trabajo de electronica de potencia

C.A.P. INGENIERÍA MECÁNICA ELÉCTRICA

CONTROL DE MOTORES ELÉCTRICOS

(CONTROLES ELECTRÓNICOS)

Electrónica De Potencia Página 1


DEDICATORIA

Dedicamos el presente primeramente a dios y entre varias a aquellas personas que nos apoyaron y respaldaron siempre. Con todo cariño:

Nuestros padres y Madres.



AGRADECIMIENTOS

A todos nuestros docentes ya que ellos nos enseñaron valorar los estudios y a superarnos cada día, también agradecemos a nuestros padres porque ellos estuvieron y están en los días más difíciles de nuestras vidas como estudiante. Y agradecemos a Dios por darnos la salud, por tener una cabeza con la que podemos pensar muy bien y además un cuerpo sano y una mente de bien Estoy seguro que las metas planteadas por cada uno de nosotros darán fruto en el futuro y por ende nos esforzaremos para adquirir nuevos conocimientos cada día.



INTRODUCCIÓN

Cuando se hace referencia a “Control Eléctrico” nos estamos refiriendo a aquellas variables de salida que tiene un controlador de un proceso. La salida de un controlador puede ser configurada de tal manera que pueda ofrecer el mejor servicio de la variable obtenida de un proceso a controlar, es así como se puede elegir desde un tipo “On-Off” hasta un control más exacto.Un controlador es un instrumento que toma la señal desde un sensor, la compara con un “setpoint” y ajusta la salida de control. Existen variados tipos de controladores, pero la mayoría presenta al menos un tipo de control de salida,



CONTENIDO

CONTROLES ELECTRÓNICOS

1. CONTROLES ELECTRÓNICOS

1.1. USO DE DRIVER´S

1.2 EL SEMICONVERTIDOR

1.3 EL CICLOCONVERSOR

1.4 EL TACO-GENERADOR

1.5 CONTROL POR PWM

1.6 CONVERTIDOR DE F-V

1.7 TACÓMETRO DIGITAL



1. CONTROLES ELECTRÓNICOS

1.1. USO DE DRIVER´S

Controlar motores DC utilizando micro controlador generalmente se requiere de drivers. Uno de ellos puede ser el L293B que tiene la siguiente configuración:

Descripción: El driver L293B tiene cuatro canales capaz de proporcionar en cada una de sus salidas hasta 1 amperio y dispone de entrada de alimentación separada para cada uno de ellos. Funcionamiento: Cada canal o driver es controlado por medio de una señal de control compatible TTL (no superior a 7V) y se habilitan de dos en dos por medio de las señales de control EN1 (canal 1 y 2) y EN2 (canal 3 y 4). En la siguiente tabla describe el comportamiento de las salidas referente a sus entradas.

H= Nivel Alto "1" L= Nivel Bajo "0" Z = Alta Impedancia



Así pues, vemos que poniendo a nivel alto la entrada de habilitación "EN" del driver, la salida de este "OUT" pasa de alta impedancia al mismo nivel que se encuentre la entrada del driver "IN" pero amplificado en tensión y en corriente, siendo esta de 1A máximo. La tensión de alimentación del circuito integrado no es la misma que se aplica a las carga conectada a las salidas de los drivers, y para estas salidas se a de alimentar el driver por su patita número 8 (Vs), la tensión máxima aplicable a estas patitas es de 36V Control Unidireccional: En la siguiente figura se presentan dos formas de conectar un motor para control unidireccional, M1 se activa al poner la entrada del driver conectado a este, a nivel bajo 0, mientras que M2 se activa al poner la entrada del driver a nivel alto 1 y se para al ponerla a nivel bajo 0.

La entrada enable es como un interruptor general y deberá ponerse a nivel alto 1 para poder operar con los drivers que controla, o a nivel bajo 0 si se quiere desconectar el control de estos. Vs será la tensión de alimentación necesaria para los motores. Los diodos 1N4007 son para proteger el circuito de los picos de arranque y parada de los motores debido a la corriente inversa inducida por estos. Control Bidireccional: En el siguiente circuito se presenta el modo de conectar un motor para permitir controlarlo tanto hacia delante como hacia atrás.



