Control Motores Pap Cc
Páginas: 9 (2056 palabras)
Publicado: 9 de julio de 2012
CONTROL DE MOTORES UTILIZANDO LOS MICROCONTROLADORES PIC16F87x
CURSO 2010/2011
CONTROL DE MOTORES
1.
Control de Motores de Corriente Continua
2. Control de Motores Paso a Paso
1
CONTROL DE MOTORES DE CORRIENTE CONTINUA
El control de un motor de corriente continua mediante un microcontrolador consiste en controlar su velocidad y el sentido de giro. Las curvas que representanla evolución de las diferentes magnitudes que intervienen en un motor cc, para una tensión de alimentación dada, se muestran en la siguiente gráfica.
Además se puede demostrar que la velocidad de rotación de un motor cc es directamente proporcional a la tensión de alimentación del mismo.
CONTROL DE MOTORES DE CORRIENTE CONTINUA
Para alcanzar el objetivo de controlar la velocidad y elsentido de giro de un motor de corriente continua utilizando un PIC hay que tener en cuenta que una línea de puerto de un PIC sólo es capaz de proporcionar unas pocas decenas de miliamperios, mientras que un motor de corriente continua, incluso siendo de pequeña potencia, consume varias centenas de miliamperios, o incluso uno o varios amperios, lo cual hace que se tenga que utilizar una circuiteríaque haga de interfaz o driver entre el PIC y el motor, lo que se conoce en la blibliografía como etapa de potencia. Otra cuestión a tener en cuenta es que al dar tensión a un motor cc con una cierta polaridad, éste gira en un sentido, y la única manera de hacerlo girar en sentido contrario es cambiando dicha polaridad. De esta manera para poder pasar de las decenas de miliamperios que proporcionaun microcontrolador a las varias centenas o incluso amperios que puede consumir un motor, se recurre al uso de transistores o bien etapas de amplificación consistentes en transistores en configuración Darlington, para amplificar la corriente. Y para poder invertir el sentido de giro del motor se recurre normalmente a una estructura conocida como puente en H.
2
CONTROL DE MOTORES DE CORRIENTECONTINUA
Como las aperturas y los cierres de los “interruptores” núnca son instantáneas, si en algún momento se hace que conduzcan a la vez Q1, Q2, Q3 y Q4, se producirá un cortocircuito. Para evitar esto se introduce un hardware adicional.
CONTROL DE MOTORES DE CORRIENTE CONTINUA
Tal y como se muestra en la figura, utilizando únicamente 3 líneas del microcontrolador se puede controlarel motor. La entrada “Enable” o de habilitación del puente en H, que habrá que poner a 1 para hacer girar al motor y los otros dos bits para controlar el sentido de giro, siendo uno el complemento del otro.
3
CONTROL DE MOTORES DE CORRIENTE CONTINUA
CONTROL DE LA VELOCIDAD DE UN MOTOR DE CORRIENTE CONTINUA La velocidad de giro de un motor cc es directamente proporcional a la tensión dealimentación. Para controlar la velocidad se varía dicha tensión, siempre sin superar la tensión nominal, generalmente mediante una técnica conocida como “Modulación por Anchura de Pulso” o PWM (Pulse Width Modulation). Esta técnica consiste en variar el tiempo en el que el driver del motor o puente en H está habilitado, es decir, la proporción de tiempo que está el motor encendido respecto de undeterminado período de tiempo, pues lo que se está variando es la tensión media de alimentación.
CONTROL DE MOTORES DE CORRIENTE CONTINUA
En general, las frecuencias que se aplican a los motores cc suelen estar comprendidas entre los 50 y los 1000 Hz. Dentro de este rango (hay motores que soportan frecuencias mucho mayores), lo importante no es la frecuencia en sí, sino la relación entre eltiempo que el motor está encendido y el período, obteniendo para frecuencias distintas pero con la misma relación TON/TPERIODO los mismos resultados.
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CONTROL DE MOTORES DE CORRIENTE CONTINUA
VCC R2 10k 17 18 1 2 3 6 7 8 9 10 11 12 13 15 1 9 2 7 10 15 16 VCC 8 1,2EN 3,4EN 1A 2A 3A 4A VCC1 VCC2 1Y 2Y 3Y 4Y 3 6 11 14 1
R1 33k
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4 16 SW1 RESET C3 100 nF VCC C1 14
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RA0/AN0...
