CONTROL MOTOR DC POR PWM Y PUERTO SERIAL-PROYECTO EMBEBIDOS

7/31/2019 CONTROL MOTOR DC POR PWM Y PUERTO SERIAL-PROYECTO EMBEBIDOS

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CORPORACIN UNIVERSITARIA DE LA COSTA, CUCDEPARTAMENTO DE CIENCIAS BSICAS

FACULTAD DE INGENIERA

LABORATORIO DE ELECTRONICA I| GGGGGG

CONTROLADOR DE VELOCIDAD DE UN MOTOR CC CON DISPLAYLCD

PRESENTADO A:

ING. KELVIN BELEO

PRESENTADO POR:

ANDREA JARAMILLO

SISTEMAS EMBEBIDOS I

UNIVERSIDAD DE LA COSTA, CUC

BARRANQUILLA, 25 DE MAYO DE 2012

INDICE


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INTRODUCCN 1

OBJETIVOS 1

General

Especifico

JUSTIFICACIN 2

MARCO TEORICO 2

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 5

DESCRIPCIN DEL PROYECTO 7

Funcionamiento 8

Simulacin 9

Programa Del PIC 16F873A 1

Estado Del Arte 10

CONCLUSIONES 11

BIBLIOGRAFIA 12

CONTROLADOR DE VELOCIDAD DE UN MOTOR CC CON DISPLAY LCD

INTRODUCCIN


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Los sistemas de control son sistemas especializados para controlar la salida deseada de unproceso o un sistema, en el proyecto a presentar se implementara un sistema de controlde velocidad para un motor alimentado con voltaje directo y visualizar la seal generada

por el sistemaen un display LCD.En el diseo del sistema se hizo utilidad de un micro controlador PIC 16F873A encargadode realizar las conversin del control de la velocidad del motor anlogo a digital con lafinalidad de hacerla visible la seal generada por el sistema en undisplay LCD. Adems, decontrolar el sistema anlogamente mediante un potencimetro, se implementar unsoftware eficaz para controlar el sistemas mediante una computadora.

El presente proyecto escrito contiene los conceptos bsicos estudiados y estipulados endatasheet para el adecuado funcionamiento de los componentes electrnicos del sistema,la planeacin del problema a resolver mediante la implementacin del controlador de

velocidad de un motor DC con display LCD, la descripcin del sistema (Materiales,funcionamiento, programa para el micro controlador PIC 16F873A, el montaje fsico y elsoftware encargado de controlar el sistemas desde una computadora.) y solucin deproblemas planteado juntos a las observaciones y conclusiones obtenidas al disear yconstruir el sistema.

OBJETIVOS

GeneralDisear e implementar un sistema eficaz, para controlar la velocidad de un motorde alimentacin directa con visualizacin en un display LCD, utilizando unMicrocontrolador PIC 16F873A.

Especficos1. Disear un controlador de velocidad anlogo para un motor en DC.2. Implementar un display LCD a un controlador de velocidad anlogo para un

motor en DC.3. Disear un programa en lenguaje assembler, capaz de realizar los procesos

requeridos por el sistema (Conversin anlogo - digital).4. Controlar la velocidad del motor directamente desde un software utilizado en

una computadora.

JUSTIFICACIN

La implementacin de controladores de velocidad para motores dentro de las industriasjuega un papel muy importante respecto a produccin, distribucin y otros aspectosimportantes relacionados con el servicio producido por las industrias, por dichas


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problemticas se ha diseado e implementado a pequea escala un controlador digital develocidad para motores, con la finalidad de controlar procesos mediante sistemas msadecuados y sofisticados, respecto a la implementacin del sistema se controlara un

pequeo motor alimentado con corriente continua mediante una conversin anlogadigital: potencimetro-PIC16f873A.

MARCO TEORICO

Display LCD LM016LLas pantallas de cristal lquido (LCD) se han popularizado mucho en los ltimosaos, debido a su gran versatilidad para presentar mensajes de texto (fijos y enmovimiento), valores numricos y smbolos especiales, su precio reducido, su bajo

consumo de potencia, el requerimiento de solo 6 pines del PIC para su conexin ysu facilidad de programacin en lenguajes de alto nivel. Desde todo punto de vistael empleo de la pantalla LCD 2x16 debera considerarse como la primera opcin ala hora de decidir por un dispositivo de presentacin alfanumrica, exceptocuando las condiciones de iluminacin ambiental no sean las ms favorables.Especficamente se har referencia al mdulo LM016L, que tiene las caractersticasmencionadas. [1]

Figura 1. Representacin fsica del Display LCD LM016L

PIC 16F877AEl PIC16F873A es un microcontrolador de Microchip que se presenta en unencapsulado de 28 pines como se observa en la figura 2.


