Ingeniera Mecatrnica

Ingeniera MecatrnicaTeora de Control

Acosta Tovar FlorencioPrctica 1

Hiromoto Delgado Jos ManuelOlivarez Garca Misael AdemirRamrez Ziga EdgarRojas Huitrn Gonzalo ErnestoM-701

Septiembre Diciembre 201421 de Noviembre de 2014.

Objetivo:Aplicar los conocimientos tericos adquiridos mediante un circuito en el cual se pueda aplicar el control de un motor mediante modulacin de ancho de pulso y un puente h, y as tener en cuenta que tipo de control es; Proporcional, Proporcional Integral o proporcional derivativo, y que esto nos ayude para futuros proyectos donde usemos control de motores.Marco Terico:Mdulo PWMLa modulacin por ancho de pulsos (tambin conocida como PWM, siglas en ingls de pulse-width modulation) de una seal o fuente de energa es una tcnica en la que se modifica el ciclo de trabajo de una seal peridica (una senoidal o una cuadrada, por ejemplo), ya sea para transmitir informacin a travs de un canal de comunicaciones o para controlar la cantidad de energa que se enva a una carga.El ciclo de trabajo de una seal peridica es el ancho relativo de su parte positiva en relacin con el perodo. Expresado matemticamente:D = \frac{\tau}{T}D es el ciclo de trabajo\tau es el tiempo en que la funcin es positiva (ancho del pulso)T es el perodo de la funcinLa construccin tpica de un circuito PWM se lleva a cabo mediante un comparador con dos entradas y una salida. Una de las entradas se conecta a un oscilador de onda dientes de sierra, mientras que la otra queda disponible para la seal moduladora. En la salida la frecuencia es generalmente igual a la de la seal dientes de sierra y el ciclo de trabajo est en funcin de la portadora.La principal desventaja que presentan los circuitos PWM es la posibilidad de que haya interferencias generadas por radiofrecuencia. stas pueden minimizarse ubicando el controlador cerca de la carga y realizando un filtrado de la fuente de alimentacin.

Puente HSe pueden construir muchos tipos de puentes-H. Por cierto que, en alguna ocasin he construido y utilizado puentes-H, bsicamente con conmutadores electromecnicos y con transistores bipolares BJT, despus de todo, aquellos circuitos no fueron tan terriblemente complicados o no los padec. Algunos de esos recursos son buenos, otros no lo son tanto.

El trmino Puente-H se deriva de la representacin grfica tpica del circuito. Un Puente-H, se construye con interruptores (mecnicos o de estado slido), uno en cada rama lateral o brazo ascendente y descendente y en la barra central, se encuentran las salidas para el motor, es la forma que se representa dentro de un circuito esquemtico simplificado, como el que vemos debajo.Actualmente son muchas la aplicaciones, donde el motor es de baja-mediana potencia, en dichas ocasiones, se utiliza el conocido puente-H con el circuito integrado L293 (la versin L293D incorpora los diodos de proteccin), y para mayor potencia se aconseja el uso del L298.Puente-H L293Este dispositivo se ha utilizado en algunas ocasiones en: el control de motores de corriente continua, as como en motores bipolares, donde se aplica sin entrar a fondo en el puente-H.

Los valores propuestos para una frecuencia de 200KHz fueron una resistencia de 680 ohm y un capacitor de 10.

DESARROLLO:1. Se determin la tensin mnima requerida por el motor para que este pudiera ser accionado. Esto se consigui conectando el motor a la fuente y mediante la variacin de tensin se pudiera determinar cul sera la mnima para que pudiera ser energizado.Resultados:Tensin mnima = 200nV

Circuito en Protoboard.2. Con el PWM analgico variamos el ancho de pulso mediante cambios de tensin en la entrada del feedback.En la primera variacin de PWM se movi el potencimetro a un punto donde el pulso registrado en el osciloscopio estuviera a la mitad de su ancho total.

Primera variacin en PWM.En la segunda variacin de PWM se propuso llegar al ancho mximo del pulso que el circuito era capaz de dar sin embargo el pulso no permaneci completamente cuadrado al acercarse a su ancho mximo.

Segunda variacin de PWM.En la ltima variacin se propuso llegar al ancho mnimo capaz de ser brindado por el circuito, corroborando de este modo que el PWM analgico hecho sera capaz de variar su pulso a co fuera necesario.

Tercera variacin de PWM.

3. Con el mismo PWM analgico variamos el ancho de pulso mediante cambios de tensin en una entrada y la otra la usamos para habilitar la modulacin.

Circuito empleado para habilitar la modulacin.

Grfica obtenida midiendo las dos salidas del PWM.Resultados:Con el cambio en el circuito por parte de los operacionales se pudo lograr la habilitacin de la modulacin y permitiendo los cambios de tensin por parte del PWM en la otra salida.4. Finalmente conectamos el PWM con un puente H y el motor, mediante un push botton hicimos el control de paro.

Conexin realizada para el control de paro.

Circuito PWM con push botom para paro del motor.Resultados: Mediante la sencilla conexin de un botn de paro al circuito se pudo generar una interrupcin en el pulso, esta solo siendo activada cuando el push estuviera cerrado para evitar que el motor se energizara mientras estuviera oprimido.El motor utilizado fue de 5V DC, y un potencimetro de 100K para la variacin del PWM, para proteccin del circuito se utiliz un TIP 120 al motor.

Conclusiones:Mediante esta prctica fuimos capaces de controlar un PWM analgico para manipular un motor DC, mediante las diferencias en los anchos de pulso pudimos comprobar la velocidad del motor, as como la modificacin del mismo para habilitar la modulacin del pulso.Aplicaos la teora vista en clase, adems de permitirnos corroborar el control aplicando la funcin de transferencia propuesta por el equipo para lograr una frecuencia con la que el circuito pudiera utilizar para funcionar.