[pt] Este trabalho apresenta o desenvolvimento e testes de um sistema de acionamento de motores de passo em nível de micropasso, utilizando duas tecnologias distintas. A crescente capacidade de regulação e a possibilidade de chaveamentos precisos das correntes de fase dos motores de passo têm possibilitado o surgimento de acionamentos em micropasso cada vez mais eficientes. Com isto, a nociva, e, muitas vezes, limitadoras trepidação dos motores de passo operando em passo inteiro ou meio passo, foi quase todos os projetos de automação e robótica. Nos acionamentos convencionais, é fundamental o acompanhamento do nível da corrente na fase do motor. Este acompanhamento, por ser realizado em baixos níveis de tensão e na presença de ruído, acaba sendo um sério inconveniente exigindo uma montagem elaborada e eventuais filtros. O presente trabalho apresenta duas propostas de acionamentos em micropasso. Uma, do tipo convencional com realimentação de corrente de fase, e outra, em que a necessidade do acompanhamento da corrente é eliminado. Os teste indicam a viabilidade do novo conceito, apresentando resultados extremamente animadores. / [en] The present work discusses the development and experimental test of a step motor driver operating in microstepping mode. The work explores two different technologies for the power switching tecnhique. The increassing ability of fast and precise curent switching, brought to the market high performance step motors drivers operating in microstepping resolution. The main advantage of working with microstepping in a smooth operation with very low vibration level when compared with traditional full step of half step driving mode. This fact, made possible to specify step motors to many automatic and robotic systems where only servomotors could be used up to a very short past. In conventional chopper driving, it is necessary to sense the phase current, in order to chop the voltage when the level exceeded. This is done using very small resistor in series with the motor phases. The problem is that the low voltage across the resistor is easily affected by electromagnetic noise giving a false information to the chopper. The present research has explored the possibility of voltage chopping based on fixed timing with the elimination of the whole sensing circuitry. The first results are very encouraging.

[pt] A indústria de confecção vem aplicando cada vez mais equipamentos que visam o aumento da produção aliado à qualidade elevada. Esses, em sua maioria, são máquinas automáticas na etapa que antecede o corte do tecido, ou seja, na criação, desenho e encaixe dos moldes (peças que compõem a roupa). Esse trabalho tem por objetivo o desenvolvimento de um equipamento para captura das imagens dos moldes, com o uso de apenas um sensor ótico. É proposto como uma alternativa para mesas digitalizadoras e scanners de mesa comerciais. Visto que a maioria das empresas possui seus moldes em chapas de acrílico ou cartolina, é interessante a existência de um dispositivo capaz de transportá-los para o computador. A partir daí, ele pode ser trabalhado como uma imagem digitalizada. É apresentado o processo de fabricação, com suas partes mecânicas, eletrônicas e algoritmos de controle e captura das imagens. O custo das imagens. O custo e desempenho final deve estar situado entre a mesa digitalizadora e a scanner de mesa comercial. Ao final, são traçados alguns comentários sobre os resultados alcançados. / [en] Confection companies are using more and more equipments to improve their productions. Not only concerned on the amount of products, but also for higher quality. Especially in process before fabric cutting, many of these machines are automatic. The reason for this work is to develop an equipment to capture images from molds, using only one optic sensor. It must be na alternative for digitizing tables and commercial scanners. Since mosto f the companies have their molds in acrylic plates and cardboards, it is necessary using a device to convert them to a to a digitized image an image. The final cost and execution must be situaded between the digitizing table and the commercial scanner. Some points are discussed about the results and, at the conclusion, about the possibility of becoming a commercial equipment.

[pt] O presente trabalho consiste no desenvolvimento de um sistema para controle de motores de passo em nível de micropasso. Embora a perfomance obtida com os acionamentos convencionais em passo inteiro e meio passo seja satisfatória para muitas aplicações, há um certo número de problemas intrínsecos na operação sob esta forma de acionamento que impedem a generalização do uso dos motores de passo. Assim, a adoção de um ângulo de passo menor que o habitual (micropasso) se mostra um interessante alternativa para aumentar a resolução e reduzir os problemas de vibração do motor. O trabalho descreve o sistema proposto e mostra os resultados obtidos, comparando-o com os sistemas convencionais. / [en] The present work reports the development of an electric driver to control step motors in microestepping mode. Although the performance achieved with usual full step and half step drivers in satisfactory for many applications, low resolution and vibration in their operation prevent the general use of these drivers. One approach to solve these problems is to drive the stepper in a microstepping mode. The work describes the development of this system, shows the experimental results and compares it with the usual full and half step systems.

