Necesito ayuda para diseñar un circuito de motor de CC de control de velocidad

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Se nos pidió que diseñáramos un circuito de control de velocidad del motor utilizando los siguientes componentes:

15V source -> potentiometer -> LPF -> OpAmp -> ADC -> DAC -> OpAmp -> Motor Driver -> 3V DC Motor (debido a su bajo costo)

Voy a cablear esto en una placa de pruebas.

1. Lo primero es lo primero, tengo una fuente de 15 y -15 (VCC, VEE)

1.1 (Actualización) Tengo dos resistencias de 20k antes de la olla, por lo que tendría un control más preciso sobre el motor (-3V a + 3V)

2. Un filtro de paso bajo con una frecuencia de corte de 100Hz (Mi profesor sugiere que usemos este valor solo para eliminar señales no deseadas)

3. Un OpAmp con ganancia unitaria porque necesito algo para expulsar a los transistores de la salida de alta impedancia del pot.

4. Una configuración de amplificador push-pull que consta de los transistores NPN y PNP para que pueda hacer que mi motor gire en cualquier dirección (es decir, un controlador de motor).

Así que mis preguntas son:

  1. ¿Son prácticos mis valores de resistencia / condensador?

  2. ¿Cómo implemento el ADC - > ¿DAC parte?

  3. ¿Debo colocar una resistencia antes de la olla para que no se queme? a alto voltaje?

Notas:

  • No PWM.

  • El circuito del controlador del motor también puede ser un circuito H-Bridge o IC, pero creo que sería más caro.

También necesito algunas sugerencias sobre cómo mejorar el circuito.

    
pregunta Ephemeral

2 respuestas

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Como solo es un motor de 3V, limitaría el rango del controlador de velocidad agregando una resistencia por encima y por debajo de la olla RV1. Una resistencia de 10k a cada lado limitará el swing de salida a +/- 5V y le dará un mejor control sobre la velocidad. El aumento de estos valores reducirá el rango de voltaje aún más si es necesario.

Por cierto, sospecho que su profesor estaba buscando un control de velocidad de tipo de bucle cerrado en lugar de el tipo de bucle abierto que tiene . De ahí las referencias a ADC, DAC y filtros de paso bajo. Esto también requeriría un tacómetro (generalmente alguna forma de dispositivo de pulso / frecuencia cuya salida requeriría la conversión a una señal analógica - DAC) para medir la velocidad del eje del motor.

Puede ser una buena idea aclarar con su profesor exactamente lo que se requiere para este proyecto (¿bucle abierto o cerrado?) antes de comprometerse con un diseño final.

    
respondido por el JIm Dearden
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Si desea un filtro de paso bajo con una frecuencia de corte de 100Hz, deberá realizar algunos cambios. El 10uF / 16K que muestre (aunque sea completamente factible) tendrá una frecuencia de corte de -3dB de 1Hz (bastante menos, en realidad, por las razones que describiré).

La impedancia de la fuente que mira el limpiaparabrisas de 10K (con sus resistencias de 20K en cada extremo) no es cero, y eso se sumará a la resistencia de 16K. Ignorando la resistencia del limpiador, cuando la olla está en el centro, será 12.5K. Cuando la olla está en cualquier extremo será 12K. Así que podemos usar 12.25K como una aproximación.

Escogamos un valor de condensador estándar (porque las resistencias vienen en pasos más finos). Sabemos que debe aproximadamente 1/100 de lo que teníamos antes, así que intentemos algo bueno e incluso como 100nF.

$$ R = \ frac {1} {2 \ pi f_c C} = 15.9K \ Omega $$

Reste los 12.25K que obtenemos de la impedancia de la fuente del divisor del potenciómetro / resistencia, y la resistencia debe ser de aproximadamente 3.6K. (El valor de corte cambiará un poco con la rotación del pot, pero no lo suficiente como para preocuparse, menos del 2% en cada sentido).

    
respondido por el Spehro Pefhany

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