velocidad constante en motores DC ante cambios bruscos de carga con PIC...

[amyver]

Muy buenas amigos...bueno esta es mi primera consulta en el foro..
La consulta es la siguiente:

Deseo implementar un circuito que sea capaz de controlar la velocidad de giro de un motor DC ante cambios bruscos de carga,
es decir que conserve una velocidad previamente programada ante distintos tipos de carga acoplada a su eje..

Bueno el detalle y lo mas crucial del proyecto es que no es posible hacer uso de un sensor externo, como por ejemplo un
encoder o algun sensor de otro tipo que se acople al eje del motor....

Bueno vi un circuito bastante interesante una vez en la cual se hacia el control de velocidad ante cambios bruscos de carga sin el uso de
sensores externos solo tomando los armonicos que se generaban al energizar el motor DC, mi objetivo es realizar un circuito de este tipo...acudo a ustedes para resolver esto...porfa ante cualquier duda acerca del planteamiento del problema con gusto respondere....

[darck_khronos]

Podrias usar un convertidor de Corriente a Voltaje, en base al consumo de este lo mandas al ADC del Micro y con el puedes incrementar o decrementar la velocidad mediante el PWM o lo que se te ocurra utilizar como tecnica para esta variacion, pudes usar cualquier tipo de control, PI PD PID Fuzzy etc.

[amyver]

Podrias usar un convertidor de Corriente a Voltaje, en base al consumo de este lo mandas al ADC del Micro y con el puedes incrementar o decrementar la velocidad mediante el PWM o lo que se te ocurra utilizar como tecnica para esta variacion, pudes usar cualquier tipo de control, PI PD PID Fuzzy etc.

Bueno en principio gracias por tu aporte darck_khronos...

Pero se me ocurre la siguiente ipotesis: ante un cambio de carga, efectivamente la corriente que atravieza el motor aumentaria
pero como podria saber si dicho motor entro en paro con esa corriente??? bueno la idea basica es que si en algun momento el motor
intenta parar por una carga exesiva, se incremente la tension de alimentacion del motor a fin de que no pare, y al mismo tiempo hacer un control de velocidad para que no se sobrepase la programada inicialmente..

[darck_khronos]

Ya que no puedes acoplar ningun tipo de sensor lo unico que se me ocurre es ademas del convertidor de corriente-voltaje, agregar un otro opam, para medir la tencion que le estaras enviando al motor ya sea en incremento de esta o biceversa, y en base a eso mediante una tabla comparativa podrias ajustar tus marjenes a lo que necesitas, eso creo.

[amyver]

Bueno gracias nuevamente por tu aporte darck_khronos.

Te cuento que se me ocurrio algo similar a lo que me acabas de aconsejar, paso lo siguiente:

Inicialmente programaba una velocidad cualquiera al motor, por ejemplo una velocidad de 2500 RPM (el control de velocidad lo hago con el modulo ccp trabajando en PWM del pic 16F877A, claro que con un circuito de potencia para los motores el L6203), y efectivamente
estando el motor en vacio funcionaba correctamente y cuando se le ponia una carga exesiva el motor paraba y la tension de alimentacion al motor reducia, y como te decia se me ocurrio arreglar que pase lo que pase el circuito conserve constante la tension que inicialmente le habia dado al  motor, pero no resulto como queria   ya que el torque del motor se incremento solo un poco y el motor seguia parando con la tension inicial..

Bueno alguna de las caracteristicas del motor que estoy utilizando
-Se trata de un motor DC de 30V y velocidad maxima de 30.000RPM
-es el tipo de motor utilizado para implantologia dental.

[Picuino]

Hay dos métodos que funcionan bastante bien:

A - Método por compensación de corriente:
1º  Mides la corriente del motor
2º Aumentas la tensión de alimentación del motor dV = I · Rmotor
La Rmotor tienes que conocerla antes(se puede medir con un polímetro, midiendo Ohmios con el motor parado)


B - Método por medición de la tensión generada (back-emf)
1º Apagas la tensión de alimentación del motor
2º Esperas a que la corriente de las bobinas llegue a cero
3º Mides la tensión que está generando el motor
4º Vuelves a alimentar el motor
(todo el ciclo debe durar poco tiempo, p.ejemplo 10ms)

La tensión que genera el motor es proporcional a la velocidad de giro

Error de los métodos: <1% si los ajustas bien

Saludos.