Neste trabalho foi realizado um estudo da dinâmica de formação de pulsos de laser de CO2 com o uso de um motor de passo no chaveamento da cavidade óptica, técnica conhecida como Q-switching. O controle do motor foi realizado por um programa, que simula um controlador tipo PWM, escrito em linguagem C. Foi verificado a possibilidade de operar o laser fazendo com que fosse possível controlar o tempo de chaveamento da cavidade óptica independente da taxa de repetição do laser, característica interessante para processamento de materiais. Foi utilizado um motor de passo tipo Applied Motion HT23-397, com precisão de 1,8 por passo que possibilitou atingir taxa de repetição da ordem de 150 Hz e potência de pico de ate 5 kW em pulsos com largura temporal entre 1,4 e 3 ms. Foi verificado um aumento entre a potência de pico dos pulsos e a potência em regime CW de 500 vezes. Um modelo teórico foi desenvolvido para comparação, revelando boa concordância, entre resultados teóricos e experimentais.

Submitted by Marcos Samuel (msamjunior@gmail.com) on 2017-02-06T16:06:40Z No. of bitstreams: 1 Dissertação José Alejandro Moreno Alfonzo CD.pdf: 3426443 bytes, checksum: eff3ebe91d0f0c62d89859a0eae55e8e (MD5) / Approved for entry into archive by Vanessa Reis (vanessa.jamile@ufba.br) on 2017-02-07T10:49:56Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação José Alejandro Moreno Alfonzo CD.pdf: 3426443 bytes, checksum: eff3ebe91d0f0c62d89859a0eae55e8e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-07T10:49:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação José Alejandro Moreno Alfonzo CD.pdf: 3426443 bytes, checksum: eff3ebe91d0f0c62d89859a0eae55e8e (MD5) / Este trabalho descreve a proposta de automação de holofotes modelo DTS SCENA 650/1000 S, a serem usados como iluminador solar contínuo com emissão no visível. O iluminador irá equipar o Laboratório de Certificação de Componentes para Sistemas de Energia Solar Fotovoltaica, localizado no Parque Tecnológico da Bahia, possibilitando verificar a conformidade das normas CEI da Commission Electrotechnique Internationale. Estes dispositivos são fundamentais para os testes de certificação propostos no escopo do projeto de um laboratório de certificação em conformidade com normas brasileiras e internacionais. Foram conduzidos testes que justificam cada uma das soluções adotadas na automação do dispositivo, em especial a distribuição espacial do campo de radiação, comportamento térmico da lâmpada e o impacto do sistema de arrefecimento nas medidas de irradiância. Foram instrumentados cinco holofotes espaçados entre si de 127 milímetros (5 polegadas), de forma a concentrar horizontalmente a iluminação. Além disso, foi instalado um piranômetro de fabricação Kipp-Zonen, modelo CMP-21, em um suporte com dois graus de liberdade para avaliar as características de homogeneidade do campo de radiação exigida pela norma – assim foram testadas uniformidade e estabilidade. A solução tecnológica adotada não só automatizou o mecanismo de ajuste do foco do holofote, o sistema de arrefecimento melhorou seu desempenho emissivo diminuindo erro na estabilidade de 6,02% para 0,46%. Ao final, o protótipo mostra ter classificação A e B em não uniformidade, dependendo da configuração utilizada, classificação A em estabilidade e classificação C em distribuição espectral, em uma escala de três níveis: A, B ou C definidas pela norma CEI 60904-9, resultando em um equipamento robusto e estável.

[pt] A pesquisa e desenvolvimento de um acionamento para motor de passo operando em baixa tensão apresenta o desenvolvimento de um mecanismo de acionamento para motores de passo de 2 fases, destinado a operar na faixa de 12 a 18 V, tornando-se muito útil para automações em veículos, embarcações ou robôs que operam com baterias. O acionamento desenvolvido implementa o controle da corrente via chopper, como é usual nos acionamentos de motores de passo. Mas, ao contrário do usual, o tempo do ciclo ativo da onda responsável por ativar a corrente nas fases é pré-programado em microcontroladores, evitando-se a instabilidade e criticalidade típica dos circuitos responsáveis pelo sensoramento da corrente e sua realimentação para controle do ciclo ativo. Outro aspecto inovador do trabalho foi a utilização do integrado TD340 da ST Microeletronics, desenvolvido para utilização no controle de motores de corrente contínua, e que está sendo empregado com motores de passo. Os resultados experimentais apresentados no trabalho confirmam a adequação e utilidade do acionamento desenvolvido, tornando-o compacto e robusto. / [en] The research and development of an driver for step motor operating in low tension presents the development of a chopper driver intended to drive 2- phase step motors. The driver was designed to operate between 12 and 18 V which makes it very attractive for automations in vehicles and robots which carry their own batteries. Contrary to the usual design, where the duty cycle of phase current is controlled by sensing this current and feed backing its value to the chopper, the present driver uses fixed value duty cycle, which varies step by step according to a table stored in the memory of a microcontroller. In so doing, we avoid most of the troubles due to noise and voltage fluctuation in the feedback line, typical of usual drivers. Another innovation presented in this work, is to use the H-Bridge MOSFET driver TD340 in driving step motors. This component, manufactured by ST Microeletronics, was originally designed for driving CC motors. Experimental results presented in this work show that the driver developed in this research has performed successfully according with the intended goal.

