Control de la velocidad del motor DC con Android

Interconectar el motor de corriente continua con el microcontrolador es un concepto muy importante en muchas aplicaciones industriales y robóticas. Al interconectar el motor de corriente continua con el microcontrolador, podemos controlar la dirección del motor y su velocidad. Este artículo describe el control de velocidad de un motor de corriente continua utilizando el microcontrolador 8051 con la ayuda del controlador Bluetooth de Android. El diagrama de bloques se muestra a continuación.

Control de la velocidad de un motor de corriente continua con una aplicación Android

Controlar la velocidad de un motor de corriente continua mediante un teléfono Android tiene muchas aplicaciones, como las industriales, escaleras mecánicas, ascensores, aplicaciones robóticas y sistemas de seguridad. El usuario debe instalar una aplicación Android en su smartphone Android.

El usuario puede enviar instrucciones para controlar la velocidad del motor de corriente continua. La comunicación inalámbrica Bluetooth se utiliza para enviar órdenes al usuario y al controlador. Los principales componentes de hardware del circuito son el microcontrolador 8051, el CI controlador de motor L293D, el motor de corriente continua, el módulo Bluetooth y el smartphone Android.

Consulta este enlace para saber más sobre la historia y los fundamentos del microcontrolador 8051

La corriente máxima de salida del pin del microcontrolador es de 15 mA a 5 V, pero esto no permite que el motor de corriente continua funcione y la fuerza electromotriz producida por el motor puede dañar el microcontrolador.

Por lo tanto, no es conveniente interconectar el motor de corriente continua directamente con el microcontrolador. Por lo tanto, se utiliza un circuito controlador del motor (IC L293D) para interconectar el motor de corriente continua y el microcontrolador.

Controlador del motor (L293D)

El L293D es un circuito integrado (CI) controlador de motor de doble puente H. Los controladores de motor actúan como amplificadores de corriente, ya que reciben una señal de control de corriente baja y suministran una señal de corriente más alta. Esta señal de corriente más alta se utiliza para accionar los motores. El L293D contiene dos circuitos conductores de puente H integrados. En su modo de funcionamiento común, es posible accionar dos motores de corriente continua simultáneamente, tanto en avance como en retroceso. El funcionamiento de los dos motores puede ser controlado por la lógica de entrada en los pines 2 y 7 y 10 y 15.

La entrada lógica 00 u 11 detendrá el motor correspondiente. Las lógicas 01 y 10 lo harán girar en el sentido de las agujas del reloj y en sentido contrario, respectivamente. Los pines de activación 1 y 9 (correspondientes a los dos motores) deben estar en alto para que los motores comiencen a funcionar. Cuando una entrada de habilitación es alta, el controlador asociado se habilita.

Como resultado, las salidas se activan y funcionan en fase con sus entradas. Del mismo modo, cuando la entrada de habilitación es baja, el controlador se desactiva y las salidas se desconectan y quedan en un estado de alta impedancia. A continuación se muestra el diagrama de patillas y la estructura interna del circuito integrado L293D.

¿Qué es Android?

El sistema operativo Android se basa en Linux y está diseñado principalmente para dispositivos móviles con pantalla táctil, como los teléfonos inteligentes y las tabletas. Uno de los sistemas operativos móviles más utilizados actualmente es Android. Android es un software fundado en Palo Alto, California, en 2003.

Android es un potente sistema operativo que admite un gran número de aplicaciones en los smartphones. Estas aplicaciones son más cómodas y avanzadas para los usuarios. El hardware que soporta el software Android está basado en la plataforma de arquitectura ARM.

Android es un sistema operativo de código abierto, lo que significa que es gratuito y cualquiera puede utilizarlo. Android tiene millones de aplicaciones disponibles que pueden ayudarte a gestionar tu vida de una forma u otra y está disponible a bajo precio en el mercado, por lo que Android es tan popular.

Explicación esquemática del control de velocidad del motor de corriente continua

A continuación se muestra un diagrama esquemático de un circuito de control de velocidad de un motor de corriente continua y la explicación de su funcionamiento.

El circuito utiliza una fuente de alimentación estándar formada por un transformador reductor de 230 V a 12 V y 4 diodos que forman un puente rectificador que proporciona una corriente continua pulsante que se filtra mediante un condensador electrolítico de 470µF a 1000µF.

Como la corriente continua filtrada no está regulada, se utiliza el circuito integrado LM7805 para obtener una corriente continua constante de 5 V en su patilla nº 3. La corriente continua regulada de 5 V se filtra además con un pequeño condensador electrolítico de 10µF para evitar el ruido generado por el circuito.

La señal de control del dispositivo Android se envía por Bluetooth. Esta señal se comunicará al microcontrolador con la ayuda del transmisor y el receptor de ambos dispositivos. Esta señal estará representada por una sola letra que controla la velocidad y la dirección del motor.

¿Cómo controlar la velocidad de un motor de corriente continua? En este proyecto, el principio de funcionamiento principal es que los pulsos PWM son generados por el microcontrolador programado para habilitar el pin 1 del L293D para aumentar y disminuir el ciclo de trabajo de los pulsos. Estos impulsos pueden conducir el motor de corriente continua en la dirección correcta con una velocidad determinada.

Modulación de la anchura de los impulsos

La modulación de la anchura de los impulsos se obtiene a partir de la salida de un microcontrolador debidamente programado para aceptar los datos recibidos de un dispositivo Bluetooth conectado a él. Un módulo Bluetooth está debidamente interconectado con el microcontrolador para el flujo de datos bidireccional mientras se ejecuta el programa para desarrollar los pulsos PWM.

La aplicación Android de cualquier smartphone se comunica a través del Bluetooth integrado en el teléfono con el módulo Bluetooth que está conectado al microcontrolador para realizar las operaciones necesarias. A continuación se muestra el ciclo de trabajo de la modulación de la anchura de los impulsos.

El botón de subida del smartphone que ejecuta el programa Android se utiliza para aumentar el ciclo de trabajo PWM a tiempo, mientras que el botón de bajada se utiliza para reducir el ciclo de trabajo.

El motor de corriente continua funciona a través del CI controlador de motor L293D con un ciclo de trabajo variable aplicado al pin 1 de habilitación del L293D y alimentado por el microcontrolador para el control de la velocidad. Los pines de datos de la pantalla LCD están conectados al microcontrolador para mostrar el porcentaje de velocidad del motor.

Controlar la velocidad de un motor de corriente continua mediante una aplicación Android es, por tanto, una forma económica, práctica y segura de ahorrar energía. Para controlar la velocidad del motor se puede utilizar una sencilla técnica PWM (modulación de anchura de impulsos). El ciclo de trabajo de la onda controla su velocidad. Al cambiar los puertos de salida, la dirección del motor cambia efectivamente.

Además, si tienes alguna duda sobre este artículo, aporta tus valiosas sugerencias comentando en la sección de comentarios de abajo. He aquí una pregunta para ti: ¿cuáles son las aplicaciones de una interfaz de motor de corriente continua con un microcontrolador?