{"id":1166,"date":"2012-02-27T18:11:15","date_gmt":"2012-02-27T17:11:15","guid":{"rendered":"http:\/\/www.diarioelectronicohoy.com\/blog\/?p=1166"},"modified":"2019-06-13T19:38:10","modified_gmt":"2019-06-13T17:38:10","slug":"control-de-motores-cc","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.diarioelectronicohoy.com\/blog\/control-de-motores-cc","title":{"rendered":"Control de motores CC"},"content":{"rendered":"

Prologo.<\/span><\/h1>\n

<\/a><\/p>\n

Este art\u00edculo, se puede considerar como una aplicaci\u00f3n que puede ser puesta en pr\u00e1ctica, de la teor\u00eda que se describe, en la que se emplean dos motores de corriente continua cuya aplicaci\u00f3n puede responder a la necesidad de un proyecto, utilizando su propia placa PCB o si se prefiere a un peque\u00f1o robot, en la que adquirir cierta experiencia en esta materia.<\/p>\n

Tambi\u00e9n se puede aplicar, sobre la placa de utilidad que, se encuentra en este mismo sitio, con el nombre escudo Arduino<\/a>, principalmente debido a que est\u00e1 basado en la creaci\u00f3n de una tarjeta con los conectores dispuestos de tal manera que \u00e9sta tarjeta, se pueda conectar directamente en el soporte del propio Arduino, digamos a lomos del mismo.<\/p>\n

El Circuito L2193.<\/span><\/h1>\n

El circuito integrado en el que nos basaremos es el L293d<\/strong><\/a>, en sus hojas de datos, podemos ver que, est\u00e1 compuesto por cuatro amplificadores con salida triestado, capaz de proporcionar una corriente de salida de hasta 1A por canal a tensiones de alimentaci\u00f3n desde 4’5V a 36V y con una entrada habilitable (chip Enable) que permite un control de salida dos de los amplificadores. Todas sus entradas son compatibles TTL. En el L293b, se deben utilizar diodos de alta velocidad externos, en la salida, para la supresi\u00f3n de transitorios inductivos. En la figura que sigue, se puede apreciar la tabla de la verdad, con la cual debe familiarizarse para tener un conocimiento m\u00e1s amplio de como se comporta este circuito.<\/p>\n

Seg\u00fan las especificaciones el L293b es un integrado monol\u00edtico de alta tensi\u00f3n, controlador de 4 canales, de alta corriente. B\u00e1sicamente esto significa que utilizando este chip, puede utilizar motores de corriente continua y fuentes de alimentaci\u00f3n de hasta 36 voltios, esos son motores muy grandes y el chip puede suministrar una corriente m\u00e1xima de 1A por canal. El chip L293b es tambi\u00e9n lo que se conoce como un tipo de puente H (H-Bridge).<\/p>\n

\n
\n
\"\"<\/a>\"\"<\/a>\"\"<\/a>
\n<\/a><\/dt>\n<\/dl>\n<\/div>\n

Fig. 1<\/p>\n

Seg\u00fan el diagrama, este chip pone a nuestra disposici\u00f3n dos brazos id\u00e9nticos e independientes, cada uno, consta de dos amplificadores comandados por una l\u00ednea de control (EN), con la cual habilitamos el par de amplificadores que nos interese en cada momento. Esta disposici\u00f3n, permite distintos montajes para un motor o m\u00e1s motores, como veremos. Es necesario resaltar la existencia en el mercado de dos versiones L293B<\/strong> y L293D<\/strong>, dos diferencias entre ambas, en la versi\u00f3n B<\/strong>, no lleva diodos ‘clamp’ internos (se puede utilizar un peque\u00f1o puente en los terminales del motor), sin embargo, admite hasta 1Amperio de consumo, en el caso de la versi\u00f3n D<\/strong>, s\u00f3lo entrega 600mA, llevando los diodos internos. El usuario debe tomar la decisi\u00f3n de cual utilizar.<\/p>\n

El esquema que utilizaremos, est\u00e1 basado en la aplicaci\u00f3n del circuito integrado L293b, que como se aprecia en las hojas del fabricante, es un driver de 4 canales, con \u00e9l y unos pocos componentes m\u00e1s, podemos controlar f\u00e1cilmente el giro de un motor o dos motores de corriente continua, con distintos circuitos de montaje. Adem\u00e1s, tambi\u00e9n se puede controlar un motor bipolar paso a paso.<\/p>\n

