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RESUMEN El siguiente proyecto tiene por finalidad la regulación de velocidad de un motor de corriente continua mediante la modulación de anchura de pulso (PWM). Por la línea de salida se genera una onda cuadrada de frecuencia constante a 100 Hz (periodo de 10 ms) y ciclo de trabajo variable desde 0% a 100%, dependiendo del valor de la entrada del Puerto A. Es decir, el tiempo en alto varía entre 0 ms (0%) y 10 ms (100%) de acuerdo con la siguiente tabla: RA3 RA2 RA1 RA0 MOTOR (%) CICLOS_ON SEMIPERIODO ALTO CICLOS_OFF SEMIPERIODO BAJO 0 0 0 0 0 0 % 0 ms = 0x1 ms 10 ms = 10x1 ms 1 0 0 0 1 10 % 1 ms = 1x1 ms 9 ms = 9x1 ms 2 0 0 1 0 20 % 2 ms = 2x1 ms 8 ms = 8x1 ms 3 0 0 1 1 30 % 3 ms = 3x1 ms 7 ms = 7x1 ms 4 0 1 0 0 40 % 4 ms = 4x1 ms 6 ms = 6x1 ms 5 0 1 0 1 50 % 5 ms = 5x1 ms 5 ms = 5x1 ms 6 0 1 1 0 60 % 6 ms = 6x1 ms 4 ms = 4x1 ms 7 0 1 1 1 70 % 7 ms = 7x1 ms 3 ms = 3x1 ms 8 1 0 0 0 80 % 8 ms = 8x1 ms 2 ms = 2x1 ms 9 1 0 0 1 90 % 9 ms = 9x1 ms 1 ms = 1x1 ms 10 1 0 1 0 100 % 10 ms = 10x1 ms 0 ms = 0x1 ms

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RESUMEN

El siguiente proyecto tiene por finalidad la regulación de velocidad de un motor

de corriente continua mediante la modulación de anchura de pulso (PWM). Por

la línea de salida se genera una onda cuadrada de frecuencia constante a 100

Hz (periodo de 10 ms) y ciclo de trabajo variable desde 0% a 100%,

dependiendo del valor de la entrada del Puerto A. Es decir, el tiempo en alto

varía entre 0 ms (0%) y 10 ms (100%) de acuerdo con la siguiente tabla:

Nº RA3 RA2 RA1 RA0MOTOR

(%)

