Control de velocidad de un motor de CC

INFORME DE LABORATORIO #5, ABRIL 2016

1

Laboratorio #5: Control de velocidad con inversi´ inversion o´ n de giro para un motor de CC mediante puente H Diaz, Manuel (2130287) y Rinc on, o´ n, Adalberto (2130277) manuel.alejandro.diaz.zapata@gm [email protected], ail.com, [email protected] [email protected] m Universidad Auntonoma o´ noma de Occidente

Resumen—En —En este este info inform rmee est estan a´ n regist registrad rados os los proces procesos, os, result resultado adoss y conclus conclusion iones es realiza realizados dos durant durantee la pr´ practic a´ ctica a de manejo manejo de un motor motor de corrien corriente te continu continua a mediant mediantee el shield shield DFRduino L289P para la tarjeta Arduino Uno. Terminando la pr´ practica a´ ctica se obtuvieron algunos resultados esperados y otros no esperados, de los cuales se sacaron conclusiones de la pr´ practica. a´ ctica.

velocidad destaca por ser silencioso, su peque no n˜ o tama˜ tamano n˜ o y reducido consumo. Resulta id oneo o´ neo para aplicaciones en las que se necesita una alta velocidad de giro.

Index Terms—Motor, Velocidad, Corriente continua, Puente H, Arduino, Shield, Driver.

I.

´ I NTRODUCCION

Debido a la necesidad de generar movimiento a partir de la energ´ıa ıa eléctrica ectrica para aplicaciones aplicaciones de diverso diversoss tipos, tipos, los motores de corriente continua ofrecen una gama muy amplia de soluci solucione oness para para diver diversos sos proble problemas mas,, esto esto se puede puede ver ver en proyec proyectos tos de rob´ robotica o´ tica y radio radio control control donde usualmente usualmente son utilizados. Y debido a la popularización on de estos campos se han desarrollado dispositivos que simplifican la conexión, protecci´ proteccion o´ n y uso de estos, permitiendo a casi cualquier persona realizar diversos proyectos. II. II-A.

´ M ARCO TE ORICO

Motor de corriente cont´ınua ınua

El motor de corriente continua es un elemento que permite transformar energ´ energ ´ıa ıa el´ electrica e´ ctrica en energ´ energ´ıa ıa mec´ mecanica, a´ nica, estos motores pueden trabajar en dos estados, con carga o en vac ´ıo; ıo; el primero se refiere a cuando el motor se encuentra arrastrando o soportando soportando cualquie cualquierr resisten resistencia cia interna interna (carga) (carga) mientras mientras el segun segundo do se refiere refiere a la situaci situacion o´ n en donde el motor no esta esta arrast arrastran rando do ni soport soportand ando o carga carga alguna alguna.. Los motore motoress de corriente corriente continua continua pueden pueden clasificar clasificarse se segun segun la forma forma de conexion entre las bobinas inductoras e inducidas entre si en: Motor de exitaci on o´ n independiente. Motor en serie. Motor Shunt. Motor Compound. Antes Antes de realiz realizar ar la imple implemen mentac taci´ ión on del circui circuito to desead deseado o se llev llevo o a cabo cabo una una seri seriee de inve invest stig igac acio ione nes, s, entr entree ella ellass esta esta el dete determ rmin inar ar las las espe especi cific ficac acio ione ness de dos dos moto motore ress DC. DC. Para este este labor aboraatori torio o se traba rabajjo con con motor otores es de corr corrie ient ntee cont contin inua ua con con una una tens tensio ion n de trab trabaj ajo o de 12 12V V D C , con con esta esta info inform rmac aci´ ión de inic nicio se enco encon ntró:

Motor Motor DC reduc reductor tor 12V 330 RPM S33001 S330010: 0: Motor reductor de 12V 300 rpm con una fuerza nominal de 1,3 Kgcm y 4 kgcm a m´ maxima a´ xima eficiencia. Este motor de alta

Figura Figura 1. Motor Motor

12V D C 330

RPM

Tensi´ Tension o´ n nominal Velocidad sin carga Consumo sin carga Consumo nominal Velocidad nominal Fuerza nominal Fuerza a m´ maxima a´ xima eficiencia Consumo en frenado Potencia de salida Diámetro ametro máximo aximo Diámetro ametro eje Rosca fijación on

12 12V V 300RP 300 RP M 140mA 140 mA < 800 800mA mA 220RP 220 RP M 1, 3kgf.cm/0 kgf.cm/0, 13 13N.m N.m 4kgf.cm/0 kgf.cm/0, 39 39N.m N.m 3000mA 3000mA 2, 9W 37 37mm mm 6mm 4xM 3

Tabla 1. Especificaciones Motor DC.