[amyver]

Hay dos métodos que funcionan bastante bien:

A - Método por compensación de corriente:
1º  Mides la corriente del motor
2º Aumentas la tensión de alimentación del motor dV = I · Rmotor
La Rmotor tienes que conocerla antes(se puede medir con un polímetro, midiendo Ohmios con el motor parado)


B - Método por medición de la tensión generada (back-emf)
1º Apagas la tensión de alimentación del motor
2º Esperas a que la corriente de las bobinas llegue a cero
3º Mides la tensión que está generando el motor
4º Vuelves a alimentar el motor
(todo el ciclo debe durar poco tiempo, p.ejemplo 10ms)

La tensión que genera el motor es proporcional a la velocidad de giro

Error de los métodos: <1% si los ajustas bien

Saludos.

muchas gracias amigo picuino, la verdad los dos metodos me parecen de lo mas interesantes
no las conocia y te pediria porfa si tienes alguna informacion adicional, paginas de internet o algun pdf te lo agradeceria
infinitamente
saludos

[Picuino]

Googleando puedes conseguir mucha información (sobre todo en inglés).
También tienes información en las notas de aplicación de microchip:
  AN847 – “RC Model Aircraft Motor Control” (DS00847)
  AN893 – “Low-cost Bidirectional Brushed DC Motor Control Using the PIC16F684” (DS00893)
  AN905 – “Brushed DC Motor Fundamentals” (DS00905)

Si no tienes experiencia, yo te recomendaría el primer método (del que ya estábais hablando) y respecto a saber la velocidad del motor, una vez regulada la velocidad permanece constante.
El motor sólo se para cuando dejas de aumentar la tensión de alimentación o cuando se quema.

Ejemplo:

Motor con R = 1 ohmio.
velocidad regulada = 10000 rpm

carga = vacío
I = 1 Amperio
Vmotor = 14 + 1A·1 Ohm = 15v

carga = máxima
I = 6 Amperios
Vmotor = 14 + 6*1 = 20v

carga = 3 veces la carga máxima
I = 16 Amperios
Vmotor = 14 + 16*1 = 30v

(en este último caso, la velocidad se mantiene en 10000rpm a costa de consumir 16Amperios y en pocos segundos el motor se quema)

Un saludo.

[amyver]

Gracias mil una vez mas " picuino ", bueno pues entonces a googlear se a dicho 
buscare informacion este fin de semana y publicare los avances de este proyecto...
Pero claro si alguien mas quiere aportar con sus conocimientos bienvenido seran chauu chauu amigos foreros   

[Nocturno]

Muy interesante el hilo.
Picuino, de tus dos métodos, me gusta especialmente le segundo.

En el primero entiendo que generas corriente constante, ¿pero cómo sabes que la velocidad también lo es?

[Picuino]

El modelo de un motor de corriente continua pequeño (con imanes en el estator) es símple: una resistencia en serie con un generador de tensión:



El generador de tensión (también llamado fem, fuerza electromotriz o Electro Motriz Force)  tiene una tensión proporcional a la velocidad de giro:

   Eg = w · Km

con Eg en voltios y la velocidad de giro 'w' en rpm

En el caso de un motor de 33000rpm y 30 voltios  Km = 30/33000 = 0.00091 v/rpm

Si mantenemos constante la tensión Eg, la velocidad del motor se mantendrá constante. ¿Cómo se hace eso? Pues compensando la caída de tensión en las resistencias del devanado y de las escobillas (Ra y Rb).

Lo que mantenemos constante en los dos métodos es la tensión Eg interna del motor (que no es la tensión externa de alimentación V).

En varias pruebas que he hecho con motores pequeños (2vatios) con reductora de 1/50 resulta muy difícil mover el eje con la mano cuando se fija la velocidad a cero rpm. El motor se 'clava' en su lugar.

También es curioso ver el motor girando a 30rpm (una revolución en 2 segundos!) sin que se pare, aunque le pongas una pequeña carga.


Saludos.

[Picuino]

Gracias mil una vez mas " picuino ", bueno pues entonces a googlear se a dicho 
buscare informacion este fin de semana y publicare los avances de este proyecto...
Pero claro si alguien mas quiere aportar con sus conocimientos bienvenido seran chauu chauu amigos foreros   

Si tienes dudas concretas no dudes en preguntar.
Saludos.

[Picuino]

Si hay más foreros interesados, se podría hacer un proyecto colaborando para hacer una placa que regule la velocidad de un motor DC pequeño (serviría para controlar la velocidad de un taladro tipo dremel).

Saludos.

[sander]

Si hay más foreros interesados, se podría hacer un proyecto colaborando para hacer una placa que regule la velocidad de un motor DC pequeño (serviría para controlar la velocidad de un taladro tipo dremel).

Saludos.

A mi me interesa, donde me anoto 

Saludos

[Picuino]

Saludos sander,
Gracias por sumarte. Creo que podemos apuntarnos en este mismo hilo y de paso resolveremos dudas a amyver, que lo inició.

Por ahora podemos ir pensando si el regulador debería ser de un sólo sentido o de dos sentidos, es decir con marcha atrás  (el doble de dificil).

Saludos.