Motores

Tenemos que tener en cuenta varios datos al usar motores con Arduino, el primero es el voltaje al que funciona (lo especifica el fabricante), con su voltaje el motor gira a su máxima velocidad, con menos girará a menos velocidad y com más puede quemarse.
Otro dato a tener en cuenta es su consumo de corriente, lo cual depende de su carga, cuanta más carga lleven más corriente necesitan. Cada motori tiene una “corriente de paro”, que es la corriente consumida cuando su giro se para por una fuerza opuesta. La corriente de giro es la que hay cuando no hay carga. La fuente de alimentación debería aportar la corriente de paro y algo más para no tener problemas. De no poder ser así habría que usar transistores o relés para amplificar la corriente aportada por la fuente.
Otro datos son la resistencia eléctrica del motor y su velocidad de giro (RPM).
Otro dato es el torque, que es una medida de la fuerza de empuje del motor, es decir, es la fuerza que tiene que realizar una rueda colocada sobre el eje del motor para arrastrar una carga situada a cierta distancia del eje que ejerce una fuerza opuesta al giro (debido a su peso). Por ejemplo si tenemos una carga que ejerce una fuerza de 1N situada a 1m del eje, necesitamos un torque de 1 N·m. El torque de paro es el torque que puede realizar el motor antres de no poder girar debido a la oposición de la carga, a más torque más carga.
Los motores son circuitos inducidos, es decir generan un campo magnético a través de una corriente eléctrica, pero si paramos dicho motor, el campo magnético que hay hace que se genere corriente en sentido contrario, con lo que podemos dañar nuestro circuito, por lo que en muchas ocasiones es conveniente colocar un diodo en paralelo al motor para detener la corriente ya que está polarizado a la inversa, este diodo se llama diodo fly-back.

Motores DC

Son los más simples, tienen 2 terminales uno va a una fuente de alimentación y otro a tierra, para así girar en un sentido, si se intercambian los terminales girará en sentido opuesto, cuanto más corriente atraviese al motor más rápido girará.
Este tipo de motores tienen un consumo bastante elevado, lo que significa que el pin 5V de Arduino no será suficiente y deberá alimentarse con una fuente externa o un amplificador (por ejemplo un transistor).

Estos motores tienen unas RPM bastante altas pero a costa de un torque muy bajo.
Lo malo de los motores DC es que el sentido del giro siempre es el mismo, para conseguir cambiarlo sin tener que cambiar los terminales tenemos que conectar el motor a un conjunto de transistores o relés (4 como mínimo) colocados de una forma llamada puente H.
Lo más sencillo es usar chips que integran dichos puentes H, mucho más sencillo que montarlo a mano, simplemente colocamos los terminales del motor a las patillas adecuadas del chip. Por ejemplo el chip L298 tiene 2 puentes H y cada uno soporta 2A, el chip L293 tiene un puente H pero solo soporta 0,6A y el SN754410 es como el L293 pero soporta 1,2A.

Servomotores

Los servos, son motores DC con engranajes que limitan la velocidad pero aumentan el torque e incorporan un potenciómetro y circuitería para establecer la posición del motor, es decir, su eje no gira libremente, sino que rota un determinado ángulo, por lo que podemos decirle que gire una cantidad de grados concreta.
Normalmente tienen 3 cables, uno para la alimentación (rojo), otro para GND (negro) y otro para transmitir al servo los pulsos eléctricos. El cable rojo hay que colocarlo en una fuente de 5V y por o menos de 1A, el negro a tierra y el otro al pin digital.
Con los servos no necesitamos puente H para cambiar el giro ya que no necesitamos cambiar la polaridad para hacerlo.

Los servos consumen entre 5V y 7V, pero su consumo es proporcional a carga que soporta su eje, lo que quiere decir que si su carga es grande habrá que usar una fuente de alimentación externa adicional de 5V. Cuando se emplean 2 servos, independientemente de la carga, también hará falta la fuente de alimentación adicional.
Dependiendo del pulso que le enviemos al servo se moverá un determinado ángulo, por ejemplo si le mandamos un valor HIGH durante 1,5 milisegundos se colocará en la posición central de su rrecorrido, teniendo en cuenta que la mayoría de los servos tienen un grido de 0-180 grados se colocaría en 90 grados. Si el ancho de pulso está entre 1,5 y 2 ms se mueve de 90 a 180 grados, si está entre 1 y 1,5 ms se mueve de 0 a 90 grados. Aunque hay servos que llegan a los 210 grados.
Existen otro tipo de servos llamados de rotación continua, no se les puede establecer el ángulo de giro pero si su velocidad. En este tipo de servos, cuando la duración del valor HIGH que le enviamos por el cable de señal es 1,5ms permanecen parados. A medida que aumenta este valor, su velocidad de giro aumenta en un sentido hasta un máximo de 1,7ms. Si el valor es inferior a 1,5ms el giro va en sentido contrario, hasta unmínimo de 1,3ms.

Motores paso a paso

También llamados steppers, se diferencian de los demás en que no giran continuamente, sino que hacen un número de pasos concretos. Un paso es el movimiento mínimo que puede hacer de una vez el motor, que va desde 2 a 90 grados. Si queremos hacer un giro de 360 grados, necesitaremos mínimo 4 pasos. Son motores mas lentos que los DC pero tiene más torque. Hay 2 tipos de motores paso a paso:

1. Unipolares: Tienen 4 bobinas internas (2 en realidad divididas por una conexión central) rodeando al eje central que está imantado, de el salen 6 cables (o 5), 4 corresponden a los extremos de las bobinas y los otros dos a sus conexiones centrales.
2. Bipolares: Tienen 2 bobinas internas rodeando al eje central imantado. De el salen 4 calbes que corresponden a los extremos de las bobinas. Estos motores tienen un 30% más de torque que uno unipolar del mismo volumen.

El movimiento de los steppers se realiza aplicando voltaje a sus bobinas siguiendo un patrón repetitivo.

En el caso de los motores bipolares necesitamos un puente H por cada bobina, en el caso de los unipolares lo normal es usar 8 transistores de tipo Darlington en un chip como el ULN2003 el cual gestiona las 4 bobinas.

Con estos motores necesitaremos también una fuente externa pero hay distintos tipos de motores así que tendremos que saber cual es su voltaje, los más usuales son 5V, 9V, 12V y 24V.

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