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Hola, quiero medir la corriente que pasa por un motor conectado a un L298, esto no es posible hacerlo con la resistencia que dispone el integrado para esta finalidad, ya que durante el ciclo off la intensidad no circula por esta resistencia, sólo se podría medir durante el ciclo on del duty.
Mi idea es poner una resistencia en serie con el Motor, y midiendo la tensión en esta resistencia conocida podemos ver la intensidad. La finalidad es poder ver la gráfica de voltaje/intensidad de la resistencia de medida en el osciloscopio. de esta forma podemos observar la I (Vrs/Rs) que pasa por el motor en función de la señal PWM de entrada, variable en frecuencia de 0 a 40 KHz y en ancho de pulso.
Conectar un osciloscopio al terminal positivo de la resistencia de medida tampoco me valdría, ya que en el Ton y Toff las mallas son distintas.
No estoy muy seguro de esto, ya que la electrónica no es mi fuerte, a ver si podéis confirmarme que esto es así.
Para medir el voltaje en mi resistencia en serie con el motor (Rs), creo que la solución correcta es colocar un operacional, en modo amplificador de diferencia con las entradas en bornes de la resistencia. Cuya salida es R2/R1(Imotor*Rs).
A ver si me podéis decir si esto es así.
Os pongo el circuito que he intentado analizar, es para una entrada PWM, en azul esta la intensidad durante la parte on del duty. Y en rosa por donde va la intensidad durante la parte off del duty, y que diodos de protección/recirculación son los que conducen durante el Toff, que no sé si es como lo he puesto. El sentido de la I siempre es el mismo.
Mi R de medida son dos resistencia de 1 Ohm y 2 W en paralelo, la R de entrada del circuito del operacional es 2R1. A ver si os parecen correctos los valores que estoy usando.
La intensidad máxima por el L298 son 2.5 A de pico, en principio voy a usar un motor de 1.3 y otro de 1.6 A, y las pruebas iniciales con el eje libre, por esto pongo varios valores de R2 seleccionables por microinterruptores, para tener mayor resolución cuando la I es pequeña. He puesto una ganacia máxima de 10, suficiente?. A máxima intensidad la saturación está en 4.
Para los diodos de protección he elegido un 1N5918, diodo schottky, con una IFmax de 1 A y picos de 25, en un principio para los motores que voy a usar me llegan y más con el eje libre, pero para aprovechar al máximo el puente creo que habría que cambiarlos por lo menos por unos de 3A.
Bueno a ver si me podéis indicar si los caminos de las intensidades son correctos y los valores seleccionados de los componentes. Y que operacional puedo usar, por aquí tengo algún LM324 y 741, y alguno de los caros de instrumentación que no se por donde andan. Tb si puedo hacerlo de una forma más simple para ver con el osciloscopio está intensidad, o que me falta en el circuito (los C del motor los pondre más tarde).
Gracias. S2
Data 1N5819 http://docs-europe.electrocomponents.co ... 026e12.pdf
Data L298 http://docs-europe.electrocomponents.co ... 060c26.pdf
Hola,
Lo que quiero ver es la intensidad que pasa por el motor en todo momento en función de la frecuencia de PWM, por lo que para esto necesito calcular la Irms, que por suerte me lo mide el osciloscopio (Vrms/Rs).la corriente media no me vale.
El circuito que has diseñado sirve para esto, lo que Rs de 1Ohm me parece un valor muy grande (te va a caer 1.3 y 1.6V) yo utilizaría una resistencia de shunt de miliohms o decenas de miliohms.
Cuando el puente en H está en off si circula corriente por el motor, la bobina almacena energía en forma de flujo magnético, y al cortarlo genera esa corriente y circula por los diodos, por eso no puedo utilizar la resisntecia que se pone al l298.
Dado que los diodos de protección se supone que son Schoktty la corriente circulará muy rápido y casi ni te enterarás (pico de corriente en us).
Con verlo en un sólo sentido de giro en principio me basta, eso es lo que pretendo, analizar el comportamiento del puente y del motor (rendimiento) en función de la frecuencia.
Si alimentas el operacional con tensiones simétricas podrás verlo en dos direcciones.
