Circuito para sobremarcha en motores vibrotactiles

Solía trabajar en la industria de los transductores vibrotáctiles (no en el lado de los juguetes de entretenimiento para adultos) y parte de mi trabajo fue con esos pequeños motores de masa excéntrica (el resto fue con transductores del tipo de bobina de voz).
Definitivamente puedo confirmar que un pequeño impulso de 'overdrive' en el encendido hace que el motor se ponga en marcha y amp; gira más rápido y ayuda a darle patrones hápticos más reconocibles con bordes de inicio afilados.
En mi trabajo siempre tuve un voltaje de suministro disponible que era más alto que el voltaje nominal del motor y usé PWM para controlar el circuito del controlador del puente en H del motor, lo que me permitió realizar un overdrive fácilmente al encender proporcionando un alto rendimiento. ciclo durante unos pocos milisegundos antes de caer a un valor más bajo para el período de ejecución.
Algo que no ha mencionado, pero que se puede relacionar con ese borde de arranque bien definido, es lo que sucede al final de su pulso: si simplemente apaga el motor, tomará su tiempo, ya que gira y depende de La naturaleza de sus patrones hápticos puede empañar un poco las cosas, especialmente si está tratando de producir algunos pulsos cortos y agudos.
Un controlador de puente H para el motor le permite ponerlo en modo 'freno corto' cuando quiere que deje de funcionar y esto hace que se detenga mucho más rápido que simplemente dejarlo girar a su propio ritmo.
Con esto en mente, le recomiendo que considere la ruta un poco más complicada de usar PWM y un controlador de puente H para sus motores.

Pero, si la complejidad adicional es desagradable, aquí hay un truco que podría usar, pero aún necesita un voltaje de suministro superior a 3.3 V, probablemente podría usar los pines de 5 V en el encabezado GPIO de su Pi para esto.

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

Los valores de Rs y C1 deberán ajustarse para su aplicación. Comenzaría eligiendo Rs para tener un valor de aproximadamente 1/4 de la resistencia de su motor (medida con un multímetro). Luego debe ajustarlo para obtener aproximadamente 3.3V (o para lo que sea que esté calificado su motor) mientras está funcionando.
Se debe elegir C1 dependiendo de cuánto tiempo desea que dure su sobremarcha.
El R1 debe elegirse para que sea lo suficientemente bajo como para garantizar que el transistor se haya encendido con fuerza (saturación), pero no tan bajo como para que esté empujando una corriente excesiva a través de su base desde el GPIO de su Pi. Usted lograría un mejor rendimiento al reemplazar el transistor NPN con un MOSFET de canal N y eliminar R1. Asegúrese de elegir uno que se especifique como 'nivel lógico' para asegurarse de que su Pi pueda activarlo de manera confiable.
La forma en que funciona el circuito es que antes de encender el GPIO de Pi, el condensador se carga hasta 5V a través de Rs y este 5V está disponible para "saturar" su motor tan pronto como el GPIO enciende el transistor. La duración del tiempo de saturación dependerá de la cantidad de corriente que consuma el motor y del tamaño del condensador que utilice.

Algunos inconvenientes de este circuito son que desperdicia energía en Rs y tienes que esperar un poco después de apagar el motor antes de volver a encenderlo para permitir que la tapa se recargue.

Lo más probable es que su problema sea su selección de interruptor de controlador. Los dispositivos NPN tienen un Vce grande (sat) a menos que $ elegidos cuidadosamente e Ib debe ser el 10% del Ic extraído, ya que el aumento es de hasta 10 veces la corriente nominal, lo que significa que la demanda en la corriente base es demasiado alta y que las caídas Darlingtons > 1.2V son muy deficientes .

Por lo tanto, mida el DCR de la bobina del motor y elija el nivel lógico MOSFET RdsOn que es del 1% al 10% de la resistencia medida en DCR de la carga .

Si la batería está en buen estado, Vbat no caerá más del 2%. De lo contrario, puede considerar una mejor batería o verificar el SoC.

El esquema del PWM es exactamente cómo debe conducir su motor. No es necesario que use PWM, simplemente puede configurar el puerto Pin bajo o alto. Puede usar un transistor o un FET de canal N en ese circuito. Elija un FET de nivel lógico para obtener uno con un VGS bajo (activado).

Incluiría como mínimo una resistencia (470-1000 Ohm) en serie con la base del transistor, esto limita la corriente extraída del puerto Pin.