Para tener el control de dos direcciones o bidireccional se usan dos drivers del L293b conectando sus salidas a los polos del motor, entonces podremos cambiar la polaridad de alimentación del motor con tan solo cambiar de estado las entradas de los drivers. Por ejemplo, para que el motor gire hacia la derecha se pone la entrada C a nivel alto 1 y D a nivel bajo 0 y para hacer girar el motor a la izquierda se tiene que invertir las señales de entrada de tal manera, la entrada C a nivel bajo 0 y D a nivel alto 1. Los diodos son como en el caso anterior para proteger el integrado de corrientes inversas.

L293D / L293B: driver para motores CC (DC)

Extracto del Capítulo XII del libro Cómo programar en lenguaje C los microcontroladores PIC16F88, 16F628A y 16F877A. 2da edición

Las aplicaciones que tienen los motores CC ( DC) en el área de la automatización son muy amplias, van desde los juguetes hasta la robótica industrial, pasando por la medicina, las aplicaciones militares, la investigación espacial y submarina, los electrodomésticos, las computadoras, los dispositivos de entretenimiento, los simuladores, las máquinas herramientas, los automóviles, etc. En este capítulo se estudia en detalle el control de sentido de giro, velocidad y posición angular de los motores CC ( DC) convencionales y los motores paso a paso (PAP) o stepper motor usando el driver L293D / L293B con lo microcontroladores PIC programados en mikroC PRO.

Driver L293BEl circuito integrado L293B (tabla 12.1 y figuras 12.1, 12.2, 12.3 y 12.4) se ha diseñado con el propósito de realizar el control de los motores CC ( DC) de manera óptima y económica. Está conformado por cuatro amplificadores push-pull capaces de entregar una corriente de salida de 1A por canal. Cada canal está controlado por entradas compatibles con los niveles TTL y cada par de amplificadores (un puente completo) está equipado con una entrada de habilitación, que puede apagar los cuatro transistores de salida. Tiene una entrada de alimentación independiente para la lógica, de manera que se puede polarizar con bajos voltajes para reducir la disipación de potencia. Los cuatro pines centrales se emplean para conducir el calor generado hacia el circuito impreso. Sus características sobresalientes son las siguientes:

Corriente de salida de 1A por canal. Corriente pico de salida 2A por canal (no repetitiva). Pines de Habilitación. Alta inmunidad al ruido. Fuentes de alimentación separadas. Protección contra exceso de temperatura.


http://www.programarpicenc.com/

http://www.programarpicenc.com/


Tabla 12.1 Valores máximos absolutos del driver L293B

Figura 12.1 Distribución de terminales del driver L293B

Figura 12.2 Diagrama de bloques del driver L293B y tabla de verdad (Z= Alta impedancia de salida). Se muestran diferentes tipos de conexión de motores CC ( DC).

Observe con cuidado la tabla de verdad de la figura 12.2 y note que si el voltaje de entrada de habilitación Vinh tiene un nivel ALTO el voltaje de salida Vo tendrá el mismo nivel (ALTO o BAJO), aunque NO el mismo valor, del nivel de entrada Vi. Algo que debe tenerse muy en cuenta es que los valores del voltaje de entrada Vi no son los mismos valores del voltaje de salida Vo, ya que Vi corresponde a valores TTL mientras que Vo es el voltaje de alimentación de los motores Vs.



Por otro lado, si Vinh tiene un valor BAJO, el pin de salida se pone en estado de alta impedancia (sin importar el valor del voltaje de entrada Vi).

Figura 12.3 Control de motores CC ( DC) (con conexión al positivo y al negativo de la fuente). Tabla de verdad.La tabla de verdad de la figura 12.3 muestra la posibilidad de controlar dos motores CC ( DC) en el mismo sentido de giro, con la diferencia de que M1 girará si la entrada A tiene un nivel BAJO, mientras que M2 girará si la entrada B tiene un nivel ALTO.



Driver L293DEl driver L293D (figura 12.5) es similar al L293B, se diferencia fundamentalmente en su máxima corriente de salida y en la incorporación de los diodos de protección en cada uno de los cuatro amplificadores. Sus características principales son las siguientes:

Corriente de salida de 600 mA por canal. Corriente pico de salida 1,2A por canal (no repetitiva). Pines de Habilitación. Alta inmunidad al ruido. Fuentes de alimentación separadas. Protección contra exceso de temperatura. Diodos de protección incorporados.