Tb veo que utiliza una resistencia mucho más pequeña y una ganancia más grande, creo que eso es lo más lógico, ya que afectaría menos al circuito del motor. tengo sólo resistencias de un ohmio para poner en paralelo, que valor de Rs puedo poner como máximo.
V = I.R y V no debe ser más de un 10% (como mucho) de la tensión que estás aplicando al motor.
S2
Ranganok Schahzaman
Buenos días JM,
Siento ser tan pesado e insistente en este tema. Pero el control que piensas realizar si no tienes carácterizado tu motor no es adecuado, puedes acertar como no.
De lo que hemos estado discutiendo podemos deducir lo siguietne:
Hasta ahroa hemos discutido que el motor se podría controlar de dos formas.
a) Mediante pulsos a una misma frecuencia con frecuencias distintas. Este método en mi opinión puede ser valido si sabes la respuesta impulsional del sistema, más abajo propondré un ejercicio para ver como no todos los casos son validos. Con este método intentas controlar la velocidad del motor conociendo su respuesta impulsional cálculada en algún momento, pero no tienes información continua cuando hay inercia u otras fuerzas que le pueden afectar.
b) Mediante realimentación, siempre conoces la salida, por tanto puedes adecuar la señal de entrada para obtener la señal de salida deseada. Este método funciona siempre, con inercia u otras fuerzas que afecten al motor, incluso cuando este se deteriora.
El ejercicio que pretendo es debido a que JM no ha proporcionado los parámetros de su motor, por lo tanto nos tendremos que plantear una ficticio. Como vien se puede ver en último post que ha puesto Furri, si varias la frecuencia, no a todas las frecuencias responde con el mismso ciclo de trabajo.
Si partimos que tenemos una respuesta impulsional como la dibujada hasta la saciedad en el hilo "Dudas sobre PWM" dodne el Tr es de 1 mS, y el tiempo de amortiguación de la senoide es de 10 Tr. Está señal es la que representa la velocidad del motor cuando la señal de entrada está en TON, para TOFF tendremos una señal decreciente exponencialmente puede ser concava o convexa, pero seguro que es decreciente.
Como entrada tendremos una seañal cuadaradapositiva (pulsos PWM) que nos indicará el TON y el TOFF.
EJERCICIO:
Partiendo de los datos anteriores, representar la señal de salida (velocidad ángular del motor) en los siguientes casos:
a) Frecuencia de 100 Hz.
a1) Duty Cycle (DC) = 0.1 Tr.
a2) DC = Tr.
a3) DC = 10 Tr.
b) Frecuencia de 1 KHz.
b1) DC = 0.1 Tr.
b2) DC = Tr.
b3) DC = 10 Tr.
c) Frecuencia de 1 KHz.
c1) DC = 0.1 Tr.
c2) DC = Tr.
c3) DC = 10 Tr.
Si resuelves las gráficas de salida podrás deducir cuales son las señales de entrada más adecuadas para tu sistema. Siento no entregarlo resuelto pero no dispongo de mucho tiempo.
Saludos.
PD: JM, si te vas a acercar a las Rozas "Convocatoria de Ignacio para los socios de Madrid" podríamos discutirlo In Situ, siempre es mucho más sencillo. Escribiendo es un poco pesado.
Ranganok:
la Rs son dos resistencias de 1 ohmio en paralelo, he hecho los cálculos para esos 0.5 de r, quizás la pueda poner aún mas pequeña. pero con una I max de 2.5 la caída máxima de 1.25 puede estar bien para verlo en el osci. Pero hago caso a lo del 10%.
Lo ideal sería que la corriente fuese constante y circulase durante todo el ciclo (on y off). Los diodos de protección tienen un tiempo en el que empiezan a conducir, ese es el pico que vemos de la bobina en el osci de tensión hasta que el diodo comienza, pero de corriente no puede haber pico ya que la bobina pretende que esta no cambie.
En principio con ver un sentido de giro es suficiente para lo que quiero, y el operacional lo tengo que alimentar obligatoriamente con alimentación simétrica, ya que estoy usando una configuración con realimentación. Creo recordar que en el único caso que se puede alimentar sin simétrica es cuando se usa sin realimentación. No estoy muy seguro de esto, no he usado mucho los operacionales.