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Figura 2. Encapsulado del PIC16F873A

Adems, el microcontrolador PIC16F873A presenta las siguientes caractersticas en

la tabla 1. [2]

Tabla 1. Caractersticas del PIC16F873A

Figura 3. Representacin fsica del PIC16F873A

Motor CC

El motor de corriente continua es una mquina que convierte la energaelctrica continua en mecnica, provocando un movimiento rotatorio. En la
http://es.wikipedia.org/wiki/Conversi%C3%B3n_de_potenciahttp://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_continuahttp://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_continuahttp://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Conversi%C3%B3n_de_potencia


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actualidad existen nuevas aplicaciones con motores elctricos que no producenmovimiento rotatorio, sino que con algunas modificaciones, ejercen traccin sobreun riel. Estos motores se conocen como motores lineales.

Esta mquina de corriente continua es una de las ms verstiles en la industria. Sufcil control de posicin, paro y velocidad la han convertido en una de las mejoresopciones en aplicaciones de control y automatizacin de procesos. Pero con lallegada de la electrnica su uso ha disminuido en gran medida, pues los motoresde corriente alterna, del tipo asncrono, pueden ser controlados de igual forma aprecios ms accesibles para el consumidor medio de la industria. A pesar de estolos motores de corriente continua se siguen utilizando en muchas aplicaciones depotencia (trenes y tranvas) o de precisin (mquinas, micro motor, etc.)

La principal caracterstica del motor de corriente continua es la posibilidad de

regular la velocidad desde vaco a plena carga. [3]

Figura 4. Representacin fsica de un motor en CC

PWMLa modulacin por ancho de pulsos es una tcnica utilizada para regular lavelocidad de giro de los motores elctricos de induccin o asncronos. Mantiene elpar motor constante y no supone un desaprovechamiento de la energa elctrica.Se utiliza tanto en corriente continua como en alterna, como su nombre lo indica,

al controlar: un momento alto (encendido o alimentado) y un momento bajo(apagado o desconectado), controlado normalmente por relevadores (bajafrecuencia) o MOSFET o tiristores (alta frecuencia).Otros sistemas para regular la velocidad modifican la tensin elctrica, con lo quedisminuye el par motor; o interponen una resistencia elctrica, con lo que sepierde energa en forma de calor en esta resistencia.Otra forma de regular el giro del motor es variando el tiempo entre pulsos deduracin constante, lo que se llama modulacin por frecuencia de pulsos.
http://es.wikipedia.org/wiki/Motores_el%C3%A9ctricoshttp://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_continuahttp://es.wikipedia.org/wiki/Motor_as%C3%ADncronohttp://es.wikipedia.org/wiki/Motor_as%C3%ADncronohttp://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_continuahttp://es.wikipedia.org/wiki/Motores_el%C3%A9ctricos


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En los motores de corriente alterna tambin se puede utilizar la variacin defrecuencia.La modulacin por ancho de pulsos tambin se usa para controlar servomotores,

los cuales modifican su posicin de acuerdo al ancho del pulso enviado cada uncierto perodo que depende de cada servo motor. Esta informacin puede serenviada utilizando un microprocesador como el Z80, o un microcontrolador (porejemplo, un PIC 16F877A de la empresa Microchip). [4]

Figura 5. Diagrama variador de frecuencia

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

En el sector industrial de acuerdo a las especificaciones del cliente (dimensiones ycantidad del producto) se deben acoplar las mquinas para el procesamiento de lamateria prima, teniendo as que modificar ciertas caractersticas, resultando siempre lams compleja, el cambio de velocidad (RPM) de un motor, que en el caso a tratar operarmediante corriente continua.Para lograr dicho objetivo se emplear un microcontrolador que permitir variar lavelocidad del motor a travs de un potencimetro, que por medio de una conversinanloga digital se visualizar la velocidad de manera digital en un display LCD.Para lograr una alta prestacin de los accionamientos llevados a cabo por un motor que

forma parte de un sistema de control, es necesario estudiar las caractersticas dinmicasde estos y desarrollar estrategias de control acorde con las mismas.