CICLOS_ON

SEMIPERIODO ALTO

CICLOS_OFF

SEMIPERIODO BAJO

0 0 0 0 0 0 % 0 ms = 0x1 ms 10 ms = 10x1 ms

1 0 0 0 1 10 % 1 ms = 1x1 ms 9 ms = 9x1 ms

2 0 0 1 0 20 % 2 ms = 2x1 ms 8 ms = 8x1 ms

3 0 0 1 1 30 % 3 ms = 3x1 ms 7 ms = 7x1 ms

4 0 1 0 0 40 % 4 ms = 4x1 ms 6 ms = 6x1 ms

5 0 1 0 1 50 % 5 ms = 5x1 ms 5 ms = 5x1 ms

6 0 1 1 0 60 % 6 ms = 6x1 ms 4 ms = 4x1 ms

7 0 1 1 1 70 % 7 ms = 7x1 ms 3 ms = 3x1 ms

8 1 0 0 0 80 % 8 ms = 8x1 ms 2 ms = 2x1 ms

9 1 0 0 1 90 % 9 ms = 9x1 ms 1 ms = 1x1 ms

10 1 0 1 0 100 % 10 ms = 10x1 ms 0 ms = 0x1 ms

11 1 0 1 1 0 % 0 ms = 0x1 ms 0 ms = 0x1 ms

12 1 1 0 0 0 % 0 ms = 0x1 ms 0 ms = 0x1 ms

13 1 1 0 1 0 % 0 ms = 0x1 ms 0 ms = 0x1 ms

14 1 1 1 0 0 % 0 ms = 0x1 ms 0 ms = 0x1 ms

15 1 1 1 1 0 % 0 ms = 0x1 ms 0 ms = 0x1 ms

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INDICE

INTRODUCCION

I. MARCO TEORICO

1 MOTOR DE CORRIENTE CONTINUA

1.1 PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO

1.2 CONSTITUCION

1.3 FASES DE FUNCIONAMIENTO DE UN MOTOR

1.4 ARRANQUE DE LOS MOTORES DE CD

1.5 SISTEMA DE EXITACION

1.6 BALANCE DE POTENCIAS: RENDIMIENTO

1.7 MODELAMIENTO MATEMÁTICO DEL MOTOR DC

2 DRIVER L293B 

2.1 Driver L293B: Diagramas y encapsulado

3 PIC16F84

3.1 ARQUITECTURA INTERNA

3.2 REGISTROS DE FUNCIONES ESPECIALES

3.3 ARQUITECTURA HARVARD

3.4 ESTTRUCTURA

4 CRYSTAL U OSCILADOR

5 RESISTENCIA

6 PULSADOR

7 CONDENSADOR CERAMICO

II. CONCLUSION

III. ANEXOS

1. PROGRAMA

2. DIAGRAMA DE BLOQUES

3. DIAGRAMA ELECTRICO

4. MATERIALES

IV. BIBLIOGRAFIA

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I. INTRODUCCION

EL sistema más utilizado para controlar la velocidad de un motor DC de pequeña

potencia es mediante la modulación por ancho de pulso de una señal cuadrada,

bajo el control PWM, el motor gira a una velocidad determinada por la media del

nivel de la señal cuadrada.

La tensión continua media presentada al motor se controla manteniendo la

frecuencia constante, y variando el tiempo que la señal permanece en alto, es

decir, variando el ciclo de trabajo (duty cycle). Así, si el ciclo de trabajo es del

50%se suministra al motor una tensión media del 50%, con un ciclo de trabajo

del 20% sólo una quinta parte de la tensión máxima es suministrada a la carga.

Cambiar de un ciclo de trabajo del 50% a otro del 20% conllevará una

disminución de la velocidad del motor.

En este proyecto basado en el control de velocidad de un motor dc usando

microcontroladores PIC16F84A. por la línea de salida se genera una onda

cuadrada de frecuencia constante a 100 Hz (periodo de 10 ms) y ciclo de trabajo

variable desde 0% hasta el 100%, dependiendo del valor de la entrada del

puerto del PIC. Es decir, el tiempo en alto varía entre 0 ms (0%) y 10 ms (100%)

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II. MARCO TEORICO

1. MOTOR DE CORRIENTE CONTINUA

En pocas palabras se puede decir que un motor eléctrico de Corriente

Continua es esencialmente una máquina que convierte energía eléctrica

en movimiento trabajo mecánico, a través del principio del

electromagnetismo.

DC (Direct Current) o también llamados CC (corriente continua) de los

usados generalmente en robótica. Los hay de distintos tamaños, formas y

potencias, pero todos se basan en el mismo principio de funcionamiento. 

Accionar un motor DC es muy simple y solo es necesario aplicar la

tensión de alimentación entre sus bornes. Para invertir el sentido de giro

basta con invertir la alimentación y el motor comenzará a girar en sentido

opuesto. A diferencia de los motores pasos a paso y los

servomecanismos, los motores DC no pueden ser posicionados y/o

enclavados en una posición específica. Estos simplemente giran a la

máxima velocidad y en el sentido que la alimentación aplicada se los

permite.

1.1 PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO

El funcionamiento de un motor de cc se basa en la fuerza que se produce sobre

un conductor eléctrico recorrido por una intensidad de corriente eléctrica en el

seno de un campo magnético, según la expresión

En la que:

B es la inducción de campo magnético (teslas)

I es la intensidad que recorre al conductor (amperios)

l es la longitud del conductor cortado por la líneas de campo magnético ( metros)

F es la fuerza que se produce sobre el conductor (newton)

Para conocer la dirección de la fuerza se aplica la regla de la mano izquierda, tal

y como vemos en la figura, si colocamos los dedos de la mano izquierda índice,

corazón y pulgar abiertos y perpendiculares entre sí, de modo el índice coincida

con el sentido de la inducción magnética; el corazón coincida con el de la

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corriente eléctrica que recorre el conductor, el pulgar indicará el sentido de la

fuerza que se ejerce sobre el conductor. La fuerza tendrá el valor máximo

cuando el campo magnético sea perpendicular al conductor y será nula cuando

el campo sea paralelo al sentido de la corriente eléctrica.