No debemos olvidar<\/strong>:<\/span><\/p>\n

1)-<\/strong> Refrigerar en lo posible este circuito integrado, ya que puede adquirir bastante temperatura, compruebe este dato, si va a aplicar de forma continuada este chip.<\/p>\n

2)-<\/strong> Utilice un peque\u00f1o puente tipo W01F<\/strong>, para evitar disgustos con las tensiones inducidas del motor.<\/p>\n

El esquema el\u00e9ctrico.<\/span><\/h1>\n

El circuito el\u00e9ctrico en el que nos basaremos es el recomendado por el fabricante del IC y que es mostrado en la siguiente figura. Podemos distinguir dos pares de amplificadores con salidas triestado, con un control habilitador (EN) com\u00fan para ambos, cuyas propiedades descubriremos m\u00e1s adelante. Por el momento nos ocuparemos de la parte sencilla.<\/p>\n

\"\"<\/a>Fig. 2<\/div>\n

Inicio sencillo.<\/span><\/h1>\n

La figura anterior es bastante explicita. Muestra dos montajes distintos como ya he mencionado. Vamos a empezar por el control de un motor de juguete M1<\/strong>. En este ejercicio, he supuesto que no es necesario utilizar el chip L293, ya que, en muchos casos, no tendremos que desembolsar el costo del circuito integrado, peque\u00f1o transistor podemos salir al paso.<\/p>\n

Las salidas de Arduino, sus pines son ideales para controlar directamente los peque\u00f1os elementos el\u00e9ctricos, como los LED. Sin embargo, cuando se trata de dispositivos de consumos m\u00e1s grandes (como un motor de juguete o el de una m\u00e1quina de lavar), es necesario un transistor externo. Un transistor es incre\u00edblemente \u00fatil. Se obtiene una gran cantidad de corriente con una, mucho menor. Un transistor tipo NPN, conectaremos la carga (M1) al colector del transistor y el emisor al negativo o masa. As\u00ed, cuando la se\u00f1al alta del pin de nuestro Arduino alcance la base, fluir\u00e1 una peque\u00f1a corriente de la base al emisor y la corriente a trav\u00e9s del transistor fluir\u00e1 y el motor girar\u00e1.<\/p>\n

\"\"<\/a>Fig. 3<\/div>\n

Hay miles de transistores del tipo NPN, que se adaptan perfectamente a todas las situaciones. Como voy a utilizar la tensi\u00f3n de 6V de un cargador que tengo a mano, he elegido el BC337<\/a> un transistor com\u00fan de uso general. Los factores m\u00e1s relevantes en nuestro caso es que la tensi\u00f3n m\u00e1xima (45 V) y su corriente media (600 mA) son lo suficientemente alta para nuestro motor de juguete. En cuanto al diodo 1N4001 est\u00e1 actuando como un diodo de seguridad.<\/p>\n

\"\"<\/a>Fig.\u00a04<\/div>\n

Veamos una aplicaci\u00f3n sencilla, en la que utilizaremos un c\u00f3digo de los muchos que existen en la red. Esto es un programa r\u00e1pido para probar el circuito:<\/p>\n

