Control de dirección y velocidad usando el mismo acelerador

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Tengo un motor de imán permanente de 24 VCC, como los que se encuentran comúnmente en un scooter de movilidad. Me gustaría poder controlar tanto la velocidad como la dirección del motor con el mismo control de aceleración sin la necesidad de utilizar un interruptor de reversa. Los scooters de movilidad actuales utilizan lo que se conoce como un potenciómetro 'Wigwag' o un potenciómetro de aceleración para lograr esto.

Mipreguntaes¿cómopuedocontrolarlavelocidadyladireccióndelmotorconelmismocontroldeaceleraciónsinuninterruptordeinversión?

Heencontradouncircuitosimpleenlíneaquepareceútil,sinembargo,estecircuitonopermitelamodificacióndelavelocidaddeaceleración/desaceleraciónuotrosparámetrosquemegustaríamodificar.

¿Puedo usar un microcontrolador con el voltaje del acelerador como entrada y luego aumentar las corrientes y voltajes de salida de alguna manera?

    
pregunta GrapeApe

1 respuesta

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Hay varias razones por las que su circuito de muestra no es adecuado:

  • No tiene fuentes de alimentación dobles (± 24 V) en su scooter.
  • El método de control de voltaje es inútil. A media tensión, los transistores de salida desperdiciarán tanta energía como el motor está utilizando.
  • El potenciómetro no funciona mecánicamente de extremo a extremo. (Vea la Figura 1).

Figura1.Unaolladeaceleradordewigwagparaunscooterdemovilidad.Tengaencuentaquesoloseutilizaunapequeñapartedelrecorridode330°delpotenciómetro,talvez±30°.

Lassolucionesaestoson:

  • Diseñoparaelsuministrodeunsoloriel.EstorequeriráelusodeunpuenteenHparapermitirlainversióndeladireccióndelacorrienteenelmotor.

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Figura 2. Un esquema simplificado de un puente en H. Con los interruptores 1 y 4 cerrados como se muestra, el motor funcionará en una dirección. Abriendo 1 y 4 y cerrando 2 y 3, el motor puede funcionar en la dirección opuesta. Para detener el motor abra todos los interruptores. En la práctica, los interruptores serán reemplazados por transistores.

  • En lugar de controlar la corriente activando gradualmente Q1 / Q2 usaremos PWM (modulación de ancho de pulso). En este esquema, el motor se pulsa entre la potencia máxima y la potencia cero muy rápidamente y el ancho del pulso se ajusta en proporción a la velocidad deseada.

Figura3.UnaseñalPWMquevadel80%al20%ydel80%alcero.Silafrecuenciadelpulsoesaltaenrelaciónconeltiempodereaccióndelmotor,seobtieneuncontrolmuysuaveconbajaspérdidasenlostransistoresdeconmutación.

Elmejorenfoqueseráusarunmicrocontroladorparaleerelpotenciómetro,calcularelniveldesalidadeseadoutilizandounalgoritmosimpledelimitacióndeaceleración,convertirloenPWMyenviarloaunpuenteHadecuado.

simular este circuito

Figura 4. Diagrama de bloques en bruto del sistema de control PWM.

Tareas de código:

  • Lea el potenciómetro y normalice o escale a, por ejemplo, -100 a +100. Probablemente debería agregar una banda muerta en el centro para evitar el deslizamiento o la corriente de funcionamiento a través del motor cuando se detiene. por ejemplo:

    0 ------------------------- mid ------------------------- 330°  
               ^ max reverse          max forward ^  
               -100 -------- 0 ---- 0 -------- +100 scaled output   
    
  • El uso de esta estrategia requerirá un movimiento definido del wigwag antes de que se active la corriente.

  • Sospecho que el motor será más bien débil y que, incluso con un wigwag completo desde el reposo, es probable que la aceleración no sea un problema. Si es así, añada una rutina:

    // Very crude pseudo-code!
    int v, a, pwm;                 // velocity and acceleration and pwm
    ww = getScaledInput;           // wigwag
    if (ww > 0) {
        if (ww > pwm) {            // we need to accelerate to pwm
            pwm = pwm + accel;
        }
        if (ww < pwm) {            // we need to decelerate
            pwm = pwm - accel;
        }
        if (ww == 0) {             // stop
            pwm = 0;
        }
    }
    
respondido por el Transistor

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