Clase 4: Motores. Conviértete en un Joven Inventor PENTA UC

Transcripción

1 Clase 4: Conviértete en un Joven Inventor PENTA UC

2 Contenidos 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

3 Contenidos 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

4 Tipos de motores

5 Tipos de motores

6 Tipos de motores Pueden funcionar sumergidos en líquidos Tienen una alta eficiencia (75% - 96%) Combustión: 25% - 55% Silenciosos No contaminantes Alta duración Muy controlables

7 Contenidos 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

8 Qué es un electroimán?

9 Qué es un electroimán? Depende del sentido de la pila la orientación del imán

10 Contenidos 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

11 Funcionamiento La espira se transforma en un electroimán y se intenta alinear con los imanes de afuera

12 Funcionamiento

13 Funcionamiento Se tiene muchas bobinas para que el movimiento sea más continuo. Aumenta el torque (fuerza con que gira el motor).

14 Funcionamiento Y si usamos una pila más poderosa? El motor girará más rápido mientras mayor será el voltaje que se utilice.

15 Funcionamiento Si cambiamos el sentido de la pila, cada bobinado del motor (electroimán) cambiará su sentido, por lo que el motor girará de forma contraria.

16 Funcionamiento Probemos!

17 Contenidos 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

18 PWM 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.

19 PWM Cómo es el voltaje de una pila? Cómo es una PWM (Modulación por ancho de pulso)?

20 PWM Si la PWM es suficientemente rápida el motor verá solo el voltaje promedio!!

21 PWM

22 PWM Probemos usando un botón. voltaje tiempo

23 PWM Probemos usando un botón. voltaje tiempo

24 PWM Probemos usando un botón. voltaje tiempo

25 PWM Probemos usando un botón. voltaje tiempo

26 PWM Probemos usando un botón. voltaje tiempo

27 PWM Interruptor controlado - Transistor

28 PWM Cambiemos el botón por un interruptor controlado! Interruptor Controlado!

29 PWM Como se vería en la realidad

30 Contenidos 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

31 Sentido de giro Se puede hacer un control del sentido de giro utilizando el siguiente circuito conocido como Puente H.

32 Sentido de giro Si cerramos S1 y S4, el motor gira en un sentido debido a que el voltaje llega a los terminales A y B.

33 Sentido de giro 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.

34 Sentido de giro 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.

35 Sentido de giro Jamás debemos cerrar S1 y S3 simultáneament e. Tampoco podemos cerrar S2 y S4.

36 Sentido de giro Armaremos el siguiente circuito utilizando push button. Probemos con las combinaciones antes mencionadas.

37 Sentido de giro

38 Contenidos 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

39 L293 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.

40 L293 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.

41 En la práctica pinmode(btn, INPUT_PULLUP); Arduino 5V Lectura Pin 8

42 L293 L293

43 L293 PWM 5V S14 Motor GND GND Motor S23 5V

44 L293

45 L293

46 En la práctica #define PWM 3 #define BTN 8 #define S14 4 #define S23 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); }

47 En la práctica 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, HIGH); digitalwrite(s23, LOW); } else{ digitalwrite(s14, LOW); digitalwrite(s23, HIGH); }

48 Contenidos 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

49 Características

50 Características 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.

51 Características

52 Contenidos 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

53 Control de posición 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.

54 Control de posición

55 Contenidos 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

56 En la práctica

57 En la práctica #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); }

58 En la práctica 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);

59 Contenidos Extra! Motor paso a paso

60 Motor paso a paso

61 Motor paso a paso Tiene un imán en el eje (rotor). Con electroimanes se hace girar el rotor.

62 Motor paso a paso

63 Motor paso a paso

64 En la práctica #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); }

65 En la práctica 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)

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