Il circuito DC MOTOR SPEED CONTROL è principalmente un circuito PWM (Pulse Width Modulation) basato su 555 IC sviluppato per ottenere una tensione variabile su una tensione costante. Il metodo PWM è spiegato qui. Considera un circuito semplice come mostrato nella figura sotto.
Se il pulsante viene premuto se la figura, il motore inizierà a ruotare e sarà in movimento fino a quando non verrà premuto il pulsante. Questa pressione è continua ed è rappresentata nella prima ondata di figura. Se, per un caso, si consideri che il pulsante viene premuto per 8 ms e aperto per 2 ms in un ciclo di 10 ms, durante questo caso il motore non sperimenterà la tensione completa della batteria di 9 V poiché il pulsante viene premuto solo per 8 ms, quindi la tensione del terminale RMS attraverso il motore sarà di circa 7V. A causa di questa tensione RMS ridotta, il motore ruoterà ma a velocità ridotta. Ora l'accensione media su un periodo di 10 ms = tempo di accensione / (tempo di accensione + tempo di spegnimento), questo è chiamato duty cycle ed è dell'80% (8 / (8 + 2)).
Nel secondo e nel terzo caso il pulsante viene premuto anche meno tempo rispetto al primo. Per questo motivo, la tensione dei terminali RMS sui terminali del motore viene ulteriormente ridotta. A causa di questa tensione ridotta, la velocità del motore diminuisce ulteriormente. Questa diminuzione di velocità con duty cycle continua ad accadere fino a un punto in cui la tensione ai terminali del motore non sarà sufficiente per far girare il motore.
Quindi da questo possiamo concludere che il PWM può essere utilizzato per variare la velocità del motore.
Prima di andare oltre, dobbiamo discutere dell'H-BRIDGE. Ora questo circuito ha principalmente due funzioni, la prima è quella di pilotare un motore CC da segnali di controllo a bassa potenza e l'altra è quella di cambiare la direzione di rotazione del motore CC.
Figura 1
figura 2
Figura 3
Sappiamo tutti che per un motore DC, per cambiare il senso di rotazione, abbiamo bisogno di cambiare le polarità della tensione di alimentazione del motore. Quindi per cambiare le polarità usiamo l'H-bridge. Ora nella figura 1 sopra abbiamo quattro interruttori. Come mostrato in figura 2, affinché il motore ruoti A1 e A2 sono chiusi. A causa di questo, la corrente fluisce attraverso il motore da destra a sinistra, come mostrato nella 2 ° parte figura3. Per ora considera che il motore ruota in senso orario. Ora se gli interruttori A1 e A2 sono aperti, B1 e B2 sono chiusi. La corrente attraverso il motore fluisce da sinistra a destra, come mostrato nella 1 °parte di figure3. Questa direzione del flusso di corrente è opposta alla prima e quindi vediamo un potenziale opposto sul terminale del motore al primo, quindi il motore ruota in senso antiorario. Ecco come funziona un H-BRIDGE. Tuttavia, i motori a bassa potenza possono essere azionati da un H-BRIDGE IC L293D.
L293D è un CI H-BRIDGE progettato per pilotare motori CC a bassa potenza ed è mostrato in figura. Questo IC è costituito da due ponti h e quindi può pilotare due motori CC. Quindi questo IC può essere utilizzato per guidare i motori del robot dai segnali del microcontrollore.
Ora, come discusso prima, questo IC ha la capacità di cambiare la direzione di rotazione del motore CC. Ciò si ottiene controllando i livelli di tensione su INPUT1 e INPUT2.
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Abilita Pin |
Pin di ingresso 1 |
Pin di ingresso 2 |
Direzione del motore |
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Alto |
Basso |
Alto |
Girare a destra |
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Alto |
Alto |
Basso |
Gira a sinistra |
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Alto |
Basso |
Basso |
Fermare |
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Alto |
Alto |
Alto |
Fermare |
Quindi, come mostrato nella figura sopra, per la rotazione in senso orario 2A dovrebbe essere alto e 1A dovrebbe essere basso. Allo stesso modo per il senso antiorario 1A dovrebbe essere alto e 2A dovrebbe essere basso.
Componenti del circuito
- + 9v di alimentazione
- Piccolo motore CC
- 555 Timer IC
- Resistori 1K, 100R
- L293D IC
- 100K -220K preset o pot
- IN4148 o IN4047 x 2
- Condensatore 10nF o 22nF
- Interruttore
Schema elettrico
Il circuito è collegato in breadboard secondo lo schema del circuito di controllo della velocità del motore CC mostrato sopra. La pentola qui viene utilizzata per regolare la velocità del motore. L'interruttore serve per cambiare la direzione di rotazione del motore. Il condensatore qui non deve avere un valore fisso; l'utente può sperimentarlo per uno giusto.
Lavorando
Quando viene fornita l'alimentazione, 555 TIMER genera un segnale PWM con un rapporto di lavoro basato sul rapporto di resistenza del vaso. A causa del potenziometro e della coppia di diodi, qui il condensatore (che attiva l'uscita) deve caricarsi e scaricarsi attraverso un diverso insieme di resistenze e per questo motivo il condensatore impiega un tempo diverso per caricarsi e scaricarsi. Poiché l'uscita sarà alta quando il condensatore è in carica ed è bassa quando il condensatore si sta scaricando, otteniamo una differenza nei tempi di uscita alta e bassa, e così il PWM.
Questo PWM del timer viene inviato al pin del segnale dell'H-bridge L239D per azionare il motore CC. Con il rapporto PWM variabile otteniamo una tensione del terminale RMS variabile e quindi la velocità. Per cambiare il senso di rotazione, il PWM del timer è collegato al secondo pin del segnale.