martes, 10 de abril de 2012

Controlar velocidad de motor DC por ancho de pulso (PWM).

PWM


La modulación por ancho de pulso (PWM) es una técnica para controlar los circuitos con una salida digital.

PWM se utiliza en múltiples aplicaciones, algunas como controlar la intensidad de una luz y la velocidad de los motores DC.

Un circuito PWM genera una onda cuadrada con una anchura variable.


El ancho de pulso en este circuito se puede variar desde 5% a 95%. Usado como un atenuador, este circuito controla la velocidad del motor según el ancho del pulso. Es una variación de un multivibrador mono-estable.


y sus ecuaciones son:
t1 = ln(2)(R1+R2)*C ; t2 = ln(2)(R2)*C 
ln(2) ≈ 0.693... ; T = t1+t2
luego
T= 0.693*C*(R1+2*R2)
y su frecuencia es 
f=1/T 
para efectos de cálculo vamos a asumir que los diodos son ideales y no tiene perdida. 
Gracias a los diodos la carga del condensador es a través de un diodo (Azul) y se descarga a través del otro(Amarillo), luego si el potenciometro lo definimos como A+B=50k ohm. 
Cuando cargue sera a través de la parte A del potenciometro y cuando descargue sera a traves de la parte B del mismo potenciometro. 
entonces si planteamos las ecuaciones de carga y descarga seran: 
t1 = 0.693*(1K+A)*0.1uF ; t2 = 0.693*B*0.1uF 
Y T = 0.693*(1K+A+B)*0.1uF => T = 0.693*(1K+50K)*0.1uF = 3.53ms 
su frecuencia f = 1/T => 282.9 Hz 
bien estos son los parámetros aproximados del oscilador. 
Este circuito regula la velocidad a través de la potencia del motor que depende de la anchura de pulso que varia aprox. de un 3%( baja potencia / velocidad) a 97% (mayor potencia / velocidad) y se pregunta ¿porque no de 0 a 100%? pues parte del voltaje perdido en los diodos hace imposible llegar a estos valores. 

Bien vamos a ver un vídeo de la simulación.

La principal desventaja de este circuito, como todos los circuitos de PWM, es la posibilidad de generar interferencias de radio frecuencia (RFI). Se puede reducir cambiando el condensador y agregando Filtros de linea. 
Publicare un vídeo con el circuito montado en protoboard, hasta la próxima...
Ver Circuito en protoboard

31 comentarios:

  1. hola amigo, me gusto mucho este circuito, me gustaria, si me pudieras decir que transistor usaste, gracias saludos. Daniel

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  2. Hola Danny, primero gracias por leernos, te comento el transistor usado fue IRFZ44N que soporta hasta corrientes de 49A@55V porque era el que tenia a mano, sin embargo, la selección del transistor depende directamente del motor a utilizar, si usas motores de baja corriente puede cambiar el transistor por uno de baja corriente, inclusive uno de uso general como el 2n3904 serviría dado que se usará en corte-saturacion...

    ATTM

    elangeleitor

    PD. aki esta el datasheet del transistor usado en el vídeo.
    http://www.datasheetcatalog.com/datasheets_pdf/I/R/F/Z/IRFZ44N.shtml

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  3. Buen día, podría utilizar este mismo circuito para controlar el motor dc de una amoladora? Es de 2300W

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    1. Hola Negyn, gracias por leernos, con esta técnica puedes controlar cualquier motor, con respecto a un motor de tanta potencia es probable que necesites un arreglo de transistores para la corriente, ademas de sus respectivos disipadores, también aislar el circuito de control de la etapa de potencia...
      Estoy atento a cualquier otra duda...

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  4. hola, muy bueno el circuito, te comento que estoy por armarlo para controlar la velocidad de dos motores de un auto de esos de niño, queria saber si me sive como transistor un irf 3710 que tengo, soporta unos 57A, desde ya muchas gracias

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    1. Saludos Leonardo, gracias por leernos, bueno como ves el circuito es unidirecional solo gira en un sentido, respecto a los transistores debes revisar cuanto es el consumo nominal de los motores para saber si puedes o no usarlo, como veo el transistor tiene un encapsulado TO220 si quieres usarlo cerca del limite busca un disipador adecuado, estamos a tu orden.

