2 circuitos de controlador de motor bidirecional simples explorados

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Um circuito que permite que um motor conectado opere nos sentidos horário e anti-horário por meio de acionadores de entrada alternativos é chamado de circuito controlador bidirecional.

O primeiro projeto abaixo discute uma ponte completa ou um circuito controlador de motor bidirecional baseado em ponte H usando os 4 opamps do IC LM324. No segundo artigo, aprendemos sobre um circuito controlador de motor bidirecional de alto torque usando IC 556



Introdução

Geralmente, interruptores mecânicos estão acostumados a ajustar a direção de rotação de um motor DC. Ajustando a polaridade da tensão utilizada e o motor gira na direção oposta!

Por um lado, isso pode ter a desvantagem de que uma chave DPDT requer a adição para alterar a polaridade da tensão, mas tratamos apenas de uma chave que torna o procedimento bastante fácil.



No entanto, o DPDT pode ter um problema sério, não é recomendado que você inverta abruptamente a tensão em um motor CC durante seu movimento de rotação. Isso pode resultar em um pico de corrente, que pode queimar o controlador de velocidade associado.

Além disso, qualquer tipo de estresse mecânico também pode causar problemas semelhantes. Este circuito supera essas complicações facilmente. A direção e velocidade são manipuladas com a ajuda de um potenciômetro solitário. Girar o potenciômetro em uma direção especificada faz com que o motor comece a girar.

Mudar a panela na direção oposta permite que o motor gire no movimento reverso. A posição do meio na panela DESLIGA o motor, garantindo que ele desacelere primeiro e depois pare antes que seja feito um esforço para alterar a direção.

Especificações técnicas

Tensão: O circuito e o motor utilizam a fonte de alimentação comum. Isso implica que, porque a tensão de trabalho mais alta do LM324 é 32 VCC, esta se torna da mesma forma a tensão máxima acessível para operar o motor.

Atual: O IRFZ44 MOSFET é projetado para 49A, o IRF4905 será capaz de lidar com 74A. No entanto, as faixas de PCB que vão dos pinos do MOSFET ao bloco de terminais de parafuso podem gerenciar apenas cerca de 5A. Isso poderia ser melhorado soldando pedaços de fio de cobre sobre as trilhas do PCB.

Nesse caso, certifique-se de que os MOSFETs não esquentem demais - se isso acontecer, será necessário instalar dissipadores de calor maiores nesses dispositivos.

Pinagem LM324

CONTROLE BIDIRECIONAL DE MOTORES DC USANDO LM324

Fundamentalmente, você encontrará 3 maneiras de ajustar a velocidade dos motores DC :

1 Usando engrenagens mecanizadas para atingir a aceleração ideal: Essa abordagem geralmente está além da conveniência da maioria dos entusiastas que praticam em workshops caseiros.

dois. Diminuindo a tensão do motor através de um resistor em série. Isso pode ser certamente ineficiente (a potência será dissipada no resistor) e também resultar na redução do torque.

A corrente consumida pelo motor também aumenta conforme a carga no motor aumenta. O aumento da corrente significa uma queda maior de tensão no resistor em série e, portanto, uma queda na tensão do motor.

O motor então faz um esforço para puxar uma quantidade ainda maior de corrente, fazendo com que o motor pare.

3 - Ao aplicar toda a tensão de alimentação ao motor em pulsos curtos: Este método elimina o efeito de queda em série. Isso é conhecido como modulação por largura de pulso (PWM) e é a estratégia encontrada neste circuito. Pulsos rápidos permitem que o motor opere lentamente. Pulsos estendidos permitem que o motor funcione mais rapidamente.

COMO FUNCIONA (consulte o esquema)

O circuito pode ser dividido em quatro etapas:

1. Controle do motor - IC1: A
2. Gerador de onda triangular - IC1: B
3. Comparadores de tensão - IC1: C e D
4. Acionamento do motor - Q3-6

Vamos começar com o estágio do driver do motor, centrado nos MOSFETs Q3-6. Apenas alguns desses MOSFETs permanecem no estado ativado a qualquer momento. Enquanto Q3 e Q6 estão LIGADOS, a corrente se move através do motor e faz com que ele gire em uma única direção.

