Control pwm digital

Control Velocidad Motor DC por PWM Digital.
Rodrigo Mercado Andres Vera
Abstract— this document is presented in order to show and explain the performance of the use of a PWM control for DC motor velocity applications.
INTRODUCCION
Gracias a los motores, el mundo se puede mover y lograr grandes avances en diferentes campos como laeconomía, tecnología, robótica y mecánica. Para ciertas aplicaciones la velocidad que un motor debe entregar no debe ser la máxima dado que esto podría causar daños en el sistema en que se encuentre incorporado. Por esta razón, aparecen diferentes formar de controlar esta velocidad, siendo una de ellas la modulación por ancho de pulso (PWM) que se encarga de controlar los dispositivos de potenciaque entregan la corriente necesaria para un motor en un determinado intervalo de tiempo con el fin de conseguir el comportamiento necesario.
OBJETIVOS
Explicar el funcionamiento del control PWM.
Analizar resultados de simulaciones
Analizar resultados del en el modelo real.
DIAGRAMAS ELECTRÓNICOS Y ELECTRICOS DEL SISTEMA

Figura 1. Generador señal de tren de pulsos con ciclo de trabajovariable a partir de un SET POINT ingresado por el usuario Esta es la Sección digital del proyecto.
El circuito generador del PWM está basado en cuatro componentes principales: Latch tipo D, Contador síncrono de de 4 bits, comparador de 4 bits, y un multiplexor de 2 canales de 2 a 1.
El latch tipo D se encarga de guardar el SET POINT digitado por el usuario a través de un teclado matricial.
Elcontador síncrono ascendente, cuenta desde el valor 0000 (‘0’) hasta el 1111 (‘15’) repetidamente.
23114109855687070109855002727961101091
1
B>AB<AB<A
2521331247651924050552450
0

65024010287000
B>A
Diagrama de estados Representativo Para El pwm Motor DC.
El comparador se encuentra constantemente comparando el SET POINT del usuario (Palabra binaria B) con el número enviado porel contador (palabra binaria A) en cada pulso positivo de la señal cuadrada que sincroniza todo el circuito (CLOCK).En el intervalo en que el valor del contador es menor al SET POINT, la salida A<B se encuentra en ‘1’. Cuando el contador es mayor al SET POINT el valor para esta salida es ‘0’, generando así, un ciclo de trabajo variable por medio de un SET POINT que indica el porcentaje de lavelocidad del motor requerida por el usuario.
El multiplexor se encarga de la inversión de la señal PWM para el envío a la etapa de potencia donde posteriormente será enviada al motor para su arranque y funcionamiento. Este dispositivo básicamente contiene la señal de PWM y la tierra del circuito alternada para cada uno de los dos canales del multiplexor, donde, a través del bit de selección secontrola si la señal está o no invertida respecto de la señal original.

Figura 2. Divisor de frecuencia
Este circuito se encarga de reducir la frecuencia entregada por el oscilador de cuarzo (25 MHz) a una frecuencia en la cual la etapa de potencia y el motor DC puedan trabajar adecuadamente.
El divisor de frecuencia posee una frecuencia de salida de aproximadamente 6.1 KHz debido a ladivisión de la frecuencia de entrada sobre 2n, siendo n el número de Flip Flops.

Figura 3. Circuito de muestreo en display 7 segmentos de la velocidad del motor (porcentaje).
Este circuito muestra la velocidad del motor DC en porcentaje requerida por el usuario.
La primera parte es un multiplicador binario de 8 bits el cual multiplica el SET POINT del usuario por una constante con el fin delograr mostrar un porcentaje de velocidad lógico y entendible en pantalla.
La segunda parte del circuito, es un conversor de binario a BCD para luego ser enviada su salida a los conversores de BCD a 7 segmentos y luego ser visualizados en los displays.
Debido a la lógica manejada por algunos de los componentes puestos en el kit de desarrollo UP2, es necesario negar cada salida del conversor a 7...