1.2 CONSTITUCION

Los motores están constituidos por diversos elementos de distintos materiales

que describimos a continuación:

ESTATOR, es una corona de material ferromagnético, llamado carcasa, culata

o yugo, en cuyo interior y regularmente distribuidos se encuentran, en número

par, los polos inductores, sujetos mediante tornillos a la carcasa, están

constituidos por un núcleo y por unas expansiones en sus extremos. Alrededor

de los polos se encuentran unas bobinas, que constituyen el devanado

inductor, generalmente de hilo de cobre aislado, que al ser alimentados por

una corriente continua, generan el campo inductor de la máquina, presentando

alternativamente polaridades norte y sur (siempre debe haber un número par

de polos).

En las máquinas de cierta potencia se encuentran distribuidos

alternativamente entre éstos, otros polos auxiliares o de conmutación,

macizos y sin expansiones, cuya misión es facilitar la conmutación y evitar la

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generación de chisporroteo en el contacto entre las delgas del colector y las

escobillas.

ENTREHIERRO, así se llama al espacio que hay entre el estator y el rotor, es

imprescindible que exista para evitar el rozamiento entre ambos, aunque debe

ser lo menor posible, ya que el aire presenta una elevada reluctancia

magnética, y si el entrehierro fuese muy amplio se debilitaría el campo

magnético inductor.

RÓTOR, construido con chapas de acero con bajo contenido en silicio de 0,5

mm de espesor, aisladas unas de otras por una capa de barniz o de óxido,

está montada sobre el eje de la máquina. En su superficie externa tiene

practicadas unas ranuras de una cierta inclinación respecto a su generatriz

donde van alojadas las bobinas del devanado inducido de la máquina,

generalmente de hilo de cobre convenientemente aislado.

COLECTOR DE DELGAS, va montado sobre el eje de giro y debe disponer de

tantas delgas como bobinas tiene el devanado inducido, cada delga está unida

eléctricamente al punto de conexión de una bobina con otra. Las delgas están

fabricadas de cobre de elevada pureza y están separadas unas de otras por

unas delgadas películas de mica que las mantienen aisladas.

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En la siguiente galería fotográfica, puedes ver un motor electrico desmontado

y sus componentes.

ESCOBILLAS, son los elementos que aseguran el contacto eléctrico entre las

delgas del colector y el circuito de corriente continua exterior, están fabricadas

de carbón (grafiito) y permanentemente están rozando sobre el colector, van

sujetas en un collarín portaescobillas que mantiene la presión prevista mediante

elementos elásticos para asegurar que el contacto sea el adecuado, por ello se

produce un desgaste progresivo que acorta su vida útil, teniendo que sustituirlas

cada cierto tiempo. Desde las escobillas se conecta con la placa de bornes de la

máquina.

1.3 FASES DE FUNCIONAMIENTO DE UN MOTOR

Se distinguen claramente varias fases de funcionamiento de los motores de c.c.

Arranque, es el momento inicial en el que, partiendo del reposo, se conecta

a la red, en ese instante el motor debe vencer el par resistente que se le

opone constituido por las resistencias debidas a la inercia y a los

rozamientos de los órganos móviles del motor, este par resistente debe ser

inferior al par de arranque del motor, porque de no ser así el motor no

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arrancaría. 

Este régimen es crucial para el motor ya que la intensidad captada de la

línea alcanza picos muy elevados que podrían ocasionar graves daños a la

línea y quemar los bobinados del motor.

Aceleración, es el periodo en que el motor va ganando velocidad hasta

alcanzar la de régimen nominal, por ello el par motor debe ser muy

poderoso en esta fase, ya que además de vencer el par resistente debe

acelerar el motor hasta alcanzar la velocidad de funcionamiento normal.

Régimen nominal, es cuando el motor ha alcanzado su marcha nominal y

se mantienen todos los parámetros, en este instante el par motor debe ser

igual al par resistente y de signo opuesto.

Estabilidad en los motores de c.c. tras alcanzar el régimen nominal,

pueden modificarse los parámetros del motor de forma inesperada, debido a

pérdidas de carga,… para que el motor se comporte de modo estable es

preciso que responda a estas variaciones de modo que trate de anularlas,

para recuperar el régimen nominal, de no ser así, se dice que el sistema es

inestable, es decir, cuando tras producirse una acción que modifica los

parámetros, estos continúan separándose más y más de sus valores

nominales.