La inform informaci ación o´ n sumi sumini nist stra rada da en la tabl tablaa ante anteri rior or sera sera de suma suma impo import rtan anci ciaa al mome moment nto o de deci decidi dirr el moto motorr que que se adec adecue ue a los los requ requis isit itos os y adem ademas as los ran rangos gos de valore loress a los cuale ualess trab trabaj ajaa sin sin lleg llegar ar a reci recibi birr daos daos.. Otra Otra info inform rmac acii o´ n que es sumi sumini nist stra rada da para para el usua usuari rio o junt junto o con con la tabl tablaa es un plano plano con el dimens dimension ionami amient ento o del eleme elemento nto..

Motor DC 12V 150 RPM S330012: Motor reductor de 12V 150 rpm con una fuerza nominal de 2,3 Kgcm y 7 kgcm a m´ maxima a´ xima eficiencia. Este motor de alta velocidad destaca por ser silencioso, su pequeño no tamaño no y reducido consumo. Resulta id oneo o´ neo para aplicaciones en las que se necesita una alta velocidad de giro.


2

tipo tiposs de regu regula lado dore ress de tens tensio ion n sien siendo do el mas mas senc sencil illo lo un diod diodo o zene zenerr,tam ,tambi bien en se encu encuen entr tran an inte integr grad ados os para para cump cumpli lirr esta esta func funcio ion n como como la seri seriee LM78 LM78xx xx,, los los cual cuales es hacen acen refe refere renc nciia a regu regullador adorees de tens ensi on o´ n posi positi tiva va..

II-D. LED:

Figura Figura 2. Motor Motor

12V D C 150

RPM

Tensi´ Tension o´ n nominal Velocidad sin carga Consumo sin carga Consumo nominal Velocidad nominal Fuerza nominal Fuerza a m´ maxima a´ xima eficiencia Consumo en frenado Potencia de salida Di´ Diametro a´ metro m´ maximo a´ ximo Di´ Diametro a´ metro eje Rosca fijacion o´ n

12 12V V 150RP 150 RP M 140mA 140 mA < 800 800mA mA 110RP 110 RP M 2, 3kgf.cm/0 kgf.cm/0, 23 23N.m N.m 7kgf.cm/0 kgf.cm/0, 69 69N.m N.m 3000mA 3000mA 2, 6W 37 37mm mm 6mm 4xM 3

LED viene viene del acroni acronimo mo ingles ingles LightLight-Emi Emitti tting ng diode diode o diodo diodo emisor emisor de luz, luz, es un elemen elemento to electr electroni onico co que posee polaridad es decir un anodo y un katodo, en otras palabras para que un led pueda funcionar se debe tener en cuenta la polaridad al momento de conexci on, o´ n, para que el flujo de corriente vaya de anodo a´ nodo hacia el catodo a´ todo y asi este elemen elemento to encien encienda, da, en forma forma contrari contraria, a, el led no funcionara funcionara;; por dicha restricc restriccii on o´ n existen formas para dicernir la polaridad de cada pata, bien sea por medio de un multimetro o comparando la longitud de las mismas donde la pata mas larga siempre va a ser el anodo. a´ nodo. Otro dato a considerar al momento de emplear leds es que dependiendo del color la tension que requiere sera mayor o menor, a continuacion se presenta una tabla donde detalla esta informaci´ informacion: o´ n:

Tabla 2. Especificaciones Motor DC.

Al igua iguall que que en las las espe especi cific ficac acio ione ness del del prim primer er motor motor,, este este tambi´ también e n cuen cuenta ta con con su resp respec ecti tivo vo plan plano o y dime dimens nsio iona nami mien ento to,, y comp compar aran ando do las las tabl tablas as se nota nota que que al ser ser la velo veloci cida dad d del del segu segund ndo o meno menorr a la del del prim primer ero, o, este este pued puedee ejer ejerce cerr un par par de tors torsii on o´ n sup superio eriorr lo cual cual dep depend endiend iendo o de la aplic plicac acii on o´ n per permite ite elegi legirr entr entree cual ual de los dos emplea plearr.