Figura 12.5 Diagrama de bloques del driver L293DEl L293D diseñado para recibir niveles TTL y alimentar cargas inductivas (relés, motores DC y PAP bipolares y unipolares) y transistores de potencia de conmutación. Este dispositivo se puede usar en aplicaciones de conmutación hasta los 5 kHz. Está encapsulado en formato DIP16 y sus cuatro pines centrales se han conectado juntos y se emplean como disipadores de calor.

Conexión del driver L293D al PICEl control de giro de motores DC por medio del driver L293D se detalla en el siguiente ejemplo. También puede emplearse el L293B tomando en cuenta que se deben añadir los diodos de protección (pueden ser del tipo 1N4007) como se indica en la figura 12.4.

Ejemplo-MotorDC_01.c: Conexión típica de un motor eléctrico DC al PIC a través del driver L293D (figuras 12.6.1 y 12.6.2). El giro del motor está determinado por el estado de los pines RB0 y RB1 de acuerdo a la tabla 12.2. El pin RB0 determina el encendido o apagado del motor, mientras que RB1 controla el sentido de giro.



Tabla 12.2 Tabla de verdad del problema MotorDC_01.c

Figura 12.6.1 Circuito de control de motores CC (DC) con el L293D//MotorDC_01.cvoid main()OSCCON=0x60; //Oscilador interno a 4MHz (TCI=1 us).while (OSCCON.IOFS==0); //Esperar mientras el oscilador está inestable.PORTB=0x00; //Inicialización.NOT_RBPU_bit=0; //Habilitar las pull-up.TRISB=0b11100011; //RB<4:2> como salidas.while (1) if (RB0_bit==0) RB4_bit=0; //Motor desconectado. if (RB0_bit==1) if (RB1_bit==0) PORTB=0b00011000; //Giro a la derecha. if (RB1_bit==1) PORTB=0b00010100; //Giro a la izquierda.

Driver L293B (I): Características



Cuatro canales de salida (habilitados de dos en dos).

Corriente de salida de hasta 1A por canal. Señales de control compatibles TTL (max. 7v). (conexión directa con el PIC) Posibilidad de controlar hasta cuatro motores sin inversión de giro o dos motores con control de giro. Posibilidad de alimentación externa de motores de hasta 36v. El modelo L293D incluye diodos de protección internos. La hoja de características original, en inglés, del L293 se puede

1.2 EL SEMICONVERTIDOR

Un control de la velocidad para un motor DC se realiza variando el ángulo de disparo de los tiristores (T1 y T2) con el fin de variar el valor de la componente dc de la señal rectificada que se aplicará al motor. Para este semiconvertidor el valor de DC de la señal de salida esta dado por la fórmula:

Vdc=Vmπ

(1+cosα)

Donde Vm es el valor pico de la señal de entrada y es el valor del ángulo de disparo de losα tiristores ,asi podemos ver que si tenemos como ángulo de disparo 0° el valor DC de la señal de salida será máxima y se tendrá así la máxima velocidad, en caso contrario, si el ángulo de disparo es 180° tendremos que el valor DC de la señal será 0 (cero) y la velocidad será nula.



Un circuito detector de cruce por cero debe avisar al microcontrolador este momento por un pin de entrada (P1.4) y además detectar el nivel de la señal AC por otro pin de entrada (P1.3) con la señal del comparador LM339.



El microcontrolador debe indicar la polaridad seleccionada (P1.0) y los dos disparos a los tiristores (pines de salida P1.1 y P1.2).



Se utilizan los tiristores T106 y diodos 1N4007, además de protección contra dv/dt con resistencias de 39 y condensadores de 0.1 F. También se conecta una resistencia de carga deΩ μ 270 para obtener la señal deseada y poderla transmitir al comparador de voltaje. ΩEl circuito de disparo puede también estar basado en el uso de opto-triac para cada una de las gates como el MOC3011 con resistencia de gate de 100 y resistencia para el diodo de 1K . Ω Ω

Una aplicación típica de un convertidor AC-AC es usarlo para controlar la velocidad de un motor

de tracción AC (un tipo de motores eléctricos utilizados en locomotoras) y la mayor parte de

estos convertidores tienen una salida de potencia alta, de la orden unos megavatios y SCRs son

usados en este recorrido. En contraste, bajo coste, el poder bajo convertidor para el poder bajo

AC motores está también en el uso y muchos de éstos el recorrido tiende a usar triacs en el lugar

de SCRs. A diferencia de un SCR, que conduce en sólo una dirección, un triac es capaz de la

conducción en una u otra dirección.

