O circuito DC MOTOR SPEED CONTROL é principalmente um circuito PWM (Modulação por Largura de Pulso) baseado em 555 IC desenvolvido para obter tensão variável sobre tensão constante. O método de PWM é explicado aqui. Considere um circuito simples como mostrado na figura abaixo.
Se o botão for pressionado se a figura, o motor começará a girar e ficará em movimento até que o botão seja pressionado. Essa prensagem é contínua e está representada na primeira onda da figura. Se, para um caso, considerar o botão é pressionado por 8 ms e aberto por 2 ms em um ciclo de 10 ms, durante este caso, o motor não experimentará a tensão completa da bateria de 9 V já que o botão é pressionado apenas por 8 ms, então a tensão do terminal RMS atravessa o motor estará em torno de 7V. Devido a esta tensão RMS reduzida, o motor irá girar, mas a uma velocidade reduzida. Agora, a média de ativação ao longo de um período de 10ms = tempo de ativação / (tempo de ativação + tempo de desativação), isso é chamado de ciclo de trabalho e é de 80% (8 / (8 + 2)).
No segundo e terceiro casos, o botão é pressionado ainda menos tempo em comparação com o primeiro caso. Por causa disso, a tensão do terminal RMS nos terminais do motor diminui ainda mais. Devido a esta tensão reduzida, a velocidade do motor diminui ainda mais. Esta diminuição da velocidade com o ciclo de trabalho continua ocorrendo até um ponto, onde a tensão nos terminais do motor não será suficiente para girar o motor.
Portanto, podemos concluir que o PWM pode ser usado para variar a velocidade do motor.
Antes de prosseguir, precisamos discutir a H-BRIDGE. Agora, este circuito tem principalmente duas funções, a primeira é acionar um motor DC a partir de sinais de controle de baixa potência e a outra é mudar a direção de rotação do motor DC.
figura 1
Figura 2
Figura 3
Todos nós sabemos que para um motor DC, para mudar o sentido de rotação, precisamos mudar as polaridades da tensão de alimentação do motor. Então, para mudar as polaridades, usamos a ponte H. Agora, na figura 1 acima, temos quatro interruptores. Conforme mostrado na figura 2, para o motor girar A1 e A2 estão fechados. Por causa disso, a corrente flui pelo motor da direita para a esquerda, conforme mostrado na 2ª parte da figura 3. Por enquanto, considere que o motor gira no sentido horário. Agora, se os interruptores A1 e A2 estiverem abertos, B1 e B2 serão fechados. A corrente através do motor flui a partir da esquerda para a direita, como mostrado em 1 rparte da figura 3. Esta direção do fluxo de corrente é oposta à primeira e, portanto, vemos um potencial oposto no terminal do motor ao primeiro, de modo que o motor gira no sentido anti-horário. É assim que funciona uma H-BRIDGE. No entanto, motores de baixa potência podem ser acionados por um H-BRIDGE IC L293D.
L293D é um H-BRIDGE IC projetado para acionar motores CC de baixa potência e é mostrado na figura. Este IC consiste em duas pontes H e, portanto, pode acionar dois motores CC. Portanto, este IC pode ser usado para acionar os motores do robô a partir dos sinais do microcontrolador.
Agora, como discutido antes, este IC tem capacidade de alterar a direção de rotação do motor DC. Isso é obtido controlando os níveis de tensão em INPUT1 e INPUT2.
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Habilitar PIN |
Pino de entrada 1 |
Pino de entrada 2 |
Direção do motor |
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Alto |
Baixo |
Alto |
Vire à direita |
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Alto |
Alto |
Baixo |
Vire a esquerda |
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Alto |
Baixo |
Baixo |
Pare |
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Alto |
Alto |
Alto |
Pare |
Como mostrado na figura acima, para rotação no sentido horário, 2A deve ser alto e 1A deve ser baixo. Da mesma forma, para anti-horário, 1A deve ser alto e 2A deve ser baixo.
Componentes de Circuito
- Fonte de alimentação + 9v
- Motor DC pequeno
- 555 Timer IC
- Resistores 1K, 100R
- L293D IC
- 100K -220K preset ou potenciômetro
- IN4148 ou IN4047 x 2
- Capacitor 10nF ou 22nF
- Interruptor
Diagrama de circuito
O circuito é conectado no breadboard de acordo com o diagrama do circuito de controle de velocidade do motor DC mostrado acima. O potenciômetro aqui é usado para ajustar a velocidade do motor. A opção é mudar o sentido de rotação do motor. O capacitor aqui não deve ter um valor fixo; o usuário pode experimentar para encontrar o caminho certo.
Trabalhando
Quando a energia é fornecida, o 555 TIMER gera um sinal PWM com uma taxa de serviço baseada na taxa de resistência do potenciômetro. Por causa do par de potenciômetro e diodo, aqui o capacitor (que dispara a saída) deve carregar e descarregar através de um conjunto diferente de resistência e, por causa disso, o capacitor leva um tempo diferente para carregar e descarregar. Uma vez que a saída será alta quando o capacitor está carregando e é baixa quando o capacitor está descarregando, obtemos uma diferença nos tempos de saída alta e baixa, e assim o PWM.
Este PWM do temporizador é alimentado ao pino de sinal da ponte H L239D para acionar o motor DC. Com a relação PWM variável, obtemos voltagem terminal RMS variável e, portanto, a velocidade. Para alterar a direção de rotação, o PWM do temporizador é conectado ao segundo pino de sinal.