Figura Figura 3. Color Color led Vs Tensi Tensi on o´ n

Por ultim u´ ltimo o al moment momento o de realiz realizar ar la conex conexii o´ n de un led se recom recomien ienda da conect conectarl arlee en serie serie una resist resistenc encia ia de protecci´ proteccion o´ n para limitar el flujo de corriente que circula por el. e´ l.

II-B. Datasheet:

Los Los data datash shee eets ts u hoja hojass de dato datos, s, son son un docu docume ment nto o en el que que se encu encuen entr traa resu resumi mido do el func funcio iona nami mien ento to y otra otrass caracter´ caracter´ıstica ısticass de un compon component entee o subsis subsistem tema; a; dentro dentro de los los punt puntos os que que trat trataa se encu encuen entr tran an las las espe especi cific ficac acio ione ness tecni e´ cnica cas, s, una una intr introd oduc ucci cion on,, la refe refere renc ncia ia,, el fabr fabric ican ante te,, descripci´ descripcion o´ n funcional funcional,, esquemas esquemas entre otros. otros. Este elemento elemento es de suma importancia para relacionarse con los dispositivos que que se van van a trab trabaj ajar ar para para pode poderr util utiliz izar arlo loss de mane manera ra adecuada y evitar riesgos a la hora de realizar una conexi on. o´ n.

II-C.

Regulador de voltaje:

Los Los regu regula lado dore ress de volt voltaj ajee o regu regula lado dore ress de tens tensi´ ión, on, son dispos disposit itiv ivos os electr electró´ nicos diseados con el fin de mant manten ener er un nive nivell de tens tensii on o´ n consta constante nte.. Existe Existen n vario varioss

II-E. Protoboard:

La protob protoboar oard d o breadb breadboar oard d es un tabler tablero o con orifici orificios os que permiten realizar conexiones y es empleada para insertar componentes electr onicos o´ nicos y cables cables creand creando o as´ as´ı circuito circuitos, s, al permitir de manera sencilla modificar los circuitos es empleada para la prueba de un circuito antes de imprimirlos en placa de cobre, otro elemento que es empleado para armar circuitos es conocido como placa universal, la cual se diferencia en que esta es una placa delgada con m ultiples u´ ltiples orificios sobre un metal y que para su adecuado uso se deben soldar los elementos. Una protoboard contiene conexiones internas, generalmente trae dos filas en su extremo inferior y otras dos en su extremo superi superior or que se encuen encuentra tran n conect conectada adas, s, mient mientras ras que en la parte central cada una de las columnas esta conectada entre si.


3

II-F. Resistencia:

II-H. Capacitor

Las resistencias resistencias son un elemento elemento electrónico onico pasivo cuya funci´ funcion o´ n es opon oponer erse se al flujo flujo de corr corrie ient ntee en un circ circui uito to,, las resist resistenc encias ias mas mas comune comuness son las cer´ ceramicas a´ micas las cuales cuales pueden pueden encont encontrar rarse se en una amplia amplia gama gama de valor valores es y cuya cuya denominaci´ denominacion o´ n se ha catalogado seg un u´ n un codigo o´ digo de colores, a continuac continuaci´ ión o n se pres presen enta ta dich dicho o código. odigo. Otro aspecto im-

Un capaci capacitor tor o conden condensad sador or es un elemen elemento to electr electroni onico co pasiv pasivo o capaz capaz de almace almacenar nar energ energ´´ıa ıa susten sustentan tando do un campo campo el´ electric e´ ctrico. o. los conden condensad sadore oress poseen poseen un tiempo tiempo de carga carga y descarga, es decir el tiempo que les toma alcanzar el valor de tensi´ tension o´ n estipulado(si un condensador se conecta en paralelo a una fuente de tensi on, o´ n, este tendera a estabilizarse en el valor de tensi´ tension o´ n de la fuente). La unidad de medida para este elemento es el Faradio y las ecuaciones relativas son:

