Control de velocidad y dirección de un motor DC

Propiedades de los motores DC

Antes de continuar, ten en cuenta que antes de adquirir un motor DC para tu proyecto, debes considerar sus propiedades eléctricas:

• Tensión: Puedes encontrar motores de DC que funcionan desde 1,5 V hasta 100 V.
• Par: El par es la cantidad de fuerza de rotación producida por un motor (en Newton/metros). Los motores DC para proyectos en Arduino pueden oscilar entre 2,8 g-cm y 58 kg-cm.
• Par de arranque: El par máximo producido por un motor al iniciar su movimiento de rotación. Los motores DC tienen un alto par de arranque.
• La velocidad del motor: La tasa de rotación del motor en revoluciones por minuto (RPM). Las velocidades típicas sin carga de un motor DC oscilan entre 1 y 20.000 rpm.

Controlar la velocidad de un motor DC mediante modulación de ancho de pulso

La velocidad de un motor de DC es directamente proporcional a su tensión de alimentación.

De esta forma, controlar la velocidad de un motor de DC será sencillo al regular su tensión de alimentación a través de modulación de ancho de pulso.

Queremos que se enciende y apague la tensión de alimentación del motor DC muy rápidamente.

Ajustando la longitud de los pulsos de ENCENDIDO/APAGADO, podremos establecer el voltaje en cualquier lugar entre 0 y su voltaje máximo.

Control del motor DC

Hay varias formas de generar la señal de modulación de ancho de pulso para el motor.

En este ejemplo usaremos un controlador 555 como temporizador, como puedes apreciar en el siguiente esquema:

La salida del temporizador 555 enciende y apaga el transistor Q1.

El condensador C1 se carga y descarga a través de las resistencias R1 y R3.

El tiempo de carga o descarga del condensador depende de los valores de R1 y R3.

Tan pronto como el capacitor se carga, se descarga rápidamente a través del diodo D2 y la resistencia variable RV1 en el pin 7.

Durante el proceso de descarga, la salida del temporizador 555 cae a 0 V y apaga el transistor. Al girar la resistencia variable se ajusta la velocidad del motor.

Control de dirección de motor DC mediante Puente H

Un motor DC típico tiene dos cables de conexión, uno para el terminal negativo y otro para el terminal positivo.

Si invierte estos terminales (cambiando la polaridad), el motor girará en la dirección opuesta.

Sin embargo, hay formas más eficientes de controlar la dirección del motor DC sin cambiar constantemente los terminales.

Podemos usar un circuito de puente-H para hacer esto.

El circuito H-Bridge recibe su nombre debido a los cuatro transistores que parecen una «H».

El circuito del puente H logra el control del motor en ambas direcciones mediante el uso de diferentes combinaciones de interruptores (S1-S4).

En un escenario real, se usan transistores en lugar de interruptores básicos.

Se colocan cuatro interruptores, S1 a S4.

Si se abren S2 y S3 y cierran S1 y S4, la corriente fluye en el sentido de las agujas del reloj desde VCC a tierra.

Ahora, para invertir la polaridad del motor, se abre S1 y S4 y cierra S2 y S3 consiguiendo que el motor DC gire en la dirección opuesta.

En la siguiente imagen puedes apreciar el diagrama de circuito:

Control de motor DC con L293D

Como sugiere el nombre, el controlador de motor L293D está diseñado para impulsar motores de DC.

El L293D es un controlador de motor IC popular con un circuito de puente H integrado que puede impulsar dos motores DC simultáneamente.

Puede suministrar hasta 1A de corriente y voltajes de 4.5 a 36V.

Esto significa que el controlador de motor L293D es ideal para construir plataformas robóticas de ruedas múltiples.

A continuación puedes observar un diagrama del L293D que muestra cómo conectar los motores DC:

Descripción de los pines en un L293D

Esperamos que este pequeño artículo te haya mostrado como lograr el control de velocidad y dirección de un motor DC