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Ejemplo Práctico de un Control de Motor
En esta sección, se desarrolla una aplicación práctica, expandiendo el software desarrollado en este
libro. El ejemplo añade algún hardware externo al MC68HC705K1 para que se puedan observar los efectos del
software en el mundo exterior del microcontrolador. También se va a usar una versión ligeramente modificada
de la rutina de PWM que se ha desarrollado en este capítulo, para controlar la velocidad de un pequeño motor de
corriente continua (dc) de imán permanente. Además, se usan los conceptos desarrollados en el capítulo titulado
Periféricos Internos , que permiten a la CPU leer el estado de los interruptores conectados a los pins de E/S de la
MCU de propósito general.
Teoría
Los motores de continua (DC) son a menudo la mejor opción para aplicaciones de variación de
velocidad de motores. Los motores de continua con escobillas son los más fáciles de controlar electrónicamente.
El control electrónico de motores sin escobillas (Brushless), paso a paso (Stepper), inducción (CA) y reluctáncia
variable (SR), requieren circuitos de control más complejos, además de los dispositivos conmutación de
potencia. Los pequeños motores con escobillas (DC) de bajo costo están disponibles en muchas aplicaciones,
donde los diseños hechos a medida serían demasiado caros. La fiabilidad de los motores con escobillas es
adecuada para la mayoría de las aplicaciones. Sin embargo, en el futuro, las escobillas se gastan y necesitan ser
reemplazadas.
Para variar la velocidad de un motor de continua con escobillas, se debe variar el voltaje que se aplica al
motor. Se pueden usar varias maneras para lograr esto. Se examinarán algunos métodos y se explicarán la
mayoría de ventajas y desventajas de cada uno.
El primer método más obvio para variar el voltaje
aplicado a un motor, podría ser poner una resistencia variable
en serie con el motor y la fuente alimentación, como se muestra
en la
Figura
47. Este método es muy simple, pero tiene algunas
serias desventajas. Primero, la disipación de potencia en la
resistencia se debe acercar a los requerimientos de la potencia
del motor. Para pequeños motores que no llegan al caballo de
potencia, el tamaño de la resistencia variable sería bastante
modesto. Sin embargo, con el aumento del tamaño del motor, el
requerimiento de potencia del motor aumenta y también el
tamaño y el costo de la resistencia variable.
La segunda desventaja de este tipo de control de velocidad es la incapacidad para ajustar la velocidad
del motor automáticamente, para compensar las variaciones de carga. Ésta es la primera desventaja para las
aplicaciones que requieren un control de velocidad preciso bajo variaciones de carga mecánicas.
En la
Figura 48
el control de velocidad de un motor, de la misma forma que con
una resistencia variable. En esta figura, se ha reemplazado la
resistencia variable con un transistor. Aquí, el transistor se trabaja
en modo lineal. Cuando un transistor trabaja en este modo, se
comporta
esencialmente
eléctricamente controlada. Aplicando una señal proporcional, del
control analógico, al transistor, la "resistividad" del transistor se
puede variar y a su vez se variará la velocidad del motor. Usando
de esta manera un transistor para controlar la velocidad del motor,
la magnitud de la señal de control se reduce a un voltaje mucho
más bajo y a niveles de corriente que pueden ser generados
fácilmente por una circuitería electrónica.
se muestra un variador electrónico para
como
una
resistencia
Figura 47. Control de Velocidad a
través de una Resistencia Variable
variable
Figura 48. Velocidad controlada por
103
un Transistor
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