dV (t (t) ) dt b V (t (t) = dfrac1 dfrac1c ∗ a i(t) dt I (t) = c

II-I. Diodo

Figura Figura 4. Resistenci Resistenciaa tabla de colores

portante portante sobre las resistencia resistenciass es que no poseen poseen polarida polaridad, d, caracter´ caracter´ıstica ıstica que les permi permite te ser conect conectada adass sin impor importar tar la oritencac oritencacii on o´ n de las patas respecto respecto al flujo flujo de corrie corriente nte,, ademas ademas este elemen elemento to disipa disipa calor por lo que entre entre mayor mayor sea la potencia que este disipe presentara un aumento en su temperatura; por ultimo para considerar el valor de resistencia que se va a emplear en un circuito se debe conocer la tension, corriente y potencia que deber a´ soportar y de acuerdo a esto elegir elegir la resisten resistencia cia con las caracter caracter´´ısticas ısticas id´ idoneas o´ neas de otro otro modo el elemento no funcionara como es debido, presentara fallos o se daara. Las ecuaciones empleadas para este elemento se conocen como ley de ohm:

V = I ∗ R P = V ∗ I

II-G. Potenci ometro ´

Los potenci potenciómetro ome ´ tross o re´ reostato o´ statoss son aplica aplicacio ciones nes de una resistencia variable, estos cuentan con 3 terminales, donde una es conocida como cursor. Los potenciómetros ometros poseen un valor nomina nominall y un cursor cursor que tiene la capaci capacidad dad de despla desplazar zarse se por medio de perilla, este cursor cumple la funci on o´ n de dividir la resi resist sten enci ciaa nomi nomina nall en dos, dos, cuyo cuyoss valo valore ress al suma sumars rsee siempre ser an a´ n equivalentes al nominal. Como se mension o´ las resistenc resistencias ias variabl variables es pueden pueden ser conocidos conocidos como re óstatos ostatos o potenci potenciómetr o´ metros, os, la difere diferenci nciaa recae recae en que el primer primero o se conecta en serie al circuito y es utilizado para regular corriente mientras que el segundo se conecta en paralelo y se emplea para regular regular tensi´ tension. o´ n. Otro elemento de resistenc resistencia ia variabl variablee muy emplea empleado do es conoci conocido do como como trimm trimmers ers,, los cuales cuales a ´ diferencia de los potenci ometros normales son mas estables.

Un diod diodo o es un elem elemen ento to el´ electri e´ ctrico co de dos termin terminale aless que que perm permit iten en la circ circul ulac acii o´ n de cor corrien riente te en un unico u´ nico sentido, sentido, de anod a´ nodo o a catodo. a´ todo. Este termino generalm generalmente ente es empleado para referirse a un diodo semiconductor. Una de las aplicaciones de los diodos es la de protección, on, esto se debe a sus caracetr´ caracetr´ısticas, ısticas, las cuales de acuerdo a su material de conformaci on o´ n necesita cierto valor de tension para romper una barrera de potencial y permitir que el diodo conduzca, ademas de que solo resiste el paso de corriente directa hasta un rango determin determinado ado y llegado llegado el caso donde se supere supere el elemento elemento que se daa es el diodo y no la carga. Algunos diodos pueden ser utiliz utilizado adoss como como regul regulado adores res de tensio tension n (diodo (diodo zener) zener)..

II-J. Transistor

´ Un trans transist istor or es un eleme elementr ntro o electr electronico semiconductor de tres tres entr entrad adas as,, depe depend ndie iend ndo o del del tipo tipo de tran transi sist stor or el nomb nombre re de las las entr entrad adas as pued puedee varia ariarr, toma tomand ndo o como como ejempl ejemplo o un transi transisto storr BJT, BJT, sus termi terminal nales es son conoci conocidos dos como como base base,e ,emi miso sorr y cole colect ctor or.. El tran transi sist stor or es util utiliz izad ado o para para contro controlar lar median mediante te uno de sus termin terminale aless su salida salida en corr corrie ient nte. e. Exis Existe ten n dife difere rent ntes es tipo tiposs de tran transi sist stor ores es y dife difere rent ntes es modo modoss de cone conexi xió´ n para estos, y segu´ n lo ante anteri rior or pued pueden en cump cumpli lirr func funcio ione ness de ampl amplifi ifica cado dorr de potencia, incrementar tensión, on, conmutadores, osciladores,etc.

II-K.