[pt] Motores de passo são os motores mais utilizados em aplicações de controle de posicionamento em malha aberta. Entretanto, as limitações desta forma de atuação têm fomentado o desenvolvimento de novas técnicas que incorporem o controle em malha fechada. Motores de passo possuem boa relação entre torque e custo, tornando-os atraentes para aplicações em manipuladores robóticos. Mas as técnicas tradicionais de controle de manipuladores elétricos, que normalmente assumem o uso de motores de corrente contínua, apresentam baixo desempenho quando aplicadas a motores de passo, mesmo com o uso de sensores de posição. A forma mais comum de controle em malha fechada de motores de passo exige um encoder diretamente acoplado ao eixo do motor, formando um sistema colocado. No entanto, o projeto de muitos motores de passo não permite este acoplamento. Nesses casos, é necessário instalar os encoders na estrutura do manipulador, separados dos atuadores, caracterizando um sistema nãocolocado, que tipicamente apresenta problemas de estabilidade. Este trabalho propõe uma técnica de controle que recebe a realimentação de um encoder, não diretamente acoplado ao motor, e gera uma sequência de pulsos para o driver do motor de passo. Esse trem de pulsos é calculado de modo a não exigir acelerações excessivas, e assim prevenir a perda de passo do motor. O modelo de um sistema robótico usando este controlador é desenvolvido e simulado em Simulink/MATLAB. Um manipulador robótico de seis graus de liberdade acionado por motores de passo é especialmente projetado e construído para validar a técnica de controle apresentada, controlado por um microcontrolador PIC18F2431. O manipulador desenvolvido é modelado, e sua dinâmica analisada através de simulações. Os experimentos comprovam a eficiência da técnica de controle proposta, resultando em uma precisão absoluta na extremidade do manipulador de 1,3mm e repetibilidade 0,5mm . / [en] Stepper motors are used in most applications in open loop. However, the limitations of this type of control have encouraged the development of new techniques for closed loop control. Stepper motors have a good relationship between torque and cost, making it attractive for applications in robotic manipulators. But the limitation of traditional control deteriorates the performance of the manipulator. The most common form of closed loop control of stepper motors require an encoder directly coupled to the motor shaft. However, this is not always practical. In some cases, it is necessary to control the position of some system component that can’t be precisely known from the position of the motor. This work proposes a control technique that receives feedback from an encoder, not directly coupled to the motor shaft, and generates a sequence of pulses to the stepper motor driver. This pulse train is done so as not to require excessive accelerations, and thus prevent the loss of step. The model of a system using this controller is built using Simulink/MATLAB. A robotic manipulator of six degrees of freedom, using stepper motors, is designed and built to validate the presented control techniques, implemented on a PIC18F2431 microcontroller. The obtained absolute accuracy is 1,3mm and repeatability 0,5mm , proving the efficiency of the proposed control technique.

The high competitiveness between companies, the projects complexity, the machinery modernization, the production flexibility and the costs reduction, lead small and medium companies to aim new diversification of equipments and products to maintain themselves in a worldwide market. One way of seeking a better mechanic production concerning these aspects is using the equipments of the Computerized Numeric Command (CNC). This paper has the objective of creating a computerized tool (a software) that works as a Computerized Numeric Command unit. The system has the function of controlling the communication with the machine devices, and it also works to make possible the creation or usage of a text file with a CNC programming, to interpret, analyze, simulate and execute the information of a preprogrammed sequence of operations (CNC programming). The implementation of the control functions, of the equipment operation resources, of the software CNC simulation on a graphic screen and of the techniques of linear and circle interpolation showed the viability of the personal computers (PCs) application as a command unit developing the CNC machines with stepping motor starting. / A alta competitividade entre as empresas, a complexidade de projetos, a modernização de maquinário, a flexibilidade da produção e a redução de custos, levam as pequenas e médias empresas a buscar novos equipamentos e diversificação de produtos para se manterem no mercado globalizado. Uma forma de buscar a melhoria da produção mecânica nesses aspectos é através da utilização de equipamentos de Comando Numérico Computadorizado (CNC). Esse trabalho tem o objetivo da criação de uma ferramenta computacional (programa) que opere como uma unidade de Comando Numérico Computadorizado. O sistema tem como função controlar a comunicação com os dispositivos da máquina, bem como possibilitar a criação ou utilização de um arquivo de texto com a programação CNC, interpretar, analisar, simular e executar as informações de uma seqüência pré-programada de operações (programação CNC). A implementação de funções de controle, de recursos de operação do equipamento, de simulação do programa CNC em tela gráfica e de técnicas de interpolação linear e circular, mostrou a viabilidade de aplicação de microcomputadores pessoais (PCs) como unidade de comando no desenvolvimento de máquinas CNC com acionamento por motores de passo.