Otras importantes aplicaciones para estos equipos son en la gran minería, y abarcan las

siguientes:

accionamiento eléctrico sin engranajes (gearless) mediante motores anillo para molinos

semiautógenos (SAG) y de bolas de gran potencia

accionamiento eléctrico sin engranajes (gearless) para correas transportadores de gran

potencia.

accionamiento eléctrico sin engranajes (gearless) para elevadores (hoists)

1.3 EL CICLOCONVERSOR

Un cicloconversor es un Convertidor estático de potencia que convierte un voltaje AC, como el

suministro de conducto principal, a otro voltaje AC. La amplitud y la frecuencia del voltaje de entrada

tienden a ser fijas, mientras que tanto la amplitud como la frecuencia del voltaje de salida pueden ser

variables dependiendo del control.

A diferencia de otros convertidores estáticos, en este equipo la conversión se hace directamente de

corriente alterna a corriente alterna, sin que exista un enlace intermedio de corriente continua ni

elementos almacenadores de energía. Para ello, y mediante la conmutación de semiconductores, la forma

de onda del voltaje de salida se va construyendo por segmentos de la forma de onda de los voltajes de

entrada. Es por esto que además la forma de onda resultante es necesariamente de menor frecuencia que

la de entrada.

APLICACIONES:

Una aplicación típica de un convertidor AC-AC es usarlo para controlar la velocidad de un motor de

tracción AC (un tipo de motores eléctricos utilizados en locomotoras) y la mayor parte de estos



convertidores tienen una salida de potencia alta, de la orden unos megavatios y SCRs son usados en este

recorrido. En contraste, bajo coste, el poder bajo convertidor para el poder bajo AC motores está también

en el uso y muchos de éstos el recorrido tiende a usar triacs en el lugar de SCRs. A diferencia de un SCR,

que conduce en sólo una dirección, un triac es capaz de la conducción en una u otra dirección.

Otras importantes aplicaciones para estos equipos son en la gran minería, y abarcan las siguientes:

accionamiento eléctrico sin engranajes (gearless) mediante motores anillo para molinos

semiautógenos (SAG) y de bolas de gran potencia

accionamiento eléctrico sin engranajes (gearless) para correas transportadores de gran potencia.

accionamiento eléctrico sin engranajes (gearless) para elevadores (hoists)

Un microcontrolador genera los pulsos de disparo a los tiristores de la etapa de potencia. Este cicloinversor está diseñado para reducir la frecuencia de la red a aproximadamente 20Hz.

El circuito consta de un de cruce por cero, el cual ayudará a sincronizarse con la red para activar los tiristores en el tiempo indicado y no causar posibles daños en estos, sin embargo, se le adicionó un circuito detector de polaridad en el cual ayudará a que el proceso de control inicie en un semiciclo positivo y que los tiristores se disparen en inverso. Consta además de de un circuito seleccionador que tendrá la opción de variar los ángulos de activación, es decir, se podrá variar la velocidad del motor o en el mejor de los casos detenerlo. El microcontrolador tomará los pulsos generados del cruce por cero, del detector de polaridad y la señal que entrega el circuito seleccionador para procesarlos y generar la correspondiente secuencia de pulsos a la velocidad seleccionada. El circuito de potencia consta de dos bloques de tiristores configurados de tal forma que al activarlos ninguno de estos me genere corto en la red. Un bloque enviará a la carga el semiciclo positivo y el otro el semiciclo negativo ya modificado. (a 20Hz) La señal resultante que caerá sobre la carga después de hacer todo el proceso de control de los tiristores es la siguiente en donde se indicará cuáles son los tiristores que estarán activos en unos tiempos determinados:



Generador de cruce por cero:

Circuito detector de polaridad:



Circuito seleccionador:

Este circuito consta de unos flip flop tipo D el cual la selección que realice se mantendrá y estará allí hasta el tiempo que determine necesario. La activación de estos flip flop se realiza por medio de una compuerta OR, teniendo como señal de entrada los pulsos que vienen de los interruptores. Para mejorar la señal de selección que le ingresa al microcontrolador se colocó un buffer, utilizándolo también para mejorar el cruce por cero y la salida del microcontrolador a la etapa de potencia.

