Proyectos/Reparaciones: Diseño Circuitos Impresos - Driver Motor Paso a Paso Bipolar

Este proyecto era algo que tenia pendiente hace un tiempo desde que se me rompió una vieja impresora Epson Stylus. Como muchos saben, las impresoras de chorro de tinta tienen varios motores paso a paso (steppers) para manejar tanto el movimiento de la hoja como el movimiento del cabezal. Estos motores, a diferencias de los motores eléctricos convencionales, son muchos mas precisos en su movimiento y funcionan con pulsos para el movimiento por pasos. Existen 2 tipos de motores paso a paso, los unipolares y los bipolares. Dado que la impresora que desarme tenia 4 motores bipolares, construí un circuito para manejar estos motores usando cualquier microcontrolador, en este caso, mi arduino. El objetivo final, utilizarlo para robótica.
El primer paso, fue probarlo en el protoboard. Para control del motor, utilice un chip L293D junto con 2 transistores BC546A para poder controlarlo utilizando tan solo 2 puertas del arduino. En el caso de usar 4 puertas no son necesarios los transistores.

Circuito ensamblado en el protoboard.

De izquierda a derecha, fuente casera de 12 volt, tester midiendo los casi 1amp consumidos por el stepper, protoboard con el circuito y por ultimo el arduino conectado al pc.

Arduino Uno, el mas simple de la serie Arduino.

Luego de armarlo y probarlo en el protoboard, pase a la segunda etapa, diseñar el circuito usando la computadora. Para estos proyectos, utiliza el programa LiveWire y PCB Board. Aqui les muestro el circuito diseñado en la computadora

Aquí pueden ver el diseño del circuito desde la visión 3D.

Circuito en la visión sin render 3d.

Circuito en la visión negativa para impresión.

Luego del diseño del circuito utilizando el programa PCB, imprimí el circuito sobre un acetato (lamina de plástico) utilizando una impresora laser (no imprimir utilizando impresora chorro de tinta).

Aquí pueden ver el circuito ya impreso sobre la lamina de acetato.

Luego de imprimir el circuito sobre la lamina, el mismo tiene que ser transferido a la lamina de pertinax. Para ello, utilizando una plancha con temperatura al mínimo planchamos la lamina sobre el pertinax.

Antes de planchar el circuito sobre la lamina de pertinax, debemos limpiar la lamina utilizando alcohol isopropilico. Al momento de planchar, tienen que tener cuidado de pasar la plancha y no dejar que el pertinax se caliente en exceso, para ello, pasen y levanten la plancha todo el tiempo.

Luego de pasar la plancha hasta lograr que la lamina de acetato queda adherida al pertinax, debemos esperar unos 15 - 20 min a que el pertinax se enfríe. Por ultimo, retirarlo con mucho cuidado logrando que la lineas del circuito en negro quede totalmente adheridas al pertinax.

El resultado luego de retirar la película de acetato es el de la foto a la izquierda. Si las pistas no quedan totalmente adheridas al pertinax, pueden utilizar un marcador indeleble para "retocar" las pistas del circuito.

Luego de tener el pertinax con el circuito impreso, pasamos a sumergir la placa en Percloruro de Hierro, encargado de "comerse" todo el cobro salvo el que esta protegido por las pistas en negro.

El percloruro de hierro tiene que ser mezlcado con un 15-20% de agua para acelerar el proceso.

Luego de aguardar entre 15-30 min, el resultado es el siguiente:

Como pueden ver, desapareció todo el cobre salvo el que se encuentra protegido por las pistas del circuito. Para poder descubrir las pistas, utilizamos un poco de esponja de aluminio.

Resultado luego de pasar la esponja de aluminio para descubrir las pistas.