Por lo tanto cuando se produce un aumento brusco de velocidad el motor

estable responde con un par motor inferior al resistente, para tratar de

reducir la velocidad y así recuperar el régimen nominal. Si el motor fuese

inestable el par motor sería mayor que el resistente con lo que aumentaría

progresivamente la velocidad, embalándose el motor.

Si las variaciones de régimen son en el sentido de disminuir la velocidad un

motor estable responde amentando su par motor frente al resistente para

tratar de corregir la velocidad y recuperar el régimen nominal de trabajo.

Inversión del sentido de giro, el motor puede funcionar en ambos sentidos

de giro, para lo que es necesario intercambiar las conexiones de ambos

devanados.

Recordemos que el sentido del par motor depende de la polaridad del

campo magnético y del sentido de la corriente del inducido; si invertimos las

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conexiones del inducido, invertimos el sentido de la corriente en él, y si lo

hacemos en el inductor invertiremos la polaridad del campo magnético.

Si se cambia el sentido de giro con el motor detenido, no importa cuál sea el

devanado en el que se permutan las conexiones, pero si el cambio de

sentido de giro se realiza con el motor en marcha, es necesario que sea el

devanado inducido el que cambie de conexión, porque si se hiciera con el

bobinado inductor, durante un instante quedará la máquina sin excitación, lo

que provocaría el embalamiento del motor.

Frenado de un motor de c.c. para detener un motor no es suficiente con

desconectarlo de la red, ya que por inercia éste continuaría girando. Existen

tres procedimientos distintos para frenar un motor:

Frenado dinámico, se hace funcionar al motor como generador,

transformando la energía mecánica de rotación en energía eléctrica, que

puede ser inmediatamente consumida en unas resistencias conectadas al

efecto (frenado reostático), o bien se cede a la red de alimentación

eléctrica (frenado regenerativo).

Frenado en contramarcha, para lo que se precisa invertir el sentido del par

electromagnético mientras el motor está en marcha.

1.4 ARRANQUE DE LOS MOTORES DE CD

El arranque de un motor es el instante en que conecta a la red. En ese

momento, el par motor debe ser mayor que el par resistente que opone la

carga.

En el instante del arranque, al estar parado el motor su velocidad es nula,

por lo que la fuerza contraelectromotriz que es proporcional a la velocidad

también es nula. Esto provoca que toda la tensión de alimentación cae en el

devanado del inducido, por lo que en el instante del arranque la intensidad

que recorre el motor es muy elevada, pudiendo alcanzar valores de hasta

diez veces la intensidad nominal en régimen de funcionamiento estable y

más aún para motores de gran potencia, que es cuando el motor ha

alcanzado una velocidad que se mantiene constante, ya que el par motor y

el par resistente de la carga están equilibrados.

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La intensidad que recorre el inducido tiene por expresión:

 

Como en el arranque E=0, ya que ω=0, la expresión anterior resulta:

 

Por lo que para limitar la corriente de arranque a valores compatibles con los

requerimientos del trabajo, y que no provoque efectos perjudiciales para los

devanados se introduce una resistencia en serie con el inducido, que

consistirá en un reostato de arranque de varios escalones, que en el

momento del arranque estará totalmente introducido y que durante el

proceso de cebado del motor hasta alcanzar el régimen nominal se va

extrayendo, bien manualmente, o bien automáticamente mediante

dispositivos electrónicos, el número de saltos o “plots” que presente el

reóstato de arranque dependerá de la suavidad que precise el arranque y de

la potencia del motor.

Además de estos reóstatos también se utilizan otros equipos, como

variadores electrónicos de tensión, generalmente de tiristores (SCR), se

alimentan con corriente alterna que convierten en tensión continua variable,

permitiendo el arranque por aplicación creciente de tensión, limitando la

corriente y el par de arranque.

El criterio para elegir el uso de los diferentes sistemas de arranque suelen

ser soluciones de compromiso de tipo técnico-económica.

1.5 SISTEMA DE EXITACION

El acoplamiento entre el sistema eléctrico y mecánico se produce mediante el

campo magnético inductor y este puede producirse mediante imanes

permanentes, solución que solo se emplea en motores de muy poca potencia, o

lo que es más común por electroimanes alimentados por corriente continua,

constituyendo el devanado inductor de la máquina, según sea la alimentación de

estas bobina, las máquinas pueden ser de excitación independiente o

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autoexcitadas.