Circuito de potencia:

Este circuito consta de una etapa de desacople en la cual me aísla las señales DC de control con las AC de carga por medio del integrado MOC 3021, en el que suministrara el pulso suficiente sobre la gate del tiristor para activarlo.

Para el circuito de potencia se utilizó tiristores que manejan hasta 10 Amperios para evitar que corrientes excesivas los destruya. Además se protegió contra el dv/dt (colocando un condensador y una resistencia en serie entre ellos y en paralelo con el tiristor) y contra el di/dt (colocando una bobina en serie con la carga) para evitar posibles daños en el circuito.

El circuito correspondiente es el siguiente:



1.4 EL TACO-GENERADOR:1.1. APLICACIONES

El Tacogenerador WEG fue proyectado para ser aplicado al servocontrol de máquinas operatrices de control numérico, de accionamiento de máquinas textiles, aceleradores, freno de ascensores, comando y regulado para ajustes finos que dependen de la variación de velocidad y otras aplicaciones que requieren velocidad contÌnua y extremamente controlada.

El tacogenerador da una señal de tensión continua correspondiente al valor real de velocidad de la máquina eléctrica a la cual está· acoplado.

1.2. CONSTRUCCION

El Tacogenerador posee imanes permanentes en el estator, con la función de producir un campo magnético. En el rotor bobinado es generada una tensión continua de amplitud proporcional a la rotación y polaridad que depende del sentido de giro.

a) Tacogenerador tipo 1R (C) / 2RC (P)

Este tacogenerador posee brida y eje con chavetero, siendo su acoplamiento flexible. Los modelos 1RC/2RC(P) tienen caja de conexión. Los sufijos ìCî y ìPî representan que los taco generadores poseen caja de conexión o pies.

IMPORTANTE:

Debido a las características de los imanes permanentes utilizados, este tacogenerador no debe ser desmontado, pues al retirarse el rotor de dentro del estator los imanes se desmagnetizan parcialmente y el tacogenerador no dará más el valor de tensión nominal.

b) Tacogenerador tipo TCW



Este tacogenerador es de eje hueco, siendo su rotor instalado sobre una prolongación única del eje de la máquina a la cual es acoplado. Su carcaza posee un encaje para su fijación en la tapa trasera de la máquina donde es acoplado.

El material magnético de los imanes es Alnico estabilizado, que no se desmagnetiza al desmontarse/ montarse el tacogenerador

Consiste básicamente en un subsistema de dos motores acoplados mecánicamente, esto con un motor de iguales características al controlado, el cual fue acoplado a su eje mecánicamente comportándose como un generador, entregando a su salida un voltaje promedio D.C. proporcional a la velocidad desarrollada en el motor 1.

El voltaje entregado por el motor 2 es usado para enviárselo al microcontrolador y este lo convierte de A/D por medio del conversor que posee el mismo micro.. El voltaje entregado por el motor 2 debe ser acoplado al micro de manera adecuada para realizar una buena medida de las RPM del motor 1. En primer lugar para asegurar que el voltaje del motor 2 sea de tipo D.C. se pasa a través de un puente de diodos que se encarga de rectificar.

Para poder calibrar nuestro sistema se consiguió un tacómetro semi-industrial clase H con el cual se obtuvo la siguiente tabla para el motor con el tacogeneratriz:



Circuito acondicionador:

1.5 CONTROL POR PWM: La señal PWM generada por ejemplo por un microcontrolador es aplicada al circuito de potencia, el cual consiste de un transistor BJT de conmutación de referencia ECG51 que maneja un tf=0.7us y un circuito con diodo antiparalelo con el motor para facilitar la descarga inductiva soportado por un circuito RC que es un ajuste para esta compensación. Un circuito RC en la base del BJT ayuda a la rápida conmutación y un diodo de suicheo evita las corrientes inversas para la parte digital.

Control de velocidad por PWMAlgo ligero para hoy. Se trata de un control de potencia por Modulación de Anchura de Pulsos (PWM). Está basado en un TL494CN que desoldé de una fuente de alimentación para PC estropeada. Como siempre al final de la entrada os dejo un enlace a los ficheros, incluido el datasheet y una nota de aplicación de TI titulada Designing Switching Voltage Regulators With the TL494.