Rel e´ ´

un rel rele´ o relev relevado adorr es un dispos dispositi itivo vo electr electroma omagn gn etico e´ tico que contie contiene ne un embobi embobinad nado o y unos unos termin terminale ales. s. Se utili utiliza za para para cont contro rola larr por por medi medio o de una una seal seal de un circ circui uito to el acci accion onaamien miento to de un cont contac actto ya sea sea para ara cerra errarr o abri brir un circu ircuiito, este este elem lement ento tam tambi´ bien e´ n perm permit itee separ eparar ar y al mismo ismo tiem tiempo po pro protege tegerr eleme lement ntos os que func funcio iona nan n a baja baja corr corrie ient ntee como como sist sistem emas as de cont contro roll con la alimen alimentac tacii on o´ n de los los elem elemen ento toss de alta alta dema demand nda. a.


4

II-L. Arduino

Arduino es una compaa de hardware libre, la cual desarrolla placas placas de desarroll desarrollo o que integran integran un microcont microcontrola rolador dor y un entorno de desarrollo (IDE), diseñado nado para facilitar el uso de la electrónica onica en proyectos multidisciplinarios. El hardware consiste en una placa de circuito impreso con un microcontrolador, usualmente Atmel AVR, y puertos digitales y analgicos de entrada/salida,los cuales pueden conectarse a placas de expansin (shields) que expanden las caractersticas de funcionamiento de la placa arduino. Para este laboratorio se empleo una tarjeta de aruduinoUNO que es una placa controladora que tiene como base al arduino ATmega328P. A continuacion o´ n se presenta la tabla de caracteristicas a tener en cuenta:

I II.

C IRCUITO REALIZADO

El circui circuito to consta consta un shield shield para Arduino Arduino Uno el cual cual a trav´ traves e´ s de una salida digital del Arduino se activa la inversi on o´ n de giro de uno de los motores que se encuentra conectado y una salida analgica controla la velocidad del motor deseado. Este Este dispos dispositi itivo vo cuenta cuenta con difere diferente ntess configu configurac racion iones es y formas formas de alimenta alimentaci ci on, o´ n, la veloc velocida idad d puede puede ser contro controlad ladaa media mediante nte PWM (Modu (Modulac lacii o´ n por ancho de pulso) o PLL PLL (Laz (Lazo o de segu seguim imie ient nto o de fase fase); ); hast hastaa dos dos moto motore ress ´ de una corrient pueden pueden ser conectado conectados, s, con la restricc restriccii on corrientee ma´ xim xima de 2A. 2A. Ade Ademas, a´ s, cuen cuenta ta con con la sele selecc cciio´ n de ´ del motor, alimentaci on motor, ya sea mediante mediante la placa placa Arduin Arduino o o una una fuen fuente te exter xterna na.. Todas odas esta estass confi configu gura raci cion ones es se realizan mediante el cambio de lugar de jumpers en la tarjeta. En la figura figura 1 se puede puede observ observar ar una configura configuraci ción o´ n similar similar pero pero configu configurad radaa median mediante te el uso de un circui circuito to integ integrad rado o L298P L298P y jumper jumperss para para la conex conexii on o´ n con la tarjet tarjetaa Arduin Arduino. o.

Figura 5. ArduinoUNO caracteristicas

Como se menciono al arduino pueden conectarsele extensiones o shield, elemento que tambien fue requerido al momento de montar el circuito, en este caso el shield utilizado fue el dfrduino l298p, este cuenta con las siguientes caracter ´ısticas: ısticas:

Figura Figura 7. Sistema Sistema usando circuito circuito integrado integrado

I V.

´ A N ALISIS

Este Este circ circui uito to cuen cuenta ta con con tres tres part partes es,, la prim primer eraa es la configuración on del tipo de contro controll y fuente fuente de alimen alimentac taci´ ión on mediante jumpers en el shield, la segunda es la configuración on del sistema sistema de mando mando y la tercer terceraa aa es la progra programac macii on o´ n del microcontrolador. Figura 6. Dfrduino l298p caracter´ısticas ısticas

II-M.

Puente Puente H: H:

Un Puen Puente te en H es un circ circui uito to elec electr trónico o´ nico que permite permite a un motor motor el´ electri e´ ctrico co DC girar girar en ambos ambos sentid sentidos, os, avanc avancee y retroc retroceso eso.. Son ampli ampliame amente nte usados usados en rob´ robotic o´ ticaa y como como convert convertidore idoress de potencia potencia.. Los puentes puentes H estn disponibles disponibles como circuitos integrados, pero tambin pueden construirse a partir de componentes discretos.