Excitación independiente, cuando la corriente continua que alimenta el

devanado inductor proviene de una fuente de alimentación independiente de

la máquina, (un generador de c.c. un rectificador, una batería,...).

Autoexcitación, cuando la corriente continua que recorre las bobinas

inductoras procede de la misma máquina de c.c. Aprovechando la existencia

de un cierto magnetismo remanente, debido al ciclo de histéresis que

presentan los materiales magnéticos, este flujo remanente provoca que al

girar el inducido se genere en él una pequeña f.e.m., que convenientemente

aplicada al circuito de excitación, dará lugar a una pequeña corriente

inducida que reforzará el magnetismo remanente de inicio, lo que provocará

que la f.e.m. inicial se vea reforzada, generando una mayor corriente, que

dará mayor excitación, reforzándose el flujo, produciendo un nuevo aumento

de f.e.m. y así sucesivamente hasta conseguir el punto de cebado de la

máquina, en el que se alcanza un punto de estabilidad de tensión en bornes

de la máquina, dando lugar a que se mantenga constante la corriente de

excitación y por lo tanto también el flujo inductor. Este punto de estabilidad

se alcanza debido a que los materiales magnéticos presentan un codo de

saturación, a partir del cual aunque se aumente la corriente de excitación,

no puede aumentarse la magnetización del núcleo magnético.

Según sea la conexión entre las bobinas del devanado inductor y del inducido,

se distinguen tres tipos de máquinas autoexitadas: shunt derivación, serie y

compuesta o compound.

1.6 BALANCE DE POTENCIAS: RENDIMIENTO

En primer lugar vamos a identificar las distintas potencias que están presentes

en un motor de corriente contínua.

Pab Potencia absorbida

es la potencia que el motor toma de la red y es igual al producto de la tensión de

la red o de la línea, aplicada en bornas del motor, por la intensidad de la línea.

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PCu Potencia de pérdidas en el cobre

son las que se producen por efecto Joule, cuando un conductor es recorrido por

corriente eléctrica, en nuestro caso hay de dos tipos: pérdidas de excitación o en

el devanado inductor, cuya expresión es el producto de la resistencia del

devanado de excitación por el cuadrado de la intensidad de excitación.

Y pérdidas en el devanado inducido, cuya expresión es el producto de la

resistencia del devanado inducido por el cuadrado de la intensidad de inducido.

Pei Potencia eléctrica interna

es el resultado de restar a la potencia absorbida de la red, las pérdidas que se

producen en los devanados del motor, o pérdidas en el cobre, y es igual al

producto de la fuerza contrelectromotriz por la intensidad que recorre el inducido.

Pmi Potencia mecánica interna

la potencia eléctrica interna en el seno del motor se convierte en potencia

mecánica interna, cuya expresión es el producto del par en el eje por la

velocidad de giro.

PFe Pérdidas en el hierro

son pérdidas de tipo magnético que se producen debido al asentamiento de

corrientes parásitas de Foucault y debido al ciclo de histéresis que presentan los

núcleos magnéticos (para minimizar, en lo posible, este tipo de pérdidas es por

lo que los núcleo magnéticos no se construyen macizos, si no por capas de

pequeño espesor). Son difíciles de cuantificar.

Pm Pérdidas mecánicas

debidas sobre todo a rozamientos entre elementos mecánicos del motor

(rodamientos, cojinetes, escobillas,…), también son difíciles de cuantificar.

Se puede conocer estas pérdidas en el hierro y mecánicas cuando se conoce la

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potencia absorbida en vacío y se conocen las pérdidas en el cobre, ya que en

vacío toda la potencia que se absorbe de la red eléctrica son pérdidas y éstas

coinciden con las pérdidas mecánicas del motor, ya que no hay potencia útil en

el eje.

Pu Potencia útil

es la potencia mecánica que se dispone en el eje del motor y se calcula restando

a la potencia mecánica interna las pérdidas en el hierro y mecánicas.

Igualmente se expresa como el producto del par útil en el eje por a velocidad de

giro.