Este integrado tiene todos los elementos necesarios para construir una fuente conmutada:

The TL494 contains two error amplifiers, an on-chip adjustable oscillator, a dead-time control (DTC) comparator, a pulse-steering control flip-flop, a 5V - 5% precision regulator, and output-control circuits.

Aunque hoy sólo vamos a usar parte de la circuitería es interesante echarle un ojo a lanota de aplicación -el datasheet deja bastante que desear- porque tal vez se nos ocurran otros usos. Si bien es cierto que es un integrado diseñado para un propósito muy concreto, merece la pena conocerlo porque es


http://focus.tij.co.jp/jp/lit/an/slva001d/slva001d.pdf

http://electronicayciencia.blogspot.com/2010/04/control-de-velocidad-por-pwm.html


bastante frecuente y muy sencillo de reutilizar. Lo podemos encontrar en fuentes de alimentación conmutadas, sobre todo en fuentes de PC antiguas posteriores al 2003 (fecha de la publicación de la nota de diseño).

Vamos a construir un sencillo circuito para controlar la tensión aplicada a una bombilla o un motor. Cuidado cuando apliquemos pulsos discontinuos a un motor que como sabéis es una carga inductiva y va a generar picos de tensión inversa que hay que considerar.

Descripción del circuito

Lo primero que hacemos es llevar a masa lo que no vayamos a utilizar: las patillas 1, 2, 15 y 16 que corresponden a dos amplificadores pensados para sensar y corregir la tensión de salida. Y la patilla 13, que determina si las dos salidas que tiene actúan enpush-pull o en paralelo. Como sólo vamos a usar una nos da igual, así que la conectamos a 0V y tenemos salidas en paralelo.

La resistencia R2 y C1 están conectados al oscilador, en el datasheet los llaman CT y RT (T de timing). Con los valores que he elegido obtenemos una frecuencia de conmutación de 10kHz. Si os molesta el pitido podéis aumentarla, el límite de este integrado está en 150kHz. Pero si pensáis usarlo para controlar un motor, debéis tener en cuenta que la resistencia del bobinado aumenta con la frecuencia. La formula para calcular la frecuencia de oscilación no viene en el datasheet, pero en la nota se indica y es la habitual:

El duty-cycle lo fijamos mediante R1 y el potenciómetro. La patilla 4 (Dead Time Control) controla el tiempo de apagado, desde un mínimo de 3% (Duty Cycle 97%) cuando se le aplica una tensión de 3.3V a un máximo de 100% (Duty Cycle 0% o apagado) cuando se conecta a 0V. Podríamos haber conectado las salidas en push-pull y utilizar la salida complementaria, de esa otra forma tendríamos un duty de 3% a 100% en lugar de 0% a 97% como tenemos con esta configuración.


http://2.bp.blogspot.com/_QF4k-mng6_A/S8N26BRUTEI/AAAAAAAAAFo/YfLJ7vL84Wc/s1600/velomtr_sch.png


R1 actúa como divisor de tensión con P1 para que la tensión en la patilla 4 no sobrepase los 3.3V. Debéis calcularla en función del valor del potenciómetro que penséis usar. Ya que

A la salida hemos colocado un BD140 que puede conmutar hasta 1.5A. El diodo D1 sirve para cortocircuitar los picos de retorno en caso de que conectemos un motor a la salida, y que no lleguen al transistor.

El circuito puede alimentarse entre 7 y 30V aunque los valores de R3 y R4 están pensados para 9V, así que si vais a usar otras tensiones diferentes puede que tengáis que recalcularlos para aseguraros de que el transistor funciona efectivamente en conmutación.

Aquí tenéis una foto del circuito terminado.

1.6 CONVERTIDOR DE F-V:

El LM2907 es un convertidor frecuencia-voltaje fabricado por la National Semiconductor. Su aplicación es:

Usado para convertir o transformar un valor de frecuencia entrante en un voltaje equivalente.

Aplicaciones: Tacómetro Frecuencia a voltaje conversión . Velocímetro. Breaker point dwell meters


http://3.bp.blogspot.com/_QF4k-mng6_A/S8N22WcwX1I/AAAAAAAAAFg/ZDuoHjE0j4M/s1600/BENQ0020.JPG


Hand-held tacometro Gobernadores de velocidad Control de cruce Automotive door lock control Control de embrague Control de antena Cambio de tacto o sonido

CÓMO USARLOConvertidor Básico FV

El funcionamiento básico del LM2907, la serie LM2917 se entiende mejor observando al conversor básico mostrado en la Figura 3.