IV-A. IV-A.

Configuraci´ Configuracion ´ de los jumpers en el shield

Com Como se pued puedee obse bservar rvar en la figur figuraa 2, el shi shield eld cuen cuenta ta con con dos dos grup grupos os de jump jumper ers, s, dond dondee el grup grupo o 1 permite permite configurar configurar como fuente fuente de alimentac alimentaci´ ión on del motor motor la tarj tarjet etaa Ardu Arduin ino o (rec (recom omen enda dado do para para moto motore ress que que no consum consuman an ma´ s de 70mA a 3.3V o 5V) o una fuente externa externa de alimentac alimentacii on o´ n (motores (motores que consuman consuman hasta 2A). El grup grupo o 2 de jump jumper erss perm permit itee confi configu gura rarr el cont contro roll de velocidad mediante PWM o PLL, cambiando as´ as ´ı los pines de entrada para las variables propuestas por el fabricante como


5

Figura Figura 8. Configura Configuraci cion o´ n de los jumpers en el shield

E1, E2, los cuales son los activadores de los motores M1 y M2 respectivamente, M1 y M2 que son los direccionadores del del sent sentid ido o de giro giro,, como como se mues muestr traa en la figur figuraa 3.

Ex 0 1 1 PWM PW M

Mx X 1 0 X

Motor X desactivado Motor X activado hacia adelante Motor X activado en reversa Cont Contro roll de velo veloci cida dad d medi median ante te PW PWM M

Figura Figura 9. Tabla Tabla de verdad para el shield DFRduino DFRduino L298P

Estas configuracione configuracioness permiten permiten al usuario, usuario, dependien dependiendo do de la aplicaci aplicación o´ n y expe experi rien enci ciaa que que teng tengaa con con esto estoss tipo tiposs de ˜ es, contro se˜ senales, nal controlar lar la veloc velocida idad d del motor. motor. En el caso caso de la pr´ practica a´ ctica,, se hizo hizo contro controll median mediante te el uso de seales seales PWM, donde se variaba desde 0 a 255 el ciclo útil util de la seal, siendo 0 equivalen equivalente te al 0 % del ciclo util u´ til y 255 al 100 %. El valor valor de esta seal puede ser dada directamente en el c odigo o´ digo o mediante la lectura anal ogica o´ gica de la tensi on o´ n en un potenciometro. o´ metro. IV-B.

Configuraci´ Configuracion ´ del sistema de mando

Para Para la inve inversi rsión o´ n de giro giro se lee un valor alor dig digital ital de un inte interr rrup upto torr, dond dondee si este este se encu encuen entr traa acti activo vo la entr entrad adaa digi digita tall asig asigna nada da al pin pin 10 se encu encuen entr traa en un niv nivel acti activ vo, de lo cont contra rari rio o se encu encuen entr traa en un niv nivel bajo bajo,, esto esto se logr lograa cone conect ctan ando do el term termin inal al com´ común del interr interrupt uptor or a 5V, 5V, y luego luego utiliz utilizand ando o una resist resistenc encia ia para para limi limita tarr la corr corrie ient ntee que que lleg llegaa al pin pin de tier tierra ra o GND. GND. Lue Luego, go, para para el con control trol de veloc elociidad, dad, se uti utiliza iza un potenciómetro ometro rotato rotatori rio, o, donde donde sus termin terminale aless derech derecho o e izquierdo son conectados a 5V y GND respectivamente, y el terminal del medio al pin anal ogico o´ gico A0. Esto se hace con el fin de leer el valor de tensi on o´ n en el pin A0 para as´ as ´ı lograr un control control manual de la velocidad velocidad mediante el cambio cambio de este valor. IV-C.

Programaci´ Programaci´ on del microcontrolador

Debido a que el microcontrolador est a´ embebido en una tarjeta Arduino, su programaci on o´ n se hace ma´ s sencilla usando el IDE Arduino. Busc Buscan ando do la hoja hoja de dato datoss del del shie shield ld util utiliz izad ado, o, se di´ dio´ ´ con el codigo odigo recom recomend endado ado por el fabri fabrican cante, te, en el cu´ cual a´ l

Figura Figura 10. Control Control de inversi´ inversión on de giro y velocidad

se explica explica brevem brevemente ente c omo o´ mo se le deben deben envia enviarr las seales seales al driver y por que pines como se puede observar en la figura 5.