1.7 MODELAMIENTO MATEMÁTICO DEL MOTOR DC

Se debe contar, para realizar el diseño del sistema de control, con

el modelo fenomenológico de la dinámica del motor de CC. Se cuenta con un

motor de CC de excitación independiente, el que puede modelarse mediante un

circuito equivalente, el que se muestra en la figura

Ilustración MODELO CIRCUITAL DEL MOTOR DC

Circuito del motor de CC. La parte izquierda modela el estator y, la derecha, el

rotor. Las ecuaciones que describen el comportamiento del motor son:

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Por lo tanto, la función de transferencia que caracteriza al motor y que relaciona

la frecuencia (en RPM) a la que gira el motor con el voltaje de armadura está

dada por:

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2. DRIVER L293B 

El L293B es un driver de 4 canales capaz de proporcionar una corriente

de salida de hasta 1 Amperio por canal. Cada canal es controlado por

señales de entrada compatibles TTL y cada pareja de canales dispone de

una señal de habilitación que desconecta las salidas de los mismos. La

figura 29-4 describe cada una de las patillas de las que dispone el L293B

y el encapsulado de 16 pines. 

A continuación las ventajas de este driver: 

* Cada canal es capaz de entregar hasta 1A de corriente. 

* Posee una entrada de alimentación independiente que alimenta los 4 Drivers,

es decir la que requieren los motores. 

* El control de los Drivers es compatible con señales TTL es decir con 5 voltios

(estamos hablando de señales lógicas). 

* Cada uno de los 4 Drivers puede ser activado de forma independiente (por su

terminal de entrada), o habilitado de dos en dos con un solo terminal (Enable). 

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2.1 Driver L293B: Diagramas y encapsulado

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3. PIC16F84

El PIC16F84 es un microcontrolador de 8 bits de la familia PIC perteneciente a

la Gama Media (según la clasificación dada a los microcontroladores por la

misma empresa fabricante) Microchip. Es un uC con memoria de programa tipo

FLASH, lo que representa gran facilidad en el desarrollo de prototipos y en su

aprendizaje ya que no se requiere de borrado con luz ultravioleta como las

versiones EPROM sino, permite reprogramarlo nuevamente sin ser borrado los

programas anteriores.

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3.1 ARQUITECTURA INTERNA : la fig. representa el diagrama de bloques del

PIC; destacan los sgtes componetes:

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3.2 REGISTROS DE FUNCIONES ESPECIALES

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3.3 ARQUITECTURA HARVARD

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Tradicionalmente los sistemas digitales programables se basaban en la

arquitectura de Von Neumann, caracterizada por disponer de una única memoria

en la que se almacenan tanto los datos como las instrucciones. A esta memoria

se accede a través de un sistema de buses único. La única ventaja que posee es

que simplifica la lógica del uC.

Los uC PIC utilizan una arquitectura Harvard que dispone de dos memorias

independientes a las que se conecta mediante dos grupos e buses separados,

ver fig. memoria de datos y memoria de programa; ambos buses son totalmente

independientes y pueden ser de distintos anchos, esto permite que la CPU

pueda acceder de forma independiente y simultanea a la memora de datos y a la

de instrucciones, consiguiendo que las instrucciones se ejecuten en menos

ciclos reloj.

Esta dualidad de la memoria de datos por un lado y por otro la memoria de

programa, permite la adecuación del tamaño de las palabras y los buses a los

requerimientos específicos de las instrucciones, las ventajas son las sgtes:

El tamaño de las instrucciones no ésta relacionado con el de los datos y,

por lo tanto, puede ser optimizado para que cualquier instrucción ocupe

una sla posición de memoria de programa. Así se logra una mayor

velocidad y una menor longitud de programa.

El tiempo de acceso a las instrucciones puede superponerse con l de los

datos logrando una mayor velocidad de operación

3.4 ESTRUCTURA 

Se trata de uno de los microcontroladores más populares del mercado actual,

ideal para principiantes, debido a su arquitectura de 8 bits, 18 pines, y

un conjunto de instrucciones RISC muy amigable para memorizar y fácil de

entender, internamente consta de:

Memoria Flash de programa (1K x 14 bits).

Memoria EEPROM de datos (64 x 8 bits).

Memoria RAM (68 registros x 8 bits).

Un temporizador/contador (timer de 8 bits).

Un divisor de frecuencia.

Varios puertos de entrada-salida (13 pines en dos puertos, 5 pines el puerto

A y 8 pines el puerto B).

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Otras características son:

Manejo de interrupciones (de 4 fuentes).

Perro guardián (watchdog).

Bajo consumo.