En esta configuración, una señal de frecuencia se aplica a la entrada de la bomba de carga del pin 1.El voltaje que aparece en el pin 2 girará entre dos valores que son aproximadamente ¼ (vcc) - Vbe y ¾(vcc) - Vbe.

El voltaje en el pin 3 tendrá un valor igual de a Vcc*(F_IN)*C1*R1*Kdónde K es una constante de ganancia (normalmente 1.0).



La salida de el emisor (pin 4) se conecta a la entrada inversora del Amplificador operacional para que el pin 4 siga al pin 3 y proporcione un voltaje de salida de baja impedancia proporcional a la frecuencia de entrada.

La linealidad de este voltaje es típicamente bueno como 0.3% full escala.Escogiendo a R1 y C1

Hay algunas limitaciones en la seleccion de R1, C1 y C2 (Figura 3) qué debe ser considerado para un mejor funcionamiento.

C1 también mantiene la compensación interior la bomba de carga y debe mantenerse mayor de 100 pF. Los valores más pequeños pueden causar un error de corriente en R1, sobre todo a bajas temperaturas. Deben reunirse tres consideraciones al escoger R1.

Primero, la salida de corriente de el pin 3 es internamente fijada y por consiguiente V3 max, dividido por R1, debe ser menor o igual a este valor.

donde V3 max es el voltaje de salida a maxima escala requerido 13MIN es determinado de hoja de los datos (150 MA)

Segundo, si R1 es demasiado grande, puede volverse una fragcion significativa de la impedancia del salida en el pin 3 qué degrada daña la linealidad.

Finalmente, el voltaje de rizado debe ser considerado, y el tamaño de C2 es afectado por R1.

Una expresión que describe el rizado en el pin 3 para unica convinacion de R1, C2 es:



Se ve como R1 puede escogerse independiente de el rizado, sin embargo el tiempo de Respuesta, o el tiempo de damanda saca V para estabilizar a un nuevos aumentos de frecuencia como el tamaño de aumentos de C2, para que un compromiso entre el rizado, tiempo de respuesta, y la linealidad deben ser cuidadosamente escogidas.R1 debe seleccionarse según la relación siguiente: C se selecciona según:

El funcionamiento del LM2907, la serie de LM2917 es mejor bajo Próximo decide en la onda máxima que puede aceptarse y puede taparse en la ecuación siguiente para determinar C2:

El tipo de condensador usado por cronometrar el condensador C1 determinará la exactitud de la unidad encima del rango de temperatura.

Figure 15 ilustra el rendimiento del tacómetro como una función de temperatura para los dos dispositivos.

La nota que el LM2907 que opera de un suministro externo fijo tiene un coeficiente de temperatura negativo que permite usar el dispositivo con condensadores que tienen un coeficiente de temperatura positivo y así obtiene el stabililty global.



Vout = Vcc*fin*C1*R1

f max=I 2

c1∗V cc

I2 = 180uA para Vcc = 12 Vol (Se obtiene de las curvas de operación del PDF) Si fmax = 40KHz entonces,

C1=180 μA

40KHz∗12V=375 pF+33 pF

Se necesita que la característica del sensor sea:

R1= VoutVcc∗f ¿∗C 1

= 5V12V∗38.25KHz∗363 pF

=33KΩ

R1∗C1Vcc∗f ¿∗C1

≤ τmotor

τ motor=20.43ms

R1*C1 ≈2ms

C2= 2ms33KΩ

=60nF ≈6 SnF

Circuito para detectar el sentido de giro del motor:



1.7 TACÓMETRO DIGITAL: Un tacómetro Digital es una herramienta de laboratorio importante para medir velocidades de los motores con su respectiva visualización, en este caso la visualización se realiza en un LCD.

El diseño del tacómetro se realizo de tal forma que el control es total por parte del microcontrolador de tal manera que ahorramos muchos componentes, conexiones y espacio a comparación a un tacómetro digital basado en diseño lógico (contadores, decodificadores, PLL, y bastantes elementos pasivos), además de que el consumo de energía se reduce de manera significativa.