//Arduino //Ardu ino PWM Spe Speed ed Con Contro trol l int E1 = 5; int M1 = 4; int E2 = 6; int M2 = 7; void set void setup( up() ) { pinMode(M1, pinMode(M1, OUTPUT); OUTPUT); pinMode(M2, pinMode(M2, OUTPUT); OUTPUT); } void loo void loop() p() { int val value; ue; for( for(va valu lue e = 0 ; valu value e <= 255; 255; valu value+ e+=5 =5) ) { digitalWrite(M1,HIGH); digitalWrite digitalWrite(M2, (M2, HIGH); analogWrite( analogWrite(E1, E1, value); value); analogWrite( analogWrite(E2, E2, value); value); delay(30); } } Figura Figura 11. Código odigo recomendado por DFRobot

Uti Utiliza lizand ndo o este ste código como base, se procede a modi modific ficar arlo lo para para logr lograr ar la inve invers rsii on o´ n de giro giro medi median ante te un switch y el control de velocidad mediante un potenci´ potencio´ metro como se muestra en la figura 4. En el c´ codig o´ digo o se a naden n˜ aden dos varia variable bless las cuales cuales son Pot para indicar el pin al que estar a´ conectado el potenci ometro o´ metro y sensorValor que toma toma los los valo valore ress regi regist stra rado doss por por Pot y lo multip multiplic licaa por 0.25 0.25 para para luego luego regis registr trarl arlos os como como el valo valorr del del PW PWM, M, esta esta oper operac aci´ ión o n se real ealiza ya que que el valor alor maximo a´ ximo regis registra trado do por Pot es es de 1023 y como ´ el valor lor maxim ximo del del PW PWM M debe ebe ser ser de 255, 255, 0.25 0.25 es


el valor valor apropi apropiado ado de escala escala para para lograr lograr el rango rango desead deseado. o. Lueg Luego o se proc proced edee a envi enviar ar las las seal seales es al shie shield ld medi median ante te dos pines pines digita digitales les (M1 y M2) y los valore valoress de los PWM mediante mediante pines pines anal´ analogic o´ gicos os (E1, (E1, E2). E2). Esto Esto segu seguid ido o de una una espera de 250 milisegundos para evitar un posible error con la lectura de las señales, nales, es decir, se está muestreando a 4Hz el valor de tensi on o´ n entregado por el potenci ometro. o´ metro. A en la figura 6, se muestra el codigo o´ digo final cargado al Arduino UNO:

//Arduino //Ardui no PWM Spe Speed ed Con Control trol int E1 = 5; int M1 = 4; int E2 = 6; int M2 = 7; int int SW4 SW4 = 10; 10; int int Pot Pot = A0; A0; void set void setup( up() ) { pinMode(M1, pinMode(M1, OUTPUT); OUTPUT); pinMode(M2, pinMode(M2, OUTPUT); OUTPUT); pinMode(SW4, pinMode(SW4, INPUT); INPUT); } void voi d loo loop() p() { int sen sensor sorVal Valor or = ana analogR logRead ead(Po (Pot)/ t)/4; 4; digitalWrite( digitalWrite(M1, M1, digitalRead(S digitalRead(SW4)); W4)); digitalWrite( digitalWrite(M2, M2, 0); analogWrite(E analogWrite(E1, 1, sensorValor); sensorValor); analogWrite(E analogWrite(E2, 2, 0); delay(250); } Figura Figura 12. Código odigo utilizado utilizado para el mando del motor motor

Cabe resaltar que el control de velocidad se puede realizar median mediante te código odigo o implemen implementando tando un sistema sistema electrom electromec´ ecáanico que env´ env´ıe ıe se˜ senales n˜ ales al microcontrolador.

V.

C ONCLUSIONES

Experimentando con el potenciómetro, ometro, se halló que si no se escala el valor que éste este entrega (1023), la velocidad ´ plo de del motor motor bajar bajará´ una una vez vez pase pase por alg algun u´ n multiplo ulti 255 y comenz comenzar ará´ a asce ascend nder er si se sigu siguee gira girand ndo o el potenci´ potenciometro. o´ metro. Al pone ponerr a func funcio iona narr un moto motorr DC con con un ardu arduin ino, o, se debe debe cons consid ider erar ar la dema demand ndaa de corr corrie ient ntee del del motor motor,, y es recome recomenda ndable ble imple implemen mentar tar un elemen elemento to pro protect tector or en cas caso de que que se pres presen ente te un corto orto el ardu arduiino no se vea afect fectad ado o, est este aspe aspeccto en el circ circui uito to real realiz izad ado o es real realiz izad ado o por por el shie shield ld..