Assim que Q4 e Q5 estiverem em condição de operação, a circulação de corrente é revertida e o motor começa a girar na direção oposta. IC1: C e IC1: D tratam dos MOSFETs ativados.

Opamps IC1: C e IC1: D são conectados como comparadores de tensão. A tensão de referência para esses opamps é produzida pelo divisor de tensão do resistor de R6, R7 e R8.

Observe que a tensão de referência para IC1: D está conectada à entrada ‘+’, mas para IC1: C ela está acoplada à entrada ‘-’.

Isso significa que IC1: D é ativado com uma tensão maior do que sua referência, enquanto IC1: C é acionado com uma tensão menor que sua referência. Opamp IC1: B é configurado como um gerador de onda triangular e fornece o sinal de ativação para os comparadores de tensão relevantes.

A frequência é aproximadamente o inverso da constante de tempo de R5 e C1 - 270Hz para os valores empregados.

Diminuir R5 ou C1 aumenta a frequência, aumentando qualquer um desses vai reduzir a frequência. O nível de saída pico a pico da onda triangular é muito menor do que a diferença entre as duas referências de tensão.

Portanto, é extremamente difícil para os dois comparadores serem ativados ao mesmo tempo. Ou então todos os 4 MOSFETs começariam a conduzir, levando a um curto-circuito e arruinando todos eles.

A forma de onda do triângulo é estruturada em torno de uma tensão DC offset. Aumentar ou diminuir a tensão de deslocamento varia a posição do pulso da onda triangular apropriadamente.

Alternar a onda do triângulo para cima permite que o comparador IC1: D seja ativado, diminuindo isso resulta no comparador IC1: C para ativar. Quando o nível de tensão da onda triangular está no meio das duas referências de tensão, nenhum dos comparadores é induzido. A tensão DC offset é regulada pelo potenciômetro P1 via IC1: A, que é projetado como um seguidor de tensão.

Isso fornece uma fonte de tensão de baixa impedância de saída, permitindo que a tensão de deslocamento DC seja menos vulnerável ao impacto de carga de IC1: B.

Conforme o 'potenciômetro' é comutado, a tensão de deslocamento DC começa a variar, para cima ou para baixo com base na direção em que o potenciômetro é virado. O diodo D3 apresenta proteção de polaridade reversa para o controlador.

O resistor R15 e o capacitor C2 são um filtro passa-baixo simples. Isso serve para limpar quaisquer picos de tensão provocados pelos MOSFETs conforme eles ligam a alimentação para o motor.

Lista de Peças

2) Controle de motor bidirecional usando IC 556

O controle bidirecional e de velocidade para motores CC é relativamente simples de implementar. Para motores energizados independentemente, a velocidade é, em princípio, uma função linear da tensão de alimentação. Motores com um ímã permanente são uma subcategoria de motores energizados independentemente e são frequentemente usados ​​em brinquedos e modelos.

Neste circuito, a tensão de alimentação do motor é variada por meio da modulação por largura de pulso (PWM) que garante uma boa eficiência e um torque relativamente alto em baixas velocidades do motor. Uma única tensão de controle entre 0 e +10 V permite que a velocidade do motor seja revertida e variada de zero a máximo em ambas as direções.

O IC multivibrador astável é configurado como um oscilador de 80 Hz e determina a frequência do sinal PWM. A fonte atual T1 carrega Ca. A tensão dente de serra neste capacitor é comparada com a tensão de controle em 1C2, que emite o sinal PWM para o buffer N1-Na ou NPN1. O driver do motor baseado em Darlington é um circuito de ponte capaz de conduzir cargas de até 4 Amps, contanto que a corrente inicial permaneça abaixo de 5 Amps e resfriamento suficiente seja fornecido para os transistores de potência T1-Ts. Os diodos D1, D5 oferecem proteção contra surtos indutivos do motor. A chave S1 torna possível inverter a direção do motor instantaneamente.

Controle de velocidade do motor bidirecional IC 556

Imagens de protótipo




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