Reporte Proyecto Final: Control de velocidad de un motor de corriente directa

Proyecto:

"Control de velocidad de un motor de corriente directa"

Introducción:

Existen diversas situaciones donde el control de la velocidad de un motor es crítica, por ejemplo, cuando un robot es movido por 2 motores y se quiere avanzar en cierta dirección, controlar la velocidad de ambos es importante. La velocidad de rotación de un disco duro o un lector de CD/DVD es otro caso. Para ello es necesario adaptar el motor a diversas situaciones de funcionamiento que puedan suceder, por ejemplo, si un móvil va cuesta arriba o cuesta abajo, o cuando existe fricción entre las partes.

Funcionamiento General:
Principalmente el proyecto esta constituido por 3 partes:

• Sensor: Que consta de un optointerruptor ITR8102 y un disco horadado como encoder.
• Microcontrolador: El cual es un Arduino UNO que procesa la salida del sensor para adaptar la velocidad.
• Planta: Será el motor eléctrico el cual será controlado.

Motivación y Aplicaciones:

El motivo por el cual nos motivó a realizar este proyecto fue el interés en la cuál poder controlar las revoluciones causadas en un motor y éste poderlo aplicar más adelante para su mejor evaluación o ciclo de vida.

Las aplicaciones más comunes que vemos al emplear este tipo de control, es visto en diferentes ramas de la ingeniería , desde lo muy básico hasta en componentes más robustos, algunos ejemplos a mencionar son:

• Control de revoluciones de un motor:
• Carritos de radio control (carritos seguidores de líneas)
• Automóviles
• Desplazamiento de un neumático de un sistema ferroviario
• Sistema de control de estabilidad de los neumáticos.

Video aplicación:

Función de Transferencia:

La función de transferencia de nuestro proyecto es la siguiente:

Donde los valores que se emplean al evaluar la función de transferencia son los siguientes:

• J = 0.01 # Momento de inercia del motor 0.01 Kg m^2
• b = 0.1 # Constante de fricción viscosa 0.1 Nms
• K = 0.01 # Constante de fuerza electromotriz 0.1 V/rad/s y Constante de torque del motor 0.1 Nm/A
• R = 1 # Resistencia eléctrica 1 Ohm
• L = 0.5 # Inductancia eléctrica 0.5 H

Diagrama de Bloques:
El diagrama de bloques esta representado de la siguiente forma:

Estabilidad:

Dando una breve argumentación de nuestro sistema que tan estable es, podemos concluir con la ayuda del diagrama de bode y nysquit que nuestro sistema es muy estable, ya que podemos observar que los polos están recargados a la izquierda.

Raíces:

Obteniendo las raíces con ayuda de RLOCUS podemos argumentar que nuestro sistema se encuentra estable, ya que todas las raíces se encuentran en el semi-plano izquierdo.

Componentes:
Para el desarrollo del proyecto se emplearon los siguientes componentes:

• Motor DC
• Puente H L239D
• Optointerruptor ITR 810
• 1 Encoder
• 2 Resistencias 10k y 330k
• Arduino UNO R3
• Fuente o Batería Externa max 12 volt 0.6 mA
• Protoboard
• Jumpers
• 1 Led

Desarollo
Diagrama de conexión

Prototipo:

Código:



Video Proyecto:

Presentación Proyecto Final:

enlace presentación pdf

Integrantes del equipo:
Juan Carlos Espinosa Ceniceros
Rafael Lopez Gutierrez
Abraham José Silva Orozco

Otras entradas:
Reporte propiedades estructurales del proyecto