CURSO 2010/2011
CONTROL DE MOTORES
1.
Control de Motores de Corriente Continua
2. Control de Motores Paso a Paso
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CONTROL DE MOTORES DE CORRIENTE CONTINUA
El control de un motor de corriente continua mediante un microcontrolador consiste en controlar su velocidad y el sentido de giro. Las curvas que representanla evolución de las diferentes magnitudes que intervienen en un motor cc, para una tensión de alimentación dada, se muestran en la siguiente gráfica.
Además se puede demostrar que la velocidad de rotación de un motor cc es directamente proporcional a la tensión de alimentación del mismo.
CONTROL DE MOTORES DE CORRIENTE CONTINUA
Para alcanzar el objetivo de controlar la velocidad y elsentido de giro de un motor de corriente continua utilizando un PIC hay que tener en cuenta que una línea de puerto de un PIC sólo es capaz de proporcionar unas pocas decenas de miliamperios, mientras que un motor de corriente continua, incluso siendo de pequeña potencia, consume varias centenas de miliamperios, o incluso uno o varios amperios, lo cual hace que se tenga que utilizar una circuiteríaque haga de interfaz o driver entre el PIC y el motor, lo que se conoce en la blibliografía como etapa de potencia. Otra cuestión a tener en cuenta es que al dar tensión a un motor cc con una cierta polaridad, éste gira en un sentido, y la única manera de hacerlo girar en sentido contrario es cambiando dicha polaridad. De esta manera para poder pasar de las decenas de miliamperios que proporcionaun microcontrolador a las varias centenas o incluso amperios que puede consumir un motor, se recurre al uso de transistores o bien etapas de amplificación consistentes en transistores en configuración Darlington, para amplificar la corriente. Y para poder invertir el sentido de giro del motor se recurre normalmente a una estructura conocida como puente en H.
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CONTROL DE MOTORES DE CORRIENTECONTINUA
Como las aperturas y los cierres de los “interruptores” núnca son instantáneas, si en algún momento se hace que conduzcan a la vez Q1, Q2, Q3 y Q4, se producirá un cortocircuito. Para evitar esto se introduce un hardware adicional.
CONTROL DE MOTORES DE CORRIENTE CONTINUA
Tal y como se muestra en la figura, utilizando únicamente 3 líneas del microcontrolador se puede controlarel motor. La entrada “Enable” o de habilitación del puente en H, que habrá que poner a 1 para hacer girar al motor y los otros dos bits para controlar el sentido de giro, siendo uno el complemento del otro.
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CONTROL DE MOTORES DE CORRIENTE CONTINUA
CONTROL DE LA VELOCIDAD DE UN MOTOR DE CORRIENTE CONTINUA La velocidad de giro de un motor cc es directamente proporcional a la tensión dealimentación. Para controlar la velocidad se varía dicha tensión, siempre sin superar la tensión nominal, generalmente mediante una técnica conocida como “Modulación por Anchura de Pulso” o PWM (Pulse Width Modulation). Esta técnica consiste en variar el tiempo en el que el driver del motor o puente en H está habilitado, es decir, la proporción de tiempo que está el motor encendido respecto de undeterminado período de tiempo, pues lo que se está variando es la tensión media de alimentación.
CONTROL DE MOTORES DE CORRIENTE CONTINUA
En general, las frecuencias que se aplican a los motores cc suelen estar comprendidas entre los 50 y los 1000 Hz. Dentro de este rango (hay motores que soportan frecuencias mucho mayores), lo importante no es la frecuencia en sí, sino la relación entre eltiempo que el motor está encendido y el período, obteniendo para frecuencias distintas pero con la misma relación TON/TPERIODO los mismos resultados.
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CONTROL DE MOTORES DE CORRIENTE CONTINUA
VCC R2 10k 17 18 1 2 3 6 7 8 9 10 11 12 13 15 1 9 2 7 10 15 16 VCC 8 1,2EN 3,4EN 1A 2A 3A 4A VCC1 VCC2 1Y 2Y 3Y 4Y 3 6 11 14 1
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