Presentación de PowerPoint

Clase 4: Motores
Conviértete en un Joven Inventor
PENTA UC – 2014-1
Contenidos
Motores
• Tipos de motores y para que sirven
• Motor DC
• ¿Qué es un electroimán?
• Funcionamiento
• PWM
• Sentido de giro
• L293
• Motor Servo
• Características
• Control de posición
• En la práctica
Contenidos
Motores
• Tipos de motores y para que sirven
• Motor DC
• ¿Qué es un electroimán?
• Funcionamiento
• PWM
• Sentido de giro
• L293
• Motor Servo
• Características
• Control de posición
• En la práctica
Tipos de motores
Motores
Tipos de motores
Motores
Tipos de motores
Motores
• Pueden funcionar sumergidos en líquidos
• Tienen una alta eficiencia (75% - 96%)
•
Combustión: 25% - 55%
• Silenciosos
• No contaminantes
• Alta duración
• Muy controlables
Contenidos
Motores
• Tipos de motores y para que sirven
• Motor DC
• ¿Qué es un electroimán?
• Funcionamiento
• PWM
• Sentido de giro
• L293
• Motor Servo
• Características
• Control de posición
• En la práctica
¿Qué es un electroimán?
Motores
¿Qué es un electroimán?
Motores
Depende del sentido de
la pila la orientación del
imán
Contenidos
Motores
• Tipos de motores y para que sirven
• Motor DC
• ¿Qué es un electroimán?
• Funcionamiento
• PWM
• Sentido de giro
• L293
• Motor Servo
• Características
• Control de posición
• En la práctica
Funcionamiento
Motores
La espira se transforma en un electroimán y se intenta alinear con los imanes de afuera
http://www.magnet.fsu.edu/education/tutorials/java/dcmotor/
Funcionamiento
Motores
http://www.magnet.fsu.edu/education/tutorials/java/dcmotor/
Funcionamiento
Motores
•
Se tiene muchas
bobinas para que el
movimiento sea más
continuo.
•
Aumenta el torque
(fuerza con que gira
el motor).
Funcionamiento
Motores
¿Y si usamos una pila más poderosa?
El motor girará más rápido mientras mayor será el voltaje que se
utilice.
Funcionamiento
Motores
Si cambiamos el sentido de la pila, cada bobinado del motor
(electroimán) cambiará su sentido, por lo que el motor girará de
forma contraria.
Funcionamiento
Motores
Probemos!
Contenidos
Motores
• Tipos de motores y para que sirven
• Motor DC
• ¿Qué es un electroimán?
• Funcionamiento
• PWM
• Sentido de giro
• L293
• Motor Servo
• Características
• Control de posición
• En la práctica
PWM
Motores
¿Cómo controlamos la velocidad de giro?
• Recordemos que la velocidad es proporcional al
voltaje que se utiliza.
• Entonces hagamos que el voltaje visto por el
motor cambie.
• Esto se puede lograr con una señal de voltaje
conocida como PWM.
PWM
Motores
¿Cómo es el voltaje de una pila?
¿Cómo es una PWM (Modulación por ancho de pulso)?
PWM
Motores
Si la PWM es
suficientemente
rápida el motor
verá solo el voltaje
promedio!!
PWM
Motores
PWM
Motores
Probemos usando un botón.
voltaje
tiempo
PWM
Motores
Probemos usando un botón.
voltaje
tiempo
PWM
Motores
Probemos usando un botón.
voltaje
tiempo
PWM
Motores
Probemos usando un botón.
voltaje
tiempo
PWM
Motores
Probemos usando un botón.
voltaje
tiempo
PWM
Motores
Interruptor controlado - Transistor
PWM
Motores
Cambiemos el botón por un interruptor controlado!
Interruptor
Controlado!
PWM
Motores
Como se vería en la realidad
Contenidos
Motores
• Tipos de motores y para que sirven
• Motor DC
• ¿Qué es un electroimán?
• Funcionamiento
• PWM
• Sentido de giro
• L293
• Motor Servo
• Características
• Control de posición
• En la práctica
Sentido de giro
Motores
Se puede hacer
un control del
sentido de giro
utilizando el
siguiente circuito
conocido como
Puente H.
Sentido de giro
Motores
Si cerramos S1 y
S4, el motor gira
en un sentido
debido a que el
voltaje llega a los
terminales A y B.
Sentido de giro
Motores
Si cerramos S2 y
S3, el motor gira
en sentido
contrario ya que
el voltaje positivo
ahora se
encuentra en B y
el negativo en A.
Sentido de giro
Motores
Si cerramos S2 y
S3, el motor gira
en sentido
contrario ya que
el voltaje positivo
ahora se
encuentra en B y
el negativo en A.
Sentido de giro
Motores
Jamás debemos
cerrar S1 y S3
simultáneament
e.
Tampoco
podemos cerrar
S2 y S4.
Sentido de giro
Motores
Armaremos el
siguiente circuito
utilizando push
button.
Probemos con las
combinaciones
antes
mencionadas.