6

R EFERENCIAS X , 3rd ed. Harlow, England: [1] H. Kopka and P. P. W. Daly, Daly, A Guide to L AT E Addison-Wesley, 1999. [2] DFRobot, Arduino Motor Shield (L298N) (SKU:DRI0009), (SKU:DRI0009), Disponible en la web en: http://goo.gl/sPB87V [3] Puente H, Disponible en la web en: https://goo.gl/STVN https://goo.gl/STVNMX MX [4] [4] DFRob DFRobot ot,2 ,2A A Moto Motorr Shie Shield ld for for Ardu Arduin ino, o, Disp Dispon onib ible le en la web web en:http://goo.gl/MDegbX [5] Arduino, Disponible Disponible en la web en:https://goo.gl/GXzob en:https://goo.gl/GXzob1. 1. [6] [6] Rel´ Rele, e´ , Disponible en la web en: https://goo.gl/bf2urY. [7] Motor DC, Disponible Disponible en la web en: https://goo.gl/tsHVLh. https://goo.gl/tsHVLh. [8] Motor DC, Disponible Disponible en la web en: https://goo.gl/XDDxpp. https://goo.gl/XDDxpp. [9] Datasheet, Disponible Disponible en la web en: https://goo.gl/evgpOI. https://goo.gl/evgpOI. [10] Regulado Reguladorr de Tensión, on, Disponible en la web en: https://goo.gl/d8dzjY. [11] LED, Disponible en la web en: https://goo.gl/EKJY3e. https://goo.gl/EKJY3e. [12] Conceptos basicos, Disponible Disponible en la web en: http://goo.gl/ljSiJ0. http://goo.gl/ljSiJ0. [13] Protoboard, Disponible Disponible en la web en: http://goo.gl/W8NCbd. http://goo.gl/W8NCbd. [14] Potenciometro, Disponible Disponible en la web en: https://goo.gl/beUMmu. https://goo.gl/beUMmu. [15] Protoboard, Disponible Disponible en la web en: http://goo.gl/W8NCbd. http://goo.gl/W8NCbd. [16] Potenci Potenciómetro, o´ metro, Disponible en la web en: https://goo.gl/beUMmu. [17] Potenciómetro, ometro, Disponible en la web en: http://goo.gl/V23hwi [18] Condensad Condensador or eléctrico, ectrico, Disponible en la web en: https://goo.gl/BUwPU7 [19] Diodo, Disponible Disponible en la web en: https://es.wikipedia.org/wik https://es.wikipedia.org/wiki/Diodo i/Diodo [20] Figura 1.SuperRobotica, MOTOR DC REDUCTOR 12V 300 RPM S330010, Disponible en la web en: http://www.superrobotica.com/S330010.htm. [21] Figura 2,SuperRobotica, MOTOR DC REDUCTOR 12V 150 RPM S330012, Disponible en la web en: http://www.superrobotica.com/S330012.htm. [22] Fi Figura 3, Color led vs te ns nsi o´ n, Disponible en la web en:http://goo.gl/8bTj1k. [23] [23] Figu Figura ra 4, Resi Resist sten enci ciaa tabl tablaa de colo colore res, s, Disp Dispon onib ible le en la web web en:http://goo.gl/SrtQGO. [24] [24] Figu Figura ra 5, Ardu Arduin inoU oUNO NO carac caracte teri rist stic icas as,, Disp Dispon onib ible le en la web web en:https://goo.gl/FyGR1j. [25] Figura 6, DFRobot,2A DFRobot,2A Motor Shield for Arduino, Arduino, Disponible en la web en:http://goo.gl/MDegbX [26] Figura Figura 7, W. Gutierrez Gutierrez , Univers Universidad idad Aut onoma o´ noma de Occidente, Gua de Aprendizaje Actividad 1 Motores DC.pdf, 2016.

Control de velocidad de un motor de CC

Recommend Documents