Un pin de Arduino puede tener una potencia de hasta 5 voltios y de 40 mA, lo cual es insuficiente para mover un motor. Por lo que será necesario incorporar un driver para amplificar la corriente y hacer que la placa pueda mover el motor. Si quieres saber cómo programarlo te invitamos a que continúes leyendo.
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¿Cómo controlar un motor con Arduino?
Circuito 5A: Motores DC – En esta práctica aprenderemos a hacer funcionar un motor DC (corriente directa) con nuestro Arduino y a controlar las velocidades y sentido de su movimiento. Para la serie de proyectos Empezando con Arduino, estamos utilizando este kit,
(1) Arduino Uno R3 (1) Cable USB para programar (1) Protoboard (1) Motor DC (1) L293D (1) Potenciómetro de 10 KOhms (1) Batería de 9V (10) Jumpers (cables) macho-macho Alambres de conexión
Paso 1: Hacer las conexiones indicadas en el diagrama de conexión mostrado en la Figura 1. Figura 1: Esquemático de conexiones
Figura 2: Diagrama de conexiones del circuito integrado L293D Paso 2: Para controlar un motor DC desde Arduino, necesitamos usar un driver para motores para poder proporcionarle más corriente al motor ya que el Arduino sólo puede proporcionarle 40mA. Realizar el código que se muestra en la Figura 3, en donde utilizamos un potenciómetro para controlar la velocidad y el giro del motor.
Figura 3: Código para hacer funcionar un motor DC con potenciómetro y L293D NOTA: Como la entrada analógica del Arduino es de 10 bits, el rango va de 0 a 1023. En cambio, la salidas del Arduino son de 8 bits, quiere decir, que tienen un rango entre 0 a 255. Por esta razón mapeamos el valor utilizando ambos rangos. Paso 3: Cargar el programa a nuestra tarjeta Arduino y ver los resultados.
Figura 4: Motor sin llanta funcionando en una velocidad y gira definido por el potenciómetro.
¿Cómo cambiar la velocidad de un motor con Arduino?
En este tutorial vamos a controlar la velocidad y el sentido de un motor DC a través de un potenciómetro desde Arduino. Un motor de corriente continua convierte la energía eléctrica en mecánica. Se compone de dos partes: el estator y el rotor. El estator es la parte mecánica del motor donde están los polos del imán.
- El rotor es la parte móvil del motor con devanado y un núcleo, al que llega la corriente a través de las escobillas.
- Cuando la corriente eléctrica circula por el devanado del rotor, se crea un campo electromagnético.
- Este interactúa con el campo magnético del imán del estator.
- Esto deriva en un rechazo entre los polos del imán del estator y del rotor creando un par de fuerza donde el rotor gira en un sentido de forma permanente.
Si queremos cambiar el sentido de giro del rotor, tenemos que cambiar el sentido de la corriente que le proporcionamos al rotor; basta con invertir la polaridad de la pila o batería. Para controlar un motor DC desde Arduino, tendremos que usar un driver para motores para proporcionarle más corriente al motor ya que las salidas del Arduino sólo dan 40mA.
- De esta manera, con el driver podemos alimentar el motor con una fuente de alimentación externa.
- El L293D es un integrado para controlar motores DC que usa el sistema puente en H.
- ¿Qué es el puente en H? Es un sistema para controlar el sentido de giro de un motor DC usando cuatro transistores.
- En la imagen vemos que los transistores se comportan como interruptores y dependiendo que transistores conducen y cuáles no cambia la polarización del motor, y con esto el sentido de giro.
El L293D tiene dos puentes H y proporciona 600mA al motor y soporta un voltaje entre 4,5V y 36V tal y cómo pone en el datasheet, En el datasheet también hay el esquema que vamos a usar. Nosotros usaremos la parte de la izquierda (los diodos externos en el L293D están dentro).
- Cómo se aprecia en la imagen, los pins 3 y 6 son las salidas y se conectan a los bornes del motor.
- Y los pins 2 y 7 son las entradas donde conectaremos las salidas del Arduino.
- Dependiendo que valor ponemos entre los pins 2 y 7 el motor girará en un sentido o en otro.
