Potenciómetro digital que controla el problema de la velocidad del motor de CC: el voltaje no camina correctamente

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Estoy construyendo un reómetro para medir la viscosidad de los líquidos. Estoy usando un motor de 4.5-10v CC que necesita ser controlado con precisión por una Raspberry Pi (la velocidad y el par deben escalar, por lo que PWM está fuera).

He estado tratando de controlar el motor con un potenciómetro digital de 10k (MCP4131) en un divisor de voltaje con un transistor para controlar el voltaje a través del motor.

En teoría, el voltaje debería (a medida que la olla recorre su rango, 129 pasos) varíe entre ~ 2.6v y ~ 10.5v.

En la práctica, el voltaje solo varía entre ~ 7v y ~ 5v, alcanzando su mínimo después de solo ~ 25 pasos y luego permaneciendo constante para los 100 pasos restantes.

¿Qué está mal? ¿Hay una mejor manera de hacer esto?

Esta ha sido la pesadilla de mi vida en las últimas semanas, cualquier ayuda sería muy apreciada. Si algo no está claro, lo aclararé lo mejor que pueda.

EDIT: MCP3141 - > MCP4131

    
pregunta Chris Boyle

1 respuesta

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El principal problema es que está tratando de controlar un voltaje de hasta 10.5V con un potenciómetro digital que solo puede manejar 5.5V. La hoja de datos MCP4131 no lo deja muy claro, pero el bote solo funciona correctamente cuando su terminal los voltajes permanecen dentro de los rieles de suministro (Vss a Vdd). Si se salen de este rango, los diodos de protección interna intentarán fijar los voltajes a Vss o Vdd.

Otro problema potencial es que el voltaje de salida del potenciómetro disminuye a medida que se extrae más corriente de él. La resistencia del recipiente varía según el lugar donde se encuentre el limpiador, por lo que la salida no será lineal si se extrae una corriente significativa. Además, a medida que el motor consume más corriente, el transistor atraerá más corriente de la Base, lo que reduce la tensión en su unión Base-Emisor y aumenta la caída de tensión en la olla.

Si desea seguir con esta idea de diseño, entonces necesita obtener un potenciómetro que pueda manejar un voltaje más alto o reducir el voltaje del potenciómetro a 5 V y amplificarlo con un amplificador operacional como este: -

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

R3 y R4 producen una ganancia de voltaje de 2.1, que amplifica 5V a 10.5V. Q1 se incluye en el circuito de retroalimentación para compensar la caída de tensión en su unión Base-Emisor, asegurando que la tensión del motor sigue la tensión de entrada de forma lineal. Las entradas del amplificador operacional prácticamente no consumen corriente, por lo que el voltaje de salida del potenciómetro permanece constante incluso cuando el motor está generando una corriente alta. El AD820 puede generar hasta 15 mA que el BD243 amplificaría en ~ 100, proporcionando hasta 1.5 A para impulsar el motor.

    
respondido por el Bruce Abbott

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