PrÁctica 6 - Control De Motor DC ing teleco PDF

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Fundamentos De Electrónica Análoga

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Control De Motor DC Un puente H es un circuito electrónico que permite controlar el sentido de giro de un motor DC. Son muy usados en la robótica y como convertidores de potencia; estos vienen disponibles en integrados, pero también pueden ser construidos implementando elementos circuitales discretos como transistores diodos etc. Además de invertir el sentido de giro, el puente H también permite frenar bruscamente el motor, o incluso puede usarse para permitir que el motor frene bajo su propia inercia, cuando desconectamos el motor de la fuente que lo alimenta. I. INTRODUCCIÓN En el presente laboratorio realizaremos el montaje de un circuito puente H que nos permitirá controlar el sentido de giro de un motor DC. El puente H permite un funcionamiento si-no del motor a plena potencia en un sentido o en el otro, pero no ofrece un modo de controlar la velocidad, por esto implementaremos el puente H para controlarlo con arduino y mediante un pulsador indicarle la señal para realizar el cambio de sentido de giro, además con un potenciómetro controlaremos la cantidad de potencia que se le entrega al puente H y a su vez al motor, controlando así la velocidad con la que esta gira. II. MARCO TEÓRICO El transistor: es un dispositivo electrónico en estado sólido, cuyo principio de funcionamiento se basa en la física de los semiconductores. Este cumple funciones de amplificador, oscilador, conmutador o rectificador. El término “transistor” es la contracción en inglés de transfer resistor (“resistencia de transferencia”). Actualmente se los encuentra prácticamente en todos los aparatos domésticos de uso diario: radios, televisores, grabadoras, reproductores de audio y video, hornos de microondas, lavadoras, automóviles, etc. Este dispositivo semiconductor permite el control y la regulación de una corriente grande mediante una señal muy pequeña [1].

Transistor TIP 127: El TIP127 es un transistor Darlington de potencia complementario NPN-PNP fabricado en

tecnología planar con configuración de isla base y configuración Darlington monolítica. Estos transistores ofrecen un rendimiento de ganancia excepcionalmente alto en combinación con una tensión de saturación muy baja. Baja tensión de saturación colector-emisor. Su uso es muy común en la industria ya que es un administrador de potencia. [2] Características:  Polaridad de Transistor: PNP  Tensión de Colector a Emisor: -100V  Disipación de Potencia Pd: 65W  Corriente de Colector DC: -5A  Ganancia de Corriente DC hFE: 1000hFE  Encapsulado del Transistor: TO-220  Número de Pines: 3Pines  Temperatura de Funcionamiento Máx.: 150°C Transistor TIP 122: Transistor de potencia Darlington NPN de conmutación y amplificación lineal. El funcionamiento y utilización de los transistores de potencia es idéntico al de los transistores normales, teniendo como características especiales las altas tensiones e intensidades que tienen que soportar y, por tanto, las altas potencias a disipar. [3] Características:  Transistor Darlington NPN de propósito general  IC max: 5 A  IC Pico max: 8 A  IB max: 0.12 A  PTOT: 65 W  VCEO: 100 V, VCBO: 100 V, VEBO: 5 V  Diodo damper entre colector y emisor  Bajo voltaje de saturación colector-emisor  Complementario: TIP127  Encapsulado: TO-220 Transistor 2N2222: El 2N2222, también identificado como PN2222, es un transistor bipolar NPN de baja potencia de uso general. Sirve tanto para aplicaciones de amplificación como de conmutación. Puede amplificar pequeñas corrientes a tensiones pequeñas o medias; por lo tanto, sólo puede tratar potencias bajas (no mayores de medio Watt). Puede trabajar a frecuencias medianamente altas. [4] Características:  Transistor Bipolar (BJT) NPN

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     

Dispositivo diseñado para operar como amplificador y suiche de propósito general IC: 600 mA PD: 625 mW VCEO: 30 V, VCBO: 60 V, VEBO: 5 V fT: 300MHz mínimo Encapsulado: TO-92

DC. Cada que presionemos el pulsador, este se detiene y cambia de giro instantáneamente, además conectamos un potenciómetro entre la alimentación del puente H y un pin de entrada análogo de nuestro arduino, este funcionara como una resistencia que al ser manipulada cambiara la cantidad de potencia suministrada al motor variando así la velocidad de giro.