- Hasta este punto sabemos cómo controlar el sentido de giro del motor DC a través del L293D.
Pero ¿y la velocidad de giro? En este proyecto lo que haremos es controlar la velocidad y el giro del motor con un solo potenciómetro. Para hacerlo utilizaremos el PWM (véase PWM ). Sabemos que hay que atacar los pins 2 y 7 del L293D desde dos salidas del Arduino.
- En estas dos salidas habrá un PWM a cada una.
- Pero tenemos que invertir un PWM.
- ¿Qué quiere decir invertir? Pues que cuando en un PWM tengamos un pulso a un valor alto, en el otro PWM el mismo pulso sea valor bajo.
- En la imagen lo entenderemos de una manera más gráfica.
- Pins 4,5,12,13 del L293D a masa.
-Juntar las masas del Arduino y de la fuente de alimentación externa. -Pin 8 del L293D a 9V de la fuente de alimentación externa. Es el voltaje que proporciona al motor. -Pin 16 del L293D a 5V. Es la alimentación del L293D, pude alimentarse directamente desde la alimentación que proporciona el Arduino.
¿Cómo funciona un motor paso a paso con Arduino?
Motor Paso a Paso con Arduino. Un motor paso a paso es un dispositivo electromecánico que convierte pulsos eléctricos en movimientos mecánicos discretos. El eje de un motor paso a paso gira en incrementos discretos cuando impulsos de mando eléctrico se aplican a él en la secuencia correcta.
¿Cómo hacer girar un motor DC?
Inversión de Giro en Motores de Corriente Contínua – ¿Cómo se Consigue la Inversión de Giro? Es muy sencillo, solo tendremos que conmutar (cambiar) la conexión de los dos bornes. bornes = contactos de conexión del motor. En una posición de conexión de bornes gira en un sentido, cuando cambiamos la conexión de los bornes, gira en sentido contrario, Un Motor de Corriente Continua cambia de sentido de giro cuando cambia la polaridad en su bornes (contactos). Un Motor de Corriente Alterna Cambia de Sentido de Giro cuando cambiamos de posición la conexión de la fase y el neutro en sus bornes (contactos del motor).
Un Motor de Corriente Alterna Trifásico Cambia de Sentido de Giro cuando cambiamos la conexión de las Fases en los bornes (una por otra) ¡Así de Sencillo!. ¿Qué tendremos que hacer? Pues muy fácil, cambiar (conmutar) la conexión de los bornes. Primero veremos los esquemas y luego la construcción de un sencillo conmutador con madera y una punta que nos permitirá hacer el cambio de giro del motor de una forma barata, práctica y sencilla.
Cambio de Conexión Fíjate en la figura. Al lado izquierdo del motor le llega el + en la posición de la izquierda, en la posición de la derecho le llega el negativo. Hemos conmutado o cruzado las conexiones. De esta forma tendríamos que cambiar la instalación para que girara en un sentido o en otro. Pero esto que es muy sencillo, no es nada práctico. Lo que queremos conseguir es un esquema con el que podamos cambiar el sentido de giro mediante interruptores o mediante un simple conmutador, y sin tener que parar y cambiar la instalación, Si cerramos 1 tenemos un giro hacia un lado y si cerraos 4 el motor gira en sentido contrario. Este esquema lo encontrarás muchas veces en vertical, tal como verás a continuación. Veamos el esquema anterior y debajo otro utilizando un conmutador.
En el primer esquema utilizamos 2 interruptores normales. En el segundo lo que utilizamos es un conmutador de cruzamiento, es decir un interruptor de 4 contactos que al cambiar de posición se cruzan inviertiendo las conexiones y por lo tanto creando la inversión de giro. Otro esquema más profesional sería: Construcción del Mecanismo Para Hacer la Inversión Y ahora vamos a ver como se construye un simple mecanismo-conmutador muy sencillo y barato y que además nos permitirá hacer que nuestro motor de c.c.
¿Cómo controlar un motor?