Frecuencia de reloj externa máxima 10MHz. (Hasta 20MHz en nuevas

versiones). La frecuencia de reloj interna es un cuarto de la externa, lo que

significa que con un reloj de 20Mhz, el reloj interno sería de 5Mhz y así pues

se ejecutan 5 Millones de Instrucciones por Segundo (5 MIPS)

No posee conversores analógicos-digital ni digital-analógicos.

Pipe-line de 2 etapas, 1 para búsqueda de instrucción y otra para la

ejecución de la instrucción (los saltos ocupan un ciclo más).

Repertorio de instrucciones reducido (RISC), con tan solo 30 instrucciones

distintas.

4 tipos distintos de instrucciones, orientadas a byte, orientadas a bit,

operación entre registros, de salto.

Usos

En los últimos años se ha popularizado el uso de este microcontrolador debido a

su bajo costo y tamaño. Se ha usado en numerosas aplicaciones, que van desde

los automóviles a decodificadores de televisión. Es muy popular su uso por los

aficionados a la robótica y electrónica.

Puede ser programado tanto en lenguaje ensamblador como en Basic y

principalmente en C, para el que existen numerosos compiladores. Cuando se

utilizan los compiladores Basic, es posible desarrollar útiles aplicaciones en

tiempo récord, especialmente dirigidas al campo doméstico y educacional.

4. OSCILADORES A CRISTAL OSCILADORES

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Osciladores para microprocesadores o microcontroladores: Todo microprocesador o

microcontrolador requiere de un circuito que le indique a qué velocidad debe trabajar.

Este circuito es conocido como un oscilador de frecuencia.

En el caso del microcontrolador PIC16F84A el pin 15 y el pin 16 son utilizados

para introducir la frecuencia de reloj.

Existen microcontroladores que tienen su oscilador internamente y no

requieren de pequeños circuitos electrónicos externos. El microcontrolador

PIC16F84 requiere de un circuito externo de oscilación o generador de pulsos

de reloj. La frecuencia de reloj máxima es de 20 Mhz.

Algunos osciladores son:

Oscilador tipo "XT" (XTal) para frecuencias no mayores de 4 Mhz.:

En la imagen siguiente figura se puede observar la configuración del circuito.

La condición básica importante para que este oscilador funcione es que

los condensadores C1 y C2 deberán ser iguales. A continuación se detallan

algunos valores:

Frec.

de Osc.C1 (pF) C2 (pF)

455 Khz 47-100 47-100

2 Mhz 15-33 15-33

4 Mhz 15-33 15-33

5. RESISTENCIA

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Se le llama resistencia eléctrica a la mayor o menor oposición que tienen los

electrones para desplazarse a través de un conductor. La unidad de resistencia

en el sistema internacional es el ohm, que se representa con la letra griega

omega (Ω), en honor al físico alemán George Ohm, quien descubrió el principio

que ahora lleva su nombre. La resistencia está dada por la siguiente fórmula:

En donde ρ es el coeficiente de proporcionalidad o la resistividad del material.

La resistencia de un material depende directamente de dicho coeficiente,

además es directamente proporcional a su longitud (aumenta conforme es mayor

su longitud) y es inversamente proporcional a su sección transversal (disminuye

conforme aumenta su grosor o sección transversal)

Descubierta por Georg Ohm en 1827, la resistencia eléctrica tiene un parecido

conceptual a la fricción en la física mecánica. La unidad de la resistencia en

el Sistema Internacional de Unidades es el ohmio (Ω). Para su medición en la

práctica existen diversos métodos, entre los que se encuentra el uso de

un ohmímetro. Además, su cantidad recíproca es la conductancia, medida

en Siemens.

Además, de acuerdo con la ley de Ohm la resistencia de un material puede

definirse como la razón entre la diferencia de potencial eléctrico y la corriente en

que atraviesa dicha resistencia, así:

Donde R es la resistencia en ohmios, V es la diferencia de

potencial en voltios e I es la intensidad de corriente en amperios.

También puede decirse que "la intensidad de la corriente que pasa por un

conductor es directamente proporcional a la longitud e inversamente

proporcional a su resistencia"

Según sea la magnitud de esta medida, los materiales se pueden clasificar

en conductores, aislantes y semiconductor. Existen además ciertos materiales

en los que, en determinadas condiciones de temperatura, aparece un fenómeno

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denominado superconductividad, en el que el valor de la resistencia es

prácticamente nulo.