\/\/\r\n\/\/ motorcc.pde\r\n\/\/\r\n\r\nconst int transistorPin = 9; \/\/ connected to the base of transistor\r\n\r\nvoid setup() {\r\n\/\/ set the transistor pin as output:\r\n   pinMode(transistorPin, OUTPUT);\r\n}\r\nvoid loop() {\r\n\r\n digitalWrite(transistorPin, HIGH);\r\n delay(1000);\r\n digitalWrite(transistorPin, LOW);\r\n delay(1000);\r\n}<\/pre>\n
En este ejemplo, vemos que pertenece a un circuito sencillo, con el cual hacemos girar un motor de corriente continua, con intervalos de parada. Debido a lo sencillo del mismo, observamos que no se tiene ning\u00fan control sobre el motor. Tendr\u00eda m\u00e1s aplicaciones si pudi\u00e9ramos, poner en marcha con un interruptor, modificar la direcci\u00f3n de giro y poder variar la velocidad de giro.<\/p>\n
\/\/\r\n\/\/ motordc.pde\r\n\/\/\r\n\r\nint pot = 2;         \/\/ asigna pin anal\u00f3gico 2 para el pot\r\nint motorPin = 9;    \/\/ motor en el pin 9 PWM\r\n\r\nvoid setup()         \/\/ ejecutar una vez, cuando empieza\r\n{\r\n Serial.begin(9600);  \/\/ establecer la librer\u00eda serie a 9600 bps\r\n pinMode(pot, INPUT);\r\n pinMode(motorPin, OUTPUT);\r\n}\r\n\r\nint getPot() {\r\n int v;\r\n v = analogRead(pot);\r\n v \/= 4;\r\n v = max(v, 50);\r\n v = min(v, 255);\r\n return v;\r\n}\r\n\r\nint motorFoward() {\r\n analogWrite(motorPin, getPot());\r\n delay(10);\r\n digitalWrite(motorPin, LOW);\r\n}\r\n\r\nvoid loop() {            \/\/ ejecutar una y otra vez\r\n  motorFoward();\r\n}<\/pre>\n
Para controlar esto desde el exterior, se puede utilizar un pot. en un puerto anal\u00f3gico para variar el n\u00famero de grados e incrementar su barrido. Puede hacer la pr\u00e1ctica, copie el c\u00f3digo o b\u00e1jelo de aqu\u00ed y c\u00e1rguelo en el IDE, para ver su efectividad.<\/p>\n
Qu\u00e9 ocurre. El motor gira desde un m\u00ednimo de velocidad hasta el m\u00e1ximo seg\u00fan giremos el pot, sin embargo, se observa que el motor pierde fuerza de torsi\u00f3n (par motor, torque en ingl\u00e9s), esto puede ser debido en parte, al transistor que utilicemos, pero es m\u00e1s propio que sea debido al c\u00f3digo del programa que no se adecua a lo que esper\u00e1bamos. Debemos pensar en otro m\u00e9todo para lograr nuestro prop\u00f3sito.<\/p>\n
Este es un c\u00f3digo bastante bueno, para el control de un motor de corriente continua que, se comporta muy parecido al c\u00f3digo anterior.<\/p>\n
\/\/\r\n\/\/    Funccion: CC_motor_control_pot\r\n\/\/\r\n\/\/ Utilizar un potenciometro para controlar motor CC\r\n\/\/ \r\n\r\n int sensor_pin = 2; \/\/ debe ser una entrada anal\u00f3gica\r\n int motor_pin = 9;  \/\/ debe ser una salida digital PWM.\r\n\r\nvoid setup() {\r\n Serial.begin(9600);\r\n pinMode(motor_pin, OUTPUT)\r\n}\r\n\r\nvoid loop() {\r\n int pot_val, motor_speed;\r\n pot_val = analogRead( sensor_pin );\r\n motor_speed = pot_val*255.0\/1024.0; \/\/ Incluir decimal\r\n \/* Sutil: No utilice valores enteros como 255 y\r\n 1024 aqu\u00ed. Compiladores agresivo pre-c\u00e1lculo\r\n la divisi\u00f3n entera del 255\/1024 como cero.\r\n *\/\r\nanalogWrite( motor_pin, motor_speed); \/\/ hacer cosas \u00fatiles\r\n}<\/pre>\n
Indagando sobre el tema, he llegado a encontrar una funci\u00f3n reutilizable para actualizar la velocidad del motor, veamos unas cuestiones a tener en cuenta. El ajuste de la velocidad del motor se establece dentro del lazo loop(), en realidad la parte m\u00e1s relevante se encuentra en el llamado map(), donde los valores le\u00eddos del potenci\u00f3metro se escalan a la salida.<\/p>\n
As\u00ed pues, necesitamos …<\/p>\n
Una funci\u00f3n para traducir las escalas lineales.<\/span><\/h2>\n\n\n\n\n\n
El escalado lineal de los valores de x para valores de y:y = f(x)donde f es un mapeado lineal.<\/td>\n\"\"<\/a><\/td>\n<\/tr>\n
\"\"<\/a>Fig. 6<\/td>\n<\/tr>\n
Es decir, dados: x, xmin, xmax, ymin e ymax. Calcular y<\/strong><\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n
Una funci\u00f3n para traducir las escalas lineales.<\/span><\/h1>\n
Entradas que necesitamos: pin de potenci\u00f3metro sensor<\/strong>, pin de salida del motor<\/strong>.<\/p>\n
Que tareas vamos a abordar:<\/p>\n