El circuito DC MOTOR SPEED CONTROL es principalmente un circuito PWM (Modulación de ancho de pulso) basado en 555 IC desarrollado para obtener voltaje variable sobre voltaje constante. El método de PWM se explica aquí. Considere un circuito simple como se muestra en la figura siguiente.
Si se presiona el botón si la figura, entonces el motor comenzará a girar y estará en movimiento hasta que se presione el botón. Esta presión es continua y está representada en la primera ola de la figura. Si, para un caso, considere que el botón se presiona durante 8 ms y se abre durante 2 ms durante un ciclo de 10 ms, durante este caso, el motor no experimentará el voltaje completo de la batería de 9 V ya que el botón se presiona solo durante 8 ms, por lo que el voltaje del terminal RMS en el motor rondará los 7V. Debido a este voltaje RMS reducido, el motor girará pero a una velocidad reducida. Ahora, el encendido promedio durante un período de 10 ms = tiempo de encendido / (tiempo de encendido + tiempo de apagado), esto se llama ciclo de trabajo y es del 80% (8 / (8 + 2)).
En el segundo y tercer caso, el botón se presiona incluso menos tiempo en comparación con el primer caso. Debido a esto, el voltaje del terminal RMS en los terminales del motor se reduce aún más. Debido a este voltaje reducido, la velocidad del motor disminuye aún más. Esta disminución de la velocidad con el ciclo de trabajo continúa ocurriendo hasta un punto en el que el voltaje del terminal del motor no será suficiente para hacer girar el motor.
Entonces, con esto podemos concluir que el PWM se puede usar para variar la velocidad del motor.
Antes de seguir adelante, debemos discutir el H-BRIDGE. Ahora este circuito tiene principalmente dos funciones, la primera es impulsar un motor de CC desde señales de control de baja potencia y la otra es cambiar la dirección de rotación del motor de CC.
Figura 1
Figura 2
figura 3
Todos sabemos que para un motor de CC, para cambiar la dirección de rotación, necesitamos cambiar las polaridades de la tensión de alimentación del motor. Entonces, para cambiar las polaridades usamos H-bridge. Ahora, en la figura 1 anterior, tenemos cuatro interruptores. Como se muestra en la figura 2, para que el motor gire, A1 y A2 están cerrados. Debido a esto, la corriente fluye a través del motor de derecha a izquierda, como se muestra en la 2ª parte de la figura 3. Por ahora, considere que el motor gira en el sentido de las agujas del reloj. Ahora, si los interruptores A1 y A2 están abiertos, B1 y B2 están cerrados. La corriente a través del motor fluye de izquierda a derecha como se muestra en el 1er.parte de la figura 3. Esta dirección del flujo de corriente es opuesta a la primera y, por lo tanto, vemos un potencial opuesto en la terminal del motor al primero, por lo que el motor gira en sentido antihorario. Así es como funciona un H-BRIDGE. Sin embargo, los motores de baja potencia pueden funcionar con un H-BRIDGE IC L293D.
L293D es un H-BRIDGE IC diseñado para impulsar motores de CC de baja potencia y se muestra en la figura. Este IC consta de dos puentes en H, por lo que puede impulsar dos motores de CC. Entonces, este IC se puede usar para impulsar los motores del robot a partir de las señales del microcontrolador.
Ahora, como se discutió antes, este IC tiene la capacidad de cambiar la dirección de rotación del motor de CC. Esto se logra controlando los niveles de voltaje en INPUT1 e INPUT2.
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Habilitar Pin |
Pin de entrada 1 |
Pin de entrada 2 |
Dirección del motor |
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Alto |
Bajo |
Alto |
Girar a la derecha |
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Alto |
Alto |
Bajo |
Girar a la izquierda |
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Alto |
Bajo |
Bajo |
Detener |
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Alto |
Alto |
Alto |
Detener |
Entonces, como se muestra en la figura anterior, para la rotación en el sentido de las agujas del reloj, 2A debe ser alto y 1A debe ser bajo. De manera similar, en el sentido contrario a las agujas del reloj, 1A debe ser alto y 2A debe ser bajo.
Componentes del circuito
- + Fuente de alimentación 9v
- Pequeño motor DC
- 555 temporizador IC
- Resistencias de 1K, 100R
- L293D IC
- 100K -220K preset o pot
- IN4148 o IN4047 x 2
- Condensador de 10nF o 22nF
- Cambiar
Diagrama de circuito
El circuito está conectado en la placa de pruebas según el diagrama del circuito de control de velocidad del motor de CC que se muestra arriba. La olla aquí se usa para ajustar la velocidad del motor. El interruptor sirve para cambiar la dirección de rotación del motor. El condensador aquí no debe tener un valor fijo; el usuario puede experimentar con él para encontrar uno correcto.
Trabajando
Cuando se suministra energía, 555 TIMER genera una señal PWM con una relación de trabajo basada en la relación de resistencia del potenciómetro. Debido a la olla y el par de diodos, aquí el capacitor (que activa la salida) debe cargarse y descargarse a través de un conjunto diferente de resistencia y, debido a esto, el capacitor tarda un tiempo diferente en cargarse y descargarse. Dado que la salida será alta cuando el condensador se esté cargando y baja cuando el condensador se esté descargando, obtenemos una diferencia en los tiempos de salida alta y baja, y por lo tanto el PWM.
Este PWM del temporizador se alimenta al pin de señal del puente h L239D para impulsar el motor de CC. Con la relación PWM variable, obtenemos un voltaje terminal RMS variable y, por lo tanto, la velocidad. Para cambiar la dirección de rotación, el PWM del temporizador se conecta al segundo pin de señal.