IV. III.

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RESULTADOS

METODOLOGIA Puente H implementado:

Construcción del puente H Antes de iniciar el montaje del circuito puente H consultamos las características de los elementos electrónicos que lo componen, para asegurarnos de su correcto funcionamiento y de que la transición de potencia en el puente sea ejecutada. La implementación de nuestro puente H consta de dos pulsadores (uno para cada transición de giro) que al ser activados efectúan el cambio de giro. Luego de asegurarnos de su correcto funcionamiento al conectar el puente a un motor dc de 12V nos damos cuenta de que solamente con nuestro circuito montado de manera análoga, no se puede controlar la velocidad de giro del motor.

Figura 1 Puente H

Implementación con arduino Para resolver el problema de la velocidad de giro de nuestro motor DC, mediante arduino programamos una secuencia que permita realizar el cambio de giro mediante una señal

Implementamos nuestro puente H, utilizando transistores TIP122, TIP127 y Pn2222, además de otros elementos circuitales como resistencias y un capacitor de 470uF. En la figura 1 podemos ver que hay dos entradas, en las entradas 1 y 2, irán conectados nuestros pulsadores encargados de emitir la señal para realizar el cambio de giro, y en la entrada 3 podemos ver sirve para conectar las tierras del circuito, por esto inicialmente la tiramos a GND. Arduino: Para controlar la velocidad de nuestro motor, implementamos un programa en arduino que nos permita controlar la potencia implementada al circuito mediante un potenciómetro, además los cambios de transición de giro los haremos con un solo pulsador el cual emite una señal discreta que le indica al circuito cuál de las salidas del puente H activar.

discreta que active la salida del puente H; esta vez utilizando un solo pulsador para activar el cambio de giro del motor

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V.

CONCLUSIONES

Hemos podido ver que el transistor tiene tres partes, una que emite electrones (emisor), otra que los recibe o recolecta (colector) y otra con la que se modula el paso de dichos electrones (base). Una pequeña señal eléctrica aplicada entre la base y el emisor modula la corriente que circula entre emisor y receptor. Existen tres regiones de trabajo en los transistores BJT, las cuales dependen de la circulación de intensidad por la base del transistor. Figura 2 Conexión arduino

Código implementado: int pulsador = 2; int estado = 0; int A = 1; int B = 0; unsigned long duty = 0; int var = 1; int d; void setup() { Serial.begin(9600); pinMode(2, INPUT); pinMode(5, OUTPUT); pinMode(6, OUTPUT); } void loop() { duty = analogRead(A1); Serial.println(duty); duty *= 255; duty /= 1024; Serial.println(duty); estado = digitalRead(pulsador); if (estado == LOW ) { delay(50); A = A ^ var; B = B ^ var; } else if (A == 1) { digitalWrite(5, 0); analogWrite(6, duty); } else if (B == 1) { digitalWrite(6, 0); analogWrite(5, duty); }

}

En la elaboración de nuestro puente H utilizamos transistores Darlington BJT, pero existen diversos tipos de transistores como la familia de los transistores de efecto de campo, en la que están incluidos los JFET, MOSFET, MISFET, etc. EL puente H es un circuito de demasiada demanda, ya que puede ser utilizado en diversos campos de la electrónica. Comúnmente los vemos empleado en robótica en el cambio de giro de motores.

VI. REFERENCIAS. [1] https://www.ecured.cu/Transistor [2] http://es.farnell.com/stmicroelectronics/tip127/darlingtontransistor-to-220/dp/9804056 [3] http://teslabem.com/tip122-transistor-de-potenciadarlington-npn.html [4] http://www.electronicoscaldas.com/transistores-bjt/55transistor-2n2222a.html...