Articulo Control De Un Balancin Con Motor Y Helice

Junio de 2014. Universidad de Caldas de Manizales

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Control de posición de un balancín con motor y
hélice
Position control of a rocker with engine and propeller.
Alejandro Gil Restrepo. Daniel Mauricio Santa Castaño. Andrés Leonardo Restrepo García. Alejandro Betancur
Barrientos
Ingeniería mecatrónica, universidad de caldas, Manizales, Colombia
alejandro_gil_20@hotmail.com,leiron03@hotmail.com, alejobtc@hotmail.com,
Daniel.s.c.93@hotmail.com

Resumen— en el presente artículo se pretende esbozar la
implementación de un control de posición en una barra que
presenta un grado de libertad, el cual consiste en el giro respecto
a un eje, el movimiento de giro será provocado por una fuerza
de empuje producida por una hélice y un motor brushless de
corriente directa, de manera que controlandola velocidad de
giro del motor se podrá regular la fuerza de empuje que actúa
sobre la barra y con ello la posición, todo esto se logrará por
medio del arduino y el controlador PID, el cual es muy eficaz
para sistemas que deben actuar muy rápido, debido a que la
salida está en continuo cambio y tiende a estar muy inestable.

El control de posición de un balancín con una hélice y motor
consigue susustentación gracias al giro de su rotor principal,
impulsando el aire desde la parte superior a la inferior de su
rotor, y generando un potente chorro de aire debido al
‘principio o teorema de Bernoulli’. [1]

Palabras clave— control PID, balancín, hélice, arduino.

Para tener un buen control de posición del balancín hay que
tener la planta donde se va a trabajar y de allí sacar los datosnecesarios para su respectiva programación por medio del
arduino, su construcción es fácil y económica, lo que lo hace
muy útil en la industria común y de fácil mantenimiento.

Abstract— in this article is intended to outline the
implementation of a control position in a bar that has a degree of
freedom, which consist of the rotation about an axis, the
rotational movement is caused by a thrust forceproduced by a
propeller and a brushless motor in DC, so controlling the speed
of rotation of the motor can be regulated the thrust force acting
on the bar and thereby the position, all this will be achieved by
means of the arduino and PID controller which is very effective
for systems that must act very quickly, because the output is in
constant change and tends to be very unstable.
Key Word —PIDcontrol, rocker, propeller, arduino.

El perfil de las palas está diseñado de tal forma que el aire
circula a mayor velocidad por su parte superior que por la
inferior, a mayor velocidad hay menor presión y a menor
velocidad habrá mayor presión, es una aplicación sumamente
interesante y con un amplio campo de desarrollo a futuro.

II. CONTENIDO
Para este sistema tenemos que tener muy claro elfuncionamiento del motor brushless y su variador de
velocidad (ESC) ya que es fundamental para el armado del
motor y poder variar su velocidad.
Motor brushless (sin escobilla):

I.

INTRODUCCIÓN

El control de posición de un balancín con una hélice y motor
se ha vuelto muy popular en el campo de la mecatrónica. La
idea de un balancín móvil controlado ha surgido en años
recientes y ha atraído la atención delos investigadores de
sistemas de control alrededor del mundo, éste se podría
asemejar a un helicóptero en el cual el motor o la hélice son
mecánicamente inestables, por lo que es necesario explorar las
diversas posibilidades de implementación de sistemas de
control para mantener el equilibrio.

La característica principal de los motores DC sin escobillas es
que realizan la misma función de unmotor DC normal pero
remplazando el conmutador y las escobillas por switches de
estado sólido que funcionan con una lógica para la
conmutación de los embobinados.
Para controlar un motor de este tipo hay que mandar al ESC
señales como si quisiéramos controlar un servo normal. Estas
señales son cuadradas con un tiempo en alto que varía entre 1
y 2 milisegundos, que correspondería a un ángulo de...