2 circuitos simples de controlador de motor bidireccional explorados

2 circuitos simples de controlador de motor bidireccional explorados

Un circuito que permite que un motor conectado funcione en sentido horario y antihorario a través de activadores de entrada alternativos se denomina circuito controlador bidireccional.

El primer diseño a continuación analiza un circuito controlador de motor bidireccional basado en puente completo o puente H que utiliza los 4 amplificadores operacionales del IC LM324. En el segundo artículo aprendemos sobre un circuito controlador de motor bidireccional de alto par que utiliza IC 556



Introducción

En general, interruptores mecánicos están acostumbrados a ajustar la dirección de rotación de un motor de CC. ¡Ajustando la polaridad del voltaje utilizado y el motor gira en la dirección opuesta!



Por un lado, esto puede tener el inconveniente de que es necesario agregar un interruptor DPDT para alterar la polaridad del voltaje, pero solo hemos tratado con un interruptor que hace que el procedimiento sea bastante fácil.

Sin embargo, DPDT puede tener un problema serio, no se recomienda invertir abruptamente el voltaje sobre un motor de CC durante su movimiento de rotación. Esto puede resultar en un pico de corriente, que posiblemente podría quemar el controlador de velocidad asociado.



Además, cualquier tipo de estrés mecánico también puede provocar problemas similares. Este circuito supera estas complicaciones fácilmente. La dirección y la velocidad se manipulan con la ayuda de un potenciómetro solitario. Girar la olla en una dirección específica hace que el motor comience a girar.

Cambiar la olla en la dirección opuesta permite que el motor gire en el movimiento inverso. La posición intermedia en la olla apaga el motor, asegurando que el motor se desacelera primero y luego se detiene antes de que se haga un esfuerzo para cambiar la dirección.

Especificaciones técnicas

Voltaje: El circuito y el motor utilizan la fuente de alimentación común. Esto implica que debido a que el voltaje de trabajo más alto del LM324 es 32VDC esto también se convierte en el voltaje máximo accesible para operar el motor.



Actual: El IRFZ44 MOSFET está diseñado para 49A, el IRF4905 podrá manejar 74A. Sin embargo, las pistas de PCB que van desde los pines MOSFET hasta el bloque de terminales de tornillo solo pueden manejar alrededor de 5A. Esto podría mejorarse soldando piezas de alambre de cobre sobre las pistas de PCB.

En ese caso, asegúrese de que los MOSFET no se calienten demasiado; si lo hacen, se necesitarán disipadores de calor más grandes para montarlos en estos dispositivos.

Pinouts del LM324

CONTROL BIDIRECCIONAL DE MOTORES DC USANDO LM324

Básicamente, encontrará 3 formas de ajustar la velocidad de los motores DC :

1. Usando engranajes mecanizados para lograr la aceleración ideal: Este enfoque a menudo va más allá de la conveniencia de la mayoría de los entusiastas que practican en talleres en casa.

2. Disminución de la tensión del motor a través de una resistencia en serie. Esto puede ser ciertamente ineficiente (la potencia se disipará en la resistencia) y también provocará una reducción del par.

La corriente consumida por el motor también aumenta a medida que aumenta la carga en el motor. El aumento de corriente significa una mayor caída de voltaje sobre la resistencia en serie y, por lo tanto, una caída de voltaje para el motor.

Luego, el motor hace un esfuerzo para extraer una cantidad aún mayor de corriente, lo que hace que el motor se detenga.

3. Aplicando toda la tensión de alimentación al motor en pulsos cortos: Este método elimina el efecto de caída de series. Esto se conoce como modulación de ancho de pulso (PWM) y es la estrategia que se encuentra en este circuito. Los pulsos rápidos permiten que el motor funcione lentamente. Los pulsos prolongados permiten que el motor funcione más rápidamente.

CÓMO FUNCIONA (consulte el esquema)

El circuito podría dividirse en cuatro etapas:

1. Motor control – IC1:A
2. Generador de ondas triangulares - IC1: B
3. Comparadores de voltaje - IC1: C y D
4. Motor impulsor - Q3-6

Comencemos con la etapa del controlador del motor, centrada en los MOSFET Q3-6. Solo un par de estos MOSFET permanecen en el estado activado en cualquier momento. Mientras Q3 y Q6 están ENCENDIDOS, la corriente se mueve a través del motor y hace que gire en una sola dirección.