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    2. aca estoy de nuevo, bueno por el tema del giro no hay problema, le voy a colocar una llave para invertir la polaridad ya que es algo bien sencillo, en cuanto a los motores, no se el consumo ya que no tienen ninguna marca, por lo que que pude apreciar tienen el mismo tamaño que los motores de las tornilladoras a bateria de 12v, capaz que me convenga hacerle un arreglo con 2 o 3 transistores para dividir el pasaje de corriente y que trabajen mas livianos, porsupuesto con un buen disipador.
      bueno gracias por tu tiempo, un abrazo

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    3. Hola Leonardo, bueno, sabes cuanto es el voltaje nominal???, como me comentaste que es de un carro de niños debe ser 12V, creo que si lo colocas directo a una batería totalmente cargada y mides la corriente puedes obtener un valor aproximado de la corriente nominal, espero te funcione correctamente, si tiene tiempo publica algunas fotos, gustosamente las colocare junto con este circuito y su respectivo crédito.
      Saludos, AngelX

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  5. Hola, muchas gracias por la info. No soy electronico asi que no entiendo nada de cada elemento que mencionas, pero me interesa poder controlar un pequeño motor paso a paso (M42SP-7) para mi extrusora de filamento. Quiero seguir las formulas pero realmente desconozco que resistencia o capasitor usar. Seria posible me dieras una mano? o alguien caritativo del foro? me pueden escribir a msebe@modulart.com.ar
    Saludos!

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    1. Saludos ModulArt, primero gracias por leernos, disculpa la tardanza, este circuito controla especificamente motores DC así que no es adecuado para motores de paso, para eso se necesita un controlador diferente.
      Estamos a tu orden cualquier duda
      AngelX

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  6. Hola que tal!
    Si quiero hacer este circuito con un motor de elevador de cristales de un automóvil tengo que usar otro transistor?
    Gracias!

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    1. Saludos Active, gracias por leernos, el transistor depende del motor a controlar, busca las especificaciones si no las tienes conecta el motor directamente y mide las variables, ten en consideración que los motores al arranque tienen un pico de corriente luego se estabilizan, atento a cualquier otra duda...
      AngelX

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  7. Hola! quisiera saber exactamente q componentes usaste.. porfa :)

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  8. Hola Caro, primero gracias por leernos, los valores de los componentes están en los cálculos pero aquí te los voy a poner
    Resistencia 1k
    Pot 50k
    Diodos 1n4148 pero sirve cualquier otro
    Capacitor 100nf ó 0.1uf
    Transistor irfz44n
    Saludos. ..

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  9. hola oye una pregunta que valores de voltaje y corriente puedo controtrola o que motor devo comprar

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    1. Hola abraham, Gracias por leernos, disculpa la tardanza, pues en la configuración que tiene con ese transistor y esos diodos como 2A pero se pueden hacer arreglos mas convenientes para la corriente.

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  10. y lo puedo combinar con un puente H para controlar el giro?

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    1. Si puedes pero tendría que tener un enable o otra configuración que permita el paso del pwm.

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  11. y la resistencia que dice es 47 o 470 homs

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    1. esa es de 47 pero es solo para protección podría ser hasta de 1k.

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  12. Hola, una pregunta: Este circuito puede utilizarse para construir un mezclador? Lo que pasa es que quiero utilizarlo para mezclar el shampoo que produzco. Y si es así, qué motor me recomiendas? Gracias!

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    1. Hola Abraham, Gracias por leernos, eso depende del motor a controlar este es para motores específicamente de DC. si el motor es AC tendrías que usar otro circuito, un variador de frecuencia adecuado al motor. Si el motor es DC pues solo falta ver las especificaciones y corroborar que los valores de corriente para seleccionar el transistor o arreglo de ellos.

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    2. Si, será de DC. Qué valores me recomiendas de rpm y torque para que mezcle sin problemas digamos 20 litros de shampoo?

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    3. Hola Abraham, bueno la mecánica de fluidos no es mi fuerte, cualquier recomendación seria imprudente de mi parte, te recomiendo consultes un ing mecánico para la selección del motor apropiado.
      Saludos
      AngelX

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    5. Pues ya consulte y me recomendaron un motor de 24V, 250W. ¿Qué arreglo puedo utilizar para llegar a la corriente nominal del motor?

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    6. Hola Abraham, Bueno en esencia serian tres irfz49n en paralelo con disipador de calor y enfriamiento forzado( fancooler), aun cuando los irfz tiene su diodo es mejor colocar uno externo, por cada uno, que soporte la corriente de inversión este seria un VS-30CTT045 de 30 amp o similar, ademas creo conveniente separar con un optocoplador la señal de control del circuito de potencia.
      Saludos
      AngelX.

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  13. hola. te quería preguntar si este circuito lo puedo utilizar para un alimentar un motor de 7 A sin hacer ningún cambio en el circuito. Espero puedas responder.

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  14. holaaaa una consulta se puede cambiar el ne555 por un lm358

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  15. hola una pregunta me podrías detallar un poco mas la ecuación que usaste y que significa cada uno de las variables.?? o me podrías decir en donde puedo encontrar esas formulas ??

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    1. Saludos, Gracias por leernos, La ecuación es la de un 555 en astable, este carga y descarga un condensador para generar una onda cuadrada, lo que se hizo es que la carga la pasamos por una parte de un pot y la descarga por otra usando unos diodos para esto así podemos hacer un modulador por ancho de pulso.
      para mas información revisar la hoja técnica del 555 allí están las ecuaciones de donde partimos.

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