Control de un motor universal

CONTROL DE UN MOTOR
UNIVERSAL
JOHN ALEXANDER GOMEZ VALBUENA – alexgmez@hotmail.com

1. RESUMEN
En este proyecto vamos a realizar el control de un motor universal desde una interfaz en un PC, mediante un microcontrolador.
La interfaz permite que el motor gire en un sentido u otro, aumentar o disminuir su velocidad mediante PWM, detener el motor y tomar lectura de la velocidad del motor.Para esta finalidad hemos de dividir el circuito en dos partes: control y potencia. El control está a cargo de un microcontrolador que recibe órdenes del PC a través de protocolo serial; y la etapa de potencia está a cargo de un puente H el cual en su parte inferior recibe el PWM generado por el micro.
ABSTRACT
In this project we will make the universal motor control from an interface on a PCthrough a microcontroller.
The interface allows the motor rotates in one direction or another, increase or decrease its speed by PWM, stop the engine and make reading the engine speed.
For this purpose we divide the circuit into two parts: control and power. The control is performed by a microcontroller that receives commands from the PC through serial protocol, and the power is in charge of anH-bridge which at the bottom receives the PWM generated by the micro.
2. OBJETIVOS
GENERAL
Controlar un motor universal desde una interfaz en un PC.
ESPECIFICOS
* Controlar sentido de giro y la velocidad.
* Realizar un software en el PC para el control del motor a través de una interfaz gráfica.

3. EQUIPOS E INSTRUMENTOS
OSCILOSCOPIO

Este instrumento es el más importantedentro del desarrollo del proyecto, pues nos permite verificar el funcionamiento del circuito, detectar fallas, hacer mediciones.
MULTIMETRO

Este instrumento nos ayudara sobre todo a medir corrientes dentro del circuito, ya que el osciloscopio solo nos muestra señales de voltaje.
COMPUTADOR

Equipo en el cual correremos el software para controlar el motor.
MOTOR

Este es el elemento acontrolar.
4. DISEÑO Y SIMULACIÓN
El diseño lo vamos a dividir en varias etapas que se ven en la siguiente figura.

Diseño del Max 232
Este circuito nos permite convertir niveles lógicos TTL a niveles del protocolo RS 232.

Se realizó un PCB especialmente para este circuito ya que puede ser utilizado para futuras aplicaciones que involucren conexión con un PC.
Mediante los programasISIS y ARES se realizó este PCB.

Fuente de 90 V

Regulador 5v DC
Esta fuente se realizo para alimentar el microcontrolador, el max232, el sensor óptico y la LCD.
concepto | cantidad | R[ohm] | I [A] |
Led LCD | 2 | 300 | 0,033 |
Led Sensor | 1 | 220 | 0,022 |
Trans. Sensor | 1 | 10000 | 0,0005 |
Microcontrol | 1 | | 0,005 |
Max 232 | 1 | | 0,01 |
Led Optoacople | 5 | 330 |0,075 |
TOTAL | | | 0,1455 |

Con un margen de error tomamos como referencia una corriente de 200mA.

R1=VRMS* 2I=6* 250mA=169Ω≈150Ω
PR1=V2R1=36*2150=0.48W
C1= Xτf*R= 10120Hz*25Ω=3300μF@50V
Yo utilice un C1 de 4700micros debido a que ya lo tenía.
Puente H
El circuito puente H es el que nos va permitir que la corriente circule en dos direcciones a través del rotor del motor y así podercambiar el sentido de giro.

Para el diseño de este puente H, debemos tener en cuenta la corriente que necesita el motor, tanto nominal como de arranque, además el voltaje con el que se va a alimentar.
Datos del Motor
Corriente nominal = 700mA
Corriente Arranque=1.5 A
Voltaje de alimentación= 90V DC
Con estos datos seleccionamos los componentes tales como Mosfets y Diodos de protección,además del driver.
Se escogió el mosfet IRF640N debido a que cumplia con estos requicitos principales.
Y los Diodos FR307.
“Se adjuntan los datasheets de estos componentes con sus principales características para el diseño resaltadas”.

Microcontrolador
El circuito del microcontrolador será el siguiente:

EL programa del microcontrolador realiza las siguientes funciones.
* Inicia con...