Tan pronto como Q4 y Q5 están en condiciones de funcionamiento, la circulación de corriente se invierte y el motor comienza a girar en la dirección opuesta. IC1: C e IC1: D tratan de qué MOSFET están activados.

Los Opamps IC1: C e IC1: D están conectados como comparadores de voltaje. El voltaje de referencia para estos amplificadores operacionales es producido por el divisor de voltaje de la resistencia de R6, R7 y R8.

Observe que el voltaje de referencia para IC1: D está conectado a la entrada '+' pero para IC1: C está acoplado a la entrada '-'.

Esto significa que IC1: D se activa con un voltaje más alto que su referencia, mientras que IC1: C se activa con un voltaje más bajo que su referencia. Opamp IC1: B está configurado como un generador de ondas triangulares y suministra la señal de activación a los comparadores de voltaje relevantes.

La frecuencia es aproximadamente la inversa de la constante de tiempo de R5 y C1 - 270Hz para los valores empleados.

Disminuir R5 o C1 aumenta la frecuencia, aumentando cualquiera de estos, se reducirá la frecuencia. El nivel de salida de pico a pico de la onda triangular es mucho menor que la diferencia entre las dos referencias de voltaje.

Por lo tanto, es extremadamente difícil que ambos comparadores se activen al mismo tiempo. De lo contrario, los 4 MOSFET comenzarían a conducir, lo que provocaría un cortocircuito y los arruinaría a todos.

La forma de onda triangular se estructura alrededor de un voltaje de compensación de CC. El aumento o la disminución del voltaje de compensación varía la posición del pulso de la onda triangular de manera apropiada.

Cambiar la onda triangular hacia arriba permite que el comparador IC1: D se active y disminuirlo da como resultado que el comparador IC1: C se active. Cuando el nivel de voltaje de la onda triangular está en el medio de las dos referencias de voltaje, entonces no se induce ninguno de los comparadores. El voltaje de compensación de CC está regulado por el potenciómetro P1 a través de IC1: A, que está diseñado como un seguidor de voltaje.

Esto proporciona una fuente de voltaje de impedancia de salida baja, lo que permite que el voltaje de compensación de CC sea menos vulnerable al impacto de carga de IC1: B.

A medida que se cambia el 'potenciómetro', el voltaje de compensación de CC comienza a variar, ya sea hacia arriba o hacia abajo según la dirección en que se invierte el potenciómetro. El diodo D3 presenta protección de polaridad inversa para el controlador.

La resistencia R15 y el condensador C2 son un filtro de paso bajo simple. Esto está destinado a limpiar cualquier pico de voltaje provocado por los MOSFET cuando encienden el suministro de energía al motor.

Lista de partes

2) Control de motor bidireccional mediante IC 556

El control de velocidad y bidireccional para motores de CC es relativamente sencillo de implementar. En el caso de los motores energizados de forma independiente, la velocidad es, en principio, una función lineal de la tensión de alimentación Los motores con imán permanente son una subcategoría de motores energizados de forma independiente y se utilizan a menudo en juguetes y modelos.

En este circuito, la tensión de alimentación del motor se varía mediante modulación de ancho de pulso (PWM) que asegura una buena eficiencia, así como un par relativamente alto a bajas velocidades del motor. Una única tensión de control entre 0 y +10 V permite invertir la velocidad del motor y variarla de cero a máximo en ambas direcciones.

El IC multivibrador estable se configura como un oscilador de 80 Hz y determina la frecuencia de la señal PWM. La fuente de corriente T1 carga Ca. El voltaje de diente de sierra a través de este capacitor se compara con el voltaje de control en 1C2, que envía la señal PWM al búfer N1-Na o NPN1. El controlador de motor basado en Darlington es un circuito puente capaz de impulsar cargas de hasta 4 amperios, siempre que la corriente de arranque se mantenga por debajo de 5 amperios y se proporcione suficiente refrigeración para los transistores de potencia T1-T. Los diodos D1, D5 ofrecen protección contra sobretensiones inductivas del motor. El interruptor S1 permite invertir la dirección del motor instantáneamente.

Control de velocidad del motor bidireccional IC 556

Imágenes de prototipos




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