Para la medición de las RPM del motor se utiliza como sensor el optoacoplador de ranura, el cual leía el paso de unas pequeñas aspas, en total 30 ranuras, cada 30 pulsos se leía una vuelta, además de leer también realizaba la función de visualizar las RPM en un LCD.

El funcionamiento se basa en la recepción de un rayo de luz que se emite desde un diodo infrarrojo implementado con un opto acoplador de ranura. En el eje del motor se acopla un disco con 30 ranuras para poder obtener datos cada 2 segundos.



Como los pulsos generados por el opto acoplador no están bien definidos, se utiliza un comparador shmitt triger. Los pulsos generados por el opto acoplador son recepcionados por el TMR0 del PIC 16F84, el cual realiza el conteo de los pulsos.

Los datos leídos por el microcontrolador son almacenados en 4 registros organizados de tal forma que en el primero de ellos se guardaran las unidades, en el siguiente las decenas, luego las centenas y por ultimo las unidades de mil.

Para lograr organizarlos de este modo se ponía a contar el TMR0 hasta diez y que luego se generara una interrupción, es decir se le sumaba al TMR0 245 y así cuando llegue a 255 se genera una interrupción habiendo contado 10 pulsos. Luego de generarse la interrupción, se incrementa el registro correspondiente a las decenas y cuando este registro pase de 9 entonces incrementa el registro centena y el de decena vuelve a cero y así sucesivamente. Cuando hallan transcurrido 2 segundos de haber empezado el conteo se toma lo que halla en los registros decena, centena y mil al igual que lo que halla hasta ese momento en el timer (se guarda en reg. unidad) para realizar el despliegue en el LCD.

El diagrama de conexión se presenta a continuación:

Optoacoplador de ranura:



TACOMETRO DIGITAL PIC

Este es un tacometro digital que cuenta de cero hasta 99.900 rpm , con una resolucion de 100 rpm.

Tiene una seleccion de 3, 2 o 1 pulso por rpm (se modifica el programa y con la llave se eligen 2 valores posibles).

La entrada es Schimdt Trigger. Es importante que no este cerca de RFI de chispas ya que el pic se vuelve loco. Originalmente el circuito esta pensado para aeromodelismo, o sea no hay chispas, pero puede der usado en multiples aplicaciones con muy pocas modificaciones como hice yo para adaptarlo a un sensor inductivo.

Teoría de funcionamientoEl funcionamiento se basa en la recepción de un rayo de luz que rebota en la pala de la hélice y es recibida por el diodo fotosensible. Esta luz puede la del sol o provista por el diodo emisor infrarrojo.

Cualquiera que sea el sistema, cada vez que una pala de la hélice hace rebotar un rayo el PIC incrementa en uno un contador. Si se tiene una hélice bipala girando a una velocidad de 10000 RPM se tienen 166,6 RPS y 333.2 pulsos. Para que el display muestre 100 se deben contar los pulsos durante 100/333,2 = 0,3 segundos. En el caso de tener una hélice tripala se debe contar durante 100/499.8 = 0,2 segundos.

Para poder visualizar correctamente los números en un display, deben multiplexarse de manera que la secuencia dure menos de 0,4 segundos (25 cambios por segundo). En nuestro caso duran 0,006 por número y 0,018 por secuencia. Cuando se cuentan 48 secuencias se obtienen 0,297 segundos para bipalas y si se cuentan 32 secuencias se obtienen 0,198 segundos para tripalas. La aproximación es suficiente el uso que se necesita.

El archivo ASM y el HEX pueden bajarse de aqui: asm y hexCircuito Original

Circuito modificado (usar con firmware asm y hex)


http://lu1fdu.com.ar/wp-content/uploads/2012/12/circuito.gif



http://lu1fdu.com.ar/wp-content/uploads/2012/12/DSC00585.jpg

http://lu1fdu.com.ar/wp-content/uploads/2012/12/trab-014.jpg


BIBLIOGRAFÍA

http://es.scribd.com/doc/50089575/Control-de-Motores-Electricos#download

http://www.ti.com/lit/ds/snas555c/snas555c.pdf

http://www.electroingenia.com/index.php/articulos/5-circuito-integrado-conversor-de-frecuencia-a-voltage-lm2907

http://answers.yahoo.com/question/index?qid=20090111201814AAeqmXe


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trabajo de electronica de potencia

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