6. PULSADOR

Un botón o pulsador es un dispositivo utilizado para activar alguna función. Los

botones son de diversa forma y tamaño y se encuentran en todo tipo de

dispositivos, aunque principalmente en aparatos eléctricos o electrónicos. Los

botones son por lo general activados al ser pulsados, normalmente con un dedo.

Un pulsador permite el paso o interrupción de la corriente mientras es accionado.

Cuando ya no se actúa sobre él vuelve a su posición de reposo.

El contacto puede ser de dos tipos: normalmente cerrado en reposo (NC), o

con el contacto normalmente abierto (NA).

Mecánicamente hablando, consta de una lámina conductora que establece

contacto con los dos terminales al oprimir el botón y un muelle que hace recobrar

a la lámina su posición primitiva al cesar la presión sobre el botón pulsador.

Otros modelos de pulsadores:

7. CONDENSADORES CERAMICOS

Son los que tienen un mayor rango de valores de su constante dieléctrica,

pudiendo llegar a un valor de 50000 veces superior a la del vacío. Se basan en

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varias mezclas de óxido de titanio y zirconio, o bien en titanatos o zirconatos de

calcio, bario, estroncio o magnesio, y atendiendo a esta variedad de

compuestos, dan un rango amplísimo de constantes dieléctricas.

cond. cerámico de disco cond. cerámico

    Los materiales de alta constante dieléctrica, pueden ofrecer componentes

pequeños para un valor relativamente elevado de capacidad. El inconveniente

de estos dieléctricos de alta cte. dieléctrica es que el valor de la misma depende

mucho de la temperatura, así como las pérdidas en el dieléctrico. Sin embargo,

donde el valor de la capacidad es relativamente menos importante, como por

ejemplo en filtros pasa RF, estos componentes son ampliamente utilizados.

 

III. CONCLUSIONES

Este proyecto es muy aplicativo hoy en día en la industria, pues ayuda a

controlar la velocidad de un motor en el funcionamiento de fajas transportadoras,

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controlados tanto por el cerebro que en este caso viene a ser el microcontrolador

PIC16F84A y los sensores q irían en reemplazo de los pulsadores.

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IV. ANEXOS

PROGRAMA EN MPLABLIST P=16F84AINCLUDE <P16F84A.INC>CBLOCK 0X0CCiclos_ONCiclos_OFFGuardaEntradaENDCMaximaEntrada EQU .10

ORG 0INICIO

bsf STATUS,RP0movlw b'00001111'movwf TRISAclrf TRISBbcf STATUS,RP0

PRINCIPALmovf PORTA,Wandlw b'00001111'movwf GuardaEntradabtfsc STATUS,2goto DC_CeroPorCientosublw MaximaEntradabtfsc STATUS,Zgoto DC_100PorCientobtfss STATUS,Cgoto DC_CeroPorCientomovwf Ciclos_OFFmovf GuardaEntrada,Wmovwf Ciclos_ON

Motor_ONmovlw b'00010001'movwf PORTBcall Retardo_1msdecfsz Ciclos_ON,Fgoto Motor_ON+2

Motor_OFFclrf PORTBcall Retardo_1msdecfsz Ciclos_OFF,Fgoto Motor_OFF+1goto Fin

DC_CeroPorCientoclrf PORTBgoto Fin

DC_100PorCientomovlw b'00010001'movwf PORTB

Fingoto PRINCIPAL

INCLUDE<RETARDOS.INC>END

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DIAGRAMA DE BLOQUES

DIAGRAMA ELECTRICO:

INTERRUPTORES MICROCONTROLADORETAPA DE POTENCIA MOTOR DC

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ORGANIGRAMA O DIAGRAMA DE FLUJO

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MATERIALES Microcontrolador PIC16F84A

1 CI L293B

Fuente de poder de 12V y 5V

4 Pulsadores

Cristal de 4 MHz

2 Condensadores de 27pF

4 Resistencias de 10K

1 Protoboard

Motor DC con escobillas con un consumo menor a 1,5 A

Fuente DC de 12 voltios

HERRAMIENTAS UTILIZADASPara el desarrollo del sistema se utilizaron las siguientes herramientas de desarrollo: MPLAB IDE 8.83.

Proteus 7.4 SP3

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V. BIBLIOGRAFIA

http://isa.umh.es/asignaturas/ai/practicas/p09.pdf

www.microchip.com

www.microcontroladorespic.com

www.diselc.es

www.pic16ff84a.com