DESCRIPCIN DEL SISTEMA

FuncionamientoEl funcionamiento bsico del controlador de velocidad para motores alimentadocon corriente continua, consiste bsicamente en controlar la velocidad del motor


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Montaje FsicoPara la realizacin del montaje fsico del sistema se hizo utilidad de los siguientes

materiales:

Cantidad Elemento Precio ($)

1 Pic 16f73a+base 18400

1 potencimetro de 5k 1000

1 cristal de 4mhz 2800

4 condensadores de 22pf 2000

1 Condensador 10F 500

1 pantalla LCD 16 caracteres 20000

1 baquelita 20x20 4800

1 libra percloruro de hierro 1500

1 papel propalcote 1500

1 motor de 12 v Dc 9800

1 optoacoplador 4n25 1200

1 transistor Tip41 1800

1 disipador para el Tip 41 1000

2 resistencias de 10k 200

2 resistencias de 100 200

2 resistencias de 330 200

1 regulador de 5v Lm7805 2900

1 molex de 3 pines 350

1 molex de 2 pines 250

1 Tarjeta FTDI bsico de 5 44000

TOTAL 114400

Tabla 2.

Luego de obtener los materiales necesarios, haber programado el microntroladorPIC16f873A en MPLab y realizado la simulacin del sistema en proteus, se procedeal realizar el circuito impreso y respectivamente hacer el ensamble de todos losmateriales requeridos.


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Figura 7. Ensamble del sistema

Figura 8. Simulacin del sistema controlndolo desde la computadora

CONCLUSIONESDespus de haber realizado el ensamble del control de velocidad para un motoralimentado con voltaje directo y observar el buen funcionamiento del sistema, se llega a


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deducir, que se cumplen con los objetivos planteados para el buen desarrollo delproyecto.Se desarrolla el diseo del sistema junto a la programacin del microcontrolador

PIC16F873A con la ayuda de software especializado tales como Proteus y MPLabcorrespondientemente.De igual manera, se logra resolver la problemtica planteada para el desarrollo delsistema, probando el funcionamiento del sistema anlogo o digital utilizando elpotencimetro y el software controlado desde el computador correspondientemente.

BIBLIOGRAFIA

[1] Disponible en:http://www.programarpicenc.com/libro/cap03_lcd2x16.html

(10:09

21/05/2012)

[2] Disponible en:http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/39582b.pdf

(09:38 21/05/2012)

[3] Disponible en:http://www.todorobot.com.ar/documentos/dc-motor.pdf

(10:17 21/05/2012)

[4] Disponible en:

http://laimbio08.escet.urjc.es/assets/files/docencia/EDII/ed2_prac12_pwm.pdf(11:04 21/05/2012)
http://www.programarpicenc.com/libro/cap03_lcd2x16.htmlhttp://www.programarpicenc.com/libro/cap03_lcd2x16.htmlhttp://www.programarpicenc.com/libro/cap03_lcd2x16.htmlhttp://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/39582b.pdfhttp://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/39582b.pdfhttp://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/39582b.pdfhttp://www.todorobot.com.ar/documentos/dc-motor.pdfhttp://www.todorobot.com.ar/documentos/dc-motor.pdfhttp://www.todorobot.com.ar/documentos/dc-motor.pdfhttp://laimbio08.escet.urjc.es/assets/files/docencia/EDII/ed2_prac12_pwm.pdfhttp://laimbio08.escet.urjc.es/assets/files/docencia/EDII/ed2_prac12_pwm.pdfhttp://laimbio08.escet.urjc.es/assets/files/docencia/EDII/ed2_prac12_pwm.pdfhttp://www.todorobot.com.ar/documentos/dc-motor.pdfhttp://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/39582b.pdfhttp://www.programarpicenc.com/libro/cap03_lcd2x16.html


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ANEXOS (Funcionamiento)

Configure las entradas y

salidas del Pic

Configura el ADCON0 para el

ADC y el valor de Pr2 para el

periodo del PWM.

Configurar LCD (Comandos, modo de

transmisin, etc.)

Imprime la LCD

Lnea 1 control del motor

Lnea 2 velocidad del motor

Realizar la conversin Anloga-Digital, y lo

guarda en dato.

Hace conversin de ADC a valor de

porcentaje

Hacer BCD para calcular U= 4D, D=4C y C=4B e imprimirlas en la lnea 2

Realizar PWM con respecto al valor de ADC

Realizar nuevamente los pasos 5,

6,7 y 8.

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