Sentido de giro
Motores
Contenidos
Motores
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• ¿Qué es un electroimán?
• Funcionamiento
• PWM
• Sentido de giro
• L293
• Motor Servo
• Características
• Control de posición
• En la práctica
L293
Motores
¿Qué pasa si combinamos el control de velocidad
con el control de sentido de giro?
• Podemos lograrlo usando el circuito anterior y
en vez de usar botones usar interruptores
controlados (transistores).
• Para motores pequeños como este podemos
utilizar el chip L293.
L293
Motores
Problema:
Leer un el voltaje de un potenciómetro para controlar
la velocidad de un motor DC usando solo una salida
PWM.
Además, leer un botón y cuando éste se encuentre
presionado cambiar el sentido de giro del motor
usando dos salidas digitales.
En la práctica
Motores
pinMode(BTN, INPUT_PULLUP);
Arduino
Lectura
5V
Pin 8
L293
Motores
L293
L293
Motores
PWM
S14
Motor
GND
GND
Motor
S23
5V
5V
L293
Motores
L293
Motores
En la práctica
Motores
#define
#define
#define
#define
PWM
BTN
S14
S23
3
8
4
5
// Variables pot (analógica leída) y duty (entregada)
int pot;
int boton;
int duty;
void setup(){
// Inicializamos el pin del PWM
pinMode(PWM, OUTPUT);
pinMode(BTN, INPUT_PULLUP);
pinMode(S14, OUTPUT);
pinMode(S23, OUTPUT);
}
En la práctica
Motores
void loop(){
pot = analogRead(A0);
// Mapeamos pot al duty equivalente
duty = map(pot, 0, 1023, 0, 255);
boton = digitalRead(BTN);
// Enviamos el PWM con el duty calculado
analogWrite(PWM, duty);
if(boton){
digitalWrite(S14,
digitalWrite(S23,
}
else{
digitalWrite(S14,
digitalWrite(S23,
}
}
HIGH);
LOW);
LOW);
HIGH);
Contenidos
Motores
• Tipos de motores y para que sirven
• Motor DC
• ¿Qué es un electroimán?
• Funcionamiento
• PWM
• Sentido de giro
• L293
• Motor Servo
• Características
• Control de posición
• En la práctica
Características
Motores
Características
Motores
• Son motores utilizados para controlar
principalmente la posición que tienen de
forma muy simple.
• Su giro es controlado, no pueden dar más de
una vuelta.
• Tienen mayor torque que un motor DC normal
de similar tamaño.
Características
Motores
Contenidos
Motores
• Tipos de motores y para que sirven
• Motor DC
• ¿Qué es un electroimán?
• Funcionamiento
• PWM
• Sentido de giro
• L293
• Motor Servo
• Características
• Control de posición
• En la práctica
Control de posición
Motores
• El servo se maneja utilizando 3 cables.
• Rojo: Voltaje positivo
• Negro o Marrón: Tierra
• Amarillo, Naranjo o Blanco: Señal (Control)
• La señal de control es muy similar a una PWM.
• Arduino tiene una librería que genera la señal
de control.
Control de posición
Motores
Contenidos
Motores
• Tipos de motores y para que sirven
• Motor DC
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• Funcionamiento
• PWM
• Sentido de giro
• L293
• Motor Servo
• Características
• Control de posición
• En la práctica
En la práctica
Motores
En la práctica
Motores
#include <Servo.h>
// Creamos un objeto servo
Servo motor;
int pot;
int angulo;
void setup(){
// Seleccionamos el pin 9 para controlar
// al servo motor
motor.attach(9);
}
En la práctica
Motores
void loop(){
// Leemos el potenciómetro
pot = analogRead(A0);
// Generamos el angulo
angulo = map(pot, 0, 1023, 0, 179);
// Enviamos al motor al ángulo calculado
motor.write(angulo);
// Esperamos a que el servo actúe.
delay(50);
}
Contenidos
Motores
Extra!
Motor paso a paso
Motor paso a paso
Motores
Motor paso a paso
Motores
• Tiene un imán en el
eje (rotor).
• Con electroimanes
se hace girar el
rotor.
Motor paso a paso
Motores
Motor paso a paso
Motores
En la práctica
Motores
#include <Stepper.h>
// Definimos el numero de pasos del motor
#define pasos 100
// Creamos un objeto stepper con los pines
Stepper motor(pasos, 4, 5, 6, 7);
int angulo;
int estado;
void setup(){
// Velocidad del motor en RPM
motor.setSpeed(30);
// Pin 9 como entrada del botón
pinMode(9, INPUT);
}
En la práctica
Motores
void loop(){
// Leemos el botón
estado = digitalRead(9);
// Damos un paso si el botón está presionado
if(estado){
stepper.step(1)
}
// Esperamos a que el stepper actúe.
delay(500)
}
Contenidos
Motores
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• Motor DC
• ¿Qué es un electroimán?
• Funcionamiento
• PWM
• Sentido de giro
• L293
• Motor Servo
• Características
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Clase 4: Motores
Conviértete en un Joven Inventor
PENTA UC – TAV 2014