Usare esa regla del 10%, la V del motor pequeño son 3V a 1.5A, luego con 4 resistencias de 1 ohm me queda una r de 0.25 y mas o menos ese 10% de caída.
Juanjo:
La forma que dices de hacerlo es la correcta, pero lo que es complicado es medir la velocidad del motor, tendría que acolplar otro motor o un sensor, y de momento esto es lo que me impide hacerlo.
Así que en lugar de la velocidad lo que pretendo observar es la intensidad que pasa por el motor (proporcional a la velocidad, aquí no se si me va a molestar la f.c.e.m) y de momento esto lo puedo medir de una forma fácil con este circuito, por lo que mi señal de salida pasa a ser intensidad en lugar de velocidad para hacer las primeras pruebas.
Primero voy a intentar hacer esta primera prueba y ver que se puede sacar de ella, ver la I en el motor en función de la frecuencia, y sacar conclusiones de esto, aunque no tengamos la fdt del motor algo seguro que se puede observar. De esta primera prueba podemos analizar otro punto (además del de velocidad deseada), que es el consumo/potencia del motor en función de la frecuencia.
Lo ideal es hacerlo realimentado como dices, pero el objetivo es estudiar el lazo abierto de estos puentes en H. Ya que la mayoría de robots que usan un puente en H, o almenos a nivel de aficionado, lo hacen usando el lazo abierto. Son muchos más los que no montan enconders en sumos y seguidores que los que los ponen (ya que un encoder no es encesario en este tipo de robots).
Buscaré la forma de poder medir la velocidad del eje ya que la clave es ese Tr y poder sacar la planta del motor, necesito una salida continua de esa medida de velocidad del eje. Mientras voy a probar esto, ya pondre que saco de ello.
Hay otro aspecto importante que no hemos considerado, y es que entre bornes del motor no tenemos una señal del todo pwm debido a la bobina, y a la inercia, si la rueda gira hay tensión. Dejando dos entradas del mismo l294 en modo diferencial tb se puede medir con este circuito.
Voy a ver si creo un blog cuando empiece a hacer pruebas para ordenar todo esto y que se pueda seguir.
Gracias por las respuestas. S2
Si no me he equivocado con los cálculos la cosa queda así:
Esa sería la función de transferencia de la intensidad. En este caso no podemos medir los parámetros temporales (tengo que mirarlo) para sacar la planta, ya que no estamos ante un sistema de segundo orden simple (como en el caso de la velocidad), hay un cero en el numerador que hay que ver como afecta. Se corresponde con la inercia y el rozamiento del eje.
Hay 3 cosas que nos interesan de un motor a la hora de diseñar nuestros robots:
1-El par
2-La intensidad
3- Velocidad
y estos 3 son los que se quiero analizar para la frecuencia de pwm.
Lo haré poco a poco porque tengo que mirarme bien la teoría del funcionamiento del motor y de la parte de control en los ratos libres, ya que si no me lio y no sé por donde voy.
De momento lo que puedo observar con este circuito es la intensidad en función de la entrada, por lo que valdría para analizar uno de los 3 puntos.
Luego tb hay que ver la relación entre par, intensidad y velocidad. probablemente sacando la respuesta a una se puede obtener la respuesta a las otras en ciertas condiciones.
Para la velocidad habrá que acoplar el sensor en el eje, y el par es como la intensidad multiplicado por una constante. El problema del lazo abierto es que dependemos de la inercia y rozamiento, pero no es problema si la mejor frecuencia para un rozamiento-inercia dado, lo es tb para otros rozamientos-inercias en los que se mueva nuestro bot.
JM, medir la velocidad del rotor es lo mas sencillo de todo, usa un encoder, de estos que usamos para medir la velocidad de la rueda, un patron de rayas blancas y negras y un cny70, obtienes la velocidad sin mas complicaciones.
Si lo quieres medir a traves del osciloscópio, si este es digital y te da la frecuencia de salida del encoder, ésta es directamente proporcional a la velocidad del rotor (un cálculo simple y directo)
