todos los contadores; en conveniente revisar también U33 / U26 / U34 / U13 porque pueden haberse afectado por sobrecarga .

 

 

 

 

 

 

IMPORTANTE

No esta demás revisar los cableados y contadores en general, con el tiempo el recubrimiento del cable de cobre de las bobinas se pierde con el calor y puede producir cortos en el interior de los hardmeters

 

 






Como reparar Critical System error 13 en una CPU Williams  

Como Funciona un MOTOR PASO A PASO o steeper motor

En esta guía de reparación nos vamos a centrar en las máquinas del tipo Williams NXT. Critical System error 13  Es una de las posibles situaciones a las que se enfrenta un Supertecknic@ y que nos puede dejar desconcertad@s:

 

 

 

Como hacer un RAM CLEAR

 

1. Alinee la muesca (ranura) del chip (integrado) y lo coloqué con la marca del socket , y cuando encendí la máquina, la pantalla comenzó a temblar, pero no dio imagen.

 

2. Verifiqué que el voltaje de la batería y era de 4.0v y volví a colocar ambas placas.

 

3. Intenté rehacer el procedimiento muchas veces, pero todavía nada

 

4. He intentado reiniciar con la llave y el botón de la tarjeta y el botón de reinicio ubicado encima de la tolva del Hopper (sólo para referencia porque no usamos Hopper , sólo billetero).

 

5. Incluso quité la batería durante unas horas. ¿Podría haber quemado el chip del juego o algo más?

 

 

 

 

 

Pudiera ser que el monitor tenga un pin partido o bien se ha dañado y  deba ser reparado, lo pensamos porque si enciende y se ve “temblando”; pero si se prueba el monitor en otra máquina o una computadora portátil y enciende entonces se debe descartar que sea el daño.

 

 

 

 

Primero asegúrese de que todos los chip (integrados) tengan la muesca (ranura) orientada en la dirección correcta.  Si conecta el chip (integrado) al revés, puede quemarlo y, como mínimo, necesitará borrarlo y volverlo a grabar.

 

Segundo saque todos los chip (integrados) límpielos y vuelva a ponerlos teniendo en cuenta la orientación de la muesca (ranura)

 

El hecho de que esté escuchando el sonido de un “bong” (que es el mismo que ocurre cuando se configura alguna opción o se cambia de juego) significa que XU3 está funcionando correctamente, de lo contrario no lo tendría en absoluto.

 

Cuarto mire la pantalla de dígitos LED en la MPU, ¿qué número muestra? Este le sirve de guía para buscar el código para resolver el misterio , el listado de códigos  por lo general está en la puerta de cada máquina, si no está disponible , puede verlos en este enlace aquí  MANUALES NXT

 

 

 

 

No está de más revisar el filtro de línea y las bombillas fluorescentes , al ser tan antigüas generan picos eléctricos que interfieren con el boot del inicio del programa al encenderse. Critical System error 13

 

 

 





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