Las técnicas de control de motores de corriente continua son herramientas que se utilizan para controlar la velocidad, el par y el suministro de potencia de los motores de corriente continua, El control de motores puede llevarse a cabo mediante tiristores y un conocimiento básico de electrónica de potencia,
La mayoría de motores utilizados en la industria se conectan directamente a las líneas de distribución eléctrica, y se alimentan con corriente alterna o corriente directa. Las terminales de los devanados del motor se conectan directamente a las líneas de suministro eléctrico, y sus características de operación se mantienen inalterables, al tener una tensión de entrada constante.
El motor trabaja en condiciones nominales cuando se alimenta con la tensión indicada en la placa de operación, entregando potencia constante a la carga conectada en el eje. La naturaleza de la carga que se acopla al eje del motor define el comportamiento de esta máquina.
Para el caso de una carga liviana, el motor desarrollara una velocidad relativamente alta y un par de giro bajo. Por el contrario, si se dispone de una carga pesada o difícil de mover, el motor se moverá a una velocidad menor y entregara más par, pues una mayor carga lo exige. Sin embargo, si la carga se mantiene constante, la operación del motor también se mantendrá constante, sin posibilidades de controlar la velocidad debido a que la tensión de suministro no se ve modificada.
Existen casos en la industria que requieren el manejo de las características de operación de los motores. Este control se suele hacer mediante tiristores, La combinación del motor, los tiristores de control y demás componentes electrónicos asociados son conocidos como el sistema de control de velocidad, sistema de accionamiento o sistema de excitación de motor.
¿Cómo controlar un motor con PWM?
La Modulación por Ancho de Pulso (PWM o Pulse Width Modulation ) es una forma muy eficaz de establecer cantidades intermedias de potencia eléctrica entre la máxima potencia y apagado. Una fuente de alimentación con un interruptor de alimentación simple proporciona potencia solo cuando está activado.
El PWM es una técnica relativamente reciente que se ha podido realizar gracias a los modernos interruptores electrónicos de potencia. Una de las aplicaciones típicas del PWM: control de velocidad en motores eléctricos. En el pasado, cuando sólo se necesitaba potencia parcial (por ejemplo, para el motor de una maquina de coser), un reóstato (situada en el pedal de la máquina) conectado en serie con el motor ajustaba la cantidad de corriente que fluía a través del motor, pero también desperdiciaba potencia, convirtiéndola en calor debido al elemento de resistencia.
Se trataba de un régimen ineficaz, pero tolerable, porque la potencia total era baja. Este fue uno de varios métodos de control, aunque había otros, algunos todavía en uso como autotransformadores variables incluyendo la marca Autrastat para iluminación teatral, y el Variac, para el ajuste general de Corriente Alterna. Reóstato Lincoln 150 W – 64 Ohms Durante casi un siglo algunos motores eléctricos de velocidad variable han tenido una eficiencia decente, pero eran más complejos que los motores de velocidad constantes.
¿Qué es una señal PWM en Arduino?
Salidas digitales en Arduino – En electrónica se suele utilizar un convertidor de digital a analógico (DAC) para transformar la señal digital en analógica, sin embargo arduino no incluye un DAC dentro de los circuitos que forman la placa, con lo cual no son capaces de producir salidas analógicas.
- Sin embargo son capaces de producir una señal analógica modulada por pulso PWM.
- En Arduino UNO no tenemos una señal analógica pura, es decir, se utiliza la técnica PWM.
- PWM (modulación por ancho o de pulso) es un tipo de señal de voltaje utilizada para enviar información o para modificar la cantidad de energía que se envía a una carga.
Este tipo de señales es muy utilizada en circuitos digitales que necesitan emular una señal analógica, en las cuales se les cambia el ancho relativo respecto al período de la misma, el resultado de este cambio es llamado ciclo de trabajo y sus unidades están representadas en términos de porcentaje. En arduino disponemos de 6 pines analógicos PWM serigrafiados con el símbolo de alterna (~) con los números 11, 10, 9, 6, 5, 3. La salida analógica PWM toma los valores comprendidos entre 0 y 255.
Los pines de salida han sido diseñados para entregar señales de voltaje, no para suplir corriente a un circuito. El máximo de corriente que puede entregar un pin de salida es de aproximadamente 40mA (suficiente para encender un LED). Las cargas que vamos a manejar no deben superar los 5V ni consumir más de 40mA.