Motores

En esta clase…

• Veremos qué es un motor eléctrico y sus características

• Sabremos qué es y cómo hacer funcionar un servomotor

• Y veremos otros tipos de motores empleados en robótica

• Aprenderemos a controlar motores con Arduino

¿Qué es un motor?

Son máquinas capaces de transformar diversos tipos de energía en energía mecánica con la que realizar trabajo

Los motores eléctricos se basan en interacciones electromagnéticas para transformar energía eléctrica en mecánica

Motores de corriente continua con escobillas

Requieren de conmutadores rotativos para generar el campo magnético adecuado

La velocidad depende generalmente de la tensión aplicada

Arranque del motor

¡¡Hay que prestar atención a esos picos de corriente!!

Al arrancar no existe fcem, por tanto la corriente queda limitada por la resistencia del bobinado

Control de motores de corriente continua: PWM

SEÑAL PWMPodemos ver como la anchura del pulso modifica el

valor medio de la tensión de la señal

Inversión del sentido de giro y frenado

• Para invertir sentido el giro hay que invertir la polaridad

• El motor puede tener frenado pasivo, reostático o regenerativo

• Al desconectar un motor, colapsa el campo magnético de las bobinas y se produce un pico de tensión de polaridad opuesta

• No debe cambiarse bruscamente el sentido de giro de un motor cargado, es mejor frenarlo primero

El puente en H

• Consiste en 4 interruptores conectados en parejas

• Permite controlar la velocidad, invertir el giro y frenar el motor

Puente en H de nuestro robot: el L293D

> Consta de dos puentes en H completos (4 medios puentes)

> Incluye diodos para absorber la fcem al desconectar

> Hasta 600mA continuos, 1.2A de pico

> Transistores bipolares

Existen varios chips que pueden suministrar más o menos potencia, a la vez de tener otras características similares

Uso del L293D

• Consta de 4 entradas y 4 salidas + 2 ENABLE

• Las entradas controlan las salidas según la siguiente tabla:

• Cada ENABLE activa uno de los puentes

Esquema de conexión

Ejemplo con Arduino

Modificaciones:

Donde dice “pin 4” nosotros lo conectaremos al pin 5

External power supply significa la pila de 9V

Eliminaremos toda la parte del pulsador

Ejemplo con Arduino: código

• La función AnalogWrite de arduino no da valores puramente analógicos, sino PWM.

• Vamos a aprovecharlo para controlar nuestro L293D.

• Lo primero será activar el ENABLE del puente que vamos a utilizar

• Después, pondremos una entrada a HIGH o a LOW y haremos PWM en la otra. Conmutaremos las funciones para cambiar de sentido de giro.

Ejemplo en Arduino de CNY 70

Enviaremos una A por serie para activar el puente, una P para desactivarlo.

Enviaremos d para que el motor gire a la derecha, i para que gire a la izquierda. El motor frenará y luego arrancará en el otro sentido.

Enviaremos F para que el motor frene y se mantenga frenado.

Enviaremos + para incrementar la velocidad de giro, - para disminuirla

Otros tipos de motores

• Un tipo de motor muy empleado en radiocontrol es el BLDC

• Son muy eficientes y pueden suministrar grandes potencias en tamaños reducidos

• Requieren corrientes sinusoidales

Otros tipos de motores

• Los motores paso a paso pueden hacer desplazamientos discretos (pasos) de una serie de grados

• Conmutando secuencialmente las bobinas pueden hacerse girar

• Pueden quedarse fijos en una posición

Servomotor

• Es un motor eléctrico de cualquier tipo con realimentación de posición

• Mediante un sistema de control específico, pueden quedarse fijos en cualquier posición angular y mantenerla

• Suelen consistir en un motor, una caja reductora acoplada a un potenciómetro, y un circuito de control

• Normalmente se les aplica pulsos cuya duración es proporcional a la posición deseada

Servomotor

Colores habituales de los cables

Ejemplo con Arduino: giros con servomotor

• Vamos a utilizar la clase Servo de Arduino para el control de servomotores

• Tiene métodos para decirle al servo la posición angular a la que quieres que se mantenga directamente en grados

• Simplifica mucho el control y es compatible con la gran mayoría de los servos, ya que las anchuras de pulso en función de la posición deseada están prácticamente estandarizadas

Ejemplo con Arduino: giros con servomotor

Conectaremos el positivo del servo a 5V, el negativo a tierra, y el cable de señal al pin 12

Ejemplo con Arduino: giros con servomotor

Enviaremos por serie la posición deseada, entre 0 y 180 grados.

El servo se moverá hasta esa posición.

Y eso es todo por hoy

¿Alguna duda?