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CIRCUITO PWM SIMPLE CON 555 Y IRFZ46N

Uno de los problemas más fundamentales en robótica es el control de la velocidad del motor DC. El método más común de control de velocidad es PWM o pulso modulación de ancho. Modulación de ancho de pulso es el proceso de cambiar la potencia a un dispositivo y a una frecuencia determinada, con variados y desactivar veces. Activar y desactivar veces se conocen como “ciclo”. El siguiente diagrama muestra las formas de onda de las señales de ciclo de deber de 10%, 50% y 90%.

Como puede ver en el diagrama, es una señal de ciclo de servicio del 10% sobre el 10% de la longitud de onda y fuera 90%, mientras que un ciclo de servicio de 90% señal es en 90% y desactivado el 10%. Estas señales se envían al motor con una frecuencia lo suficientemente alta que el pulso no tiene ningún efecto sobre el motor. El resultado final del proceso de PWM es que la potencia total enviada al motor puede ajustarse desde fuera (ciclo de trabajo de 0%) a completo en (ciclo de servicio del 100%) con buena eficiencia y control estable.

Mientras que muchos constructores de robot utilizan un microcontrolador para generar las señales PWM requeridas, el circuito PWM 555 explicó aquí dará al novicio generador de robot fácil construir el circuito y buen entendimiento de modulación de ancho de pulso. También es útil en una variedad de otras aplicaciones donde la PWM configuración necesita sólo cambiar ocasionalmente.

El temporizador 555 en el circuito PWM se configura como un oscilador astable. Esto significa que una vez que se aplica la potencia, el 555 oscilará sin ningún disparo externo. Antes de la explicación técnica del circuito, analicemos el temporizador 555 IC sí.

Las conexiones para el paquete DIP de 8 pines son las siguientes:

Un diagrama de bloques del temporizador 555:

Descripciones de PIN para el 555

PIN DESCRIPCIÓN PROPÓSITO
1 Suelo Terreno de DC
2 Desencadenador El pin de activación desencadena el comienzo de la secuencia de temporización. Cuando va bajo, hace que el pin de salida ir alto. El desencadenador se activa cuando el voltaje cae por debajo de 1/3 de + V el pin 8.
3 Salida El pin de salida se utiliza para impulsar un circuito externo. Tiene una configuración de “Tótem”, lo que significa que puede origen o hundir actual. El alto rendimiento suele ser inferiores a aproximadamente 1,7 voltios + V cuando compras actuales. El pin de salida puede hundirse hasta y de corriente. El pin de salida es impulsado por alto cuando el pin de activación es tomado bajo. Es impulsado por el pin de salida baja cuando el pin de umbral se toma alta o el pin de reset es tomado bajo.
4 Restablecer El pin de reinicio se utiliza para conducir la salida baja, independientemente del Estado del circuito. Cuando no se utiliza, el pin de reinicio debe estar ligado a + V.
5 Voltaje de control El pin de voltaje de control permite la entrada de voltajes externos para afectar la temporización del chip 555. Cuando no se utiliza, debe ser dejado a tierra a través de un 0.01uF condensador.
6 Umbral El pin de umbral hace que la salida ser conducidos bajo cuando su voltaje se eleva por encima de los 2/3 de + V.
7 Aprobación de la gestión Los cortos de pin de descarga a tierra cuando el pin de salida va alto. Normalmente se utiliza para descargar el condensador de temporización durante la oscilación.
8 + V DC Power – aplicar + 3 a + 18VDC aquí.

El diagrama esquemático del circuito PWM 555:

El pin de reinicio está conectado a + V, por lo que no tiene ningún efecto sobre la operación del circuito.

Cuando se enciende el circuito, el pin de activación es baja como se descarga el condensador C1. Esto comienza el ciclo del oscilador, causando la salida ir alto.

Cuando la salida va alto, condensador C1 comienza a cobrar por el lado derecho de R1 y diodo D2. Cuando el voltaje de C1 alcanza 2/3 de + V, el umbral (pin 6) está activado, que a su vez provoca la salida (pin 3) y descarga (pin 7) ir baja.

Cuando la salida (pin 3) va bajo, condensador C1 comienza a cumplir por el lado izquierdo de R1 y D1. Cuando el voltaje de C1 cae por debajo de 1/3 de + V, la salida (pin 3) y pasadores de descarga (pin 7) van alto, y el ciclo se repite.

Pin 5 no se utiliza para un voltaje externo de entrada, por lo que se omite al suelo con una 0.01uF condensador.

Tenga en cuenta la configuración de R1, D1 y D2. Condensador C1 cargos a través de un lado de R1 y los vertidos por el otro lado. La suma de la resistencia de carga y descarga es siempre la misma, por lo tanto, la longitud de onda de la señal de salida es constante. Sólo el ciclo de trabajo varía con R1.

La frecuencia total de la señal PWM en este circuito está determinada por los valores de R1 y C1. En el esquema anteriormente, esto se ha establecido en 144 Hz.

Para calcular los valores de componentes para otras frecuencias, utilice la fórmula:

Frecuencia = 1,44 / (R1 * C1)

En este circuito, el pin de salida se utiliza para carga y descarga C1, en lugar de hacerlo en el pin de descarga. Esto se hace porque el pin de salida tiene una configuración de “Tótem”. Puede fuente y receptor actual, mientras que el pin de descarga sólo se hunde actual. Tenga en cuenta que los pines de salida y descarga ir alta y baja al mismo tiempo en el ciclo del oscilador.

El pin de descarga se utiliza para la salida de la unidad. En este caso, el resultado es un MOSFET de IRFZ46N. La puerta del MOSFET debe tiró alta como el pin de aprobación es sólo del colector abierto. Siendo un MOSFET de canal N, la IRFZ46N llevará a cabo de drenaje al origen cuando el pin de la puerta se eleva por encima de 4 voltios o menos. Dejará de llevar a cabo cuando el voltaje de entrada cae por debajo de este voltaje. La configuración de la salida también sirve para invertir la señal desde el circuito 555.

Fuente:http://www.dprg.org/tutorials/2005-11a/index.html

Este circuito es un tanto atípico, está usando el pin de descarga del condensador que se usa para el tiempo y de ahí activa el mosfet (que consume nanoamp. y por eso no afecta) lo ortodoxo es el pin 3 que es la salida. A 200V, le podría afectar  las descargas inductivas del motor y sobre todo, no hace compensación alguna de diferencias de carga del motor (a poca velocidad lo notarías que se ahoga y no intenta recuperar en trabajo). Se podría intercalar un optoacoplador.

El montaje habitual sería el siguiente:

pwm555

El diodo D3 en paralelo al motor es otra medida clásica que no debe faltar para las descargas inductivas del motor. C3 va a las patillas 4-8, obviamente no puede ir al motor (a 200V).

Este va muy bien:

u208b

Comentarios (15)

JOEL NOREÑA SERNA30 junio 2014 at 1:23

me parece muy interesante y muy didactico como usted describre, como se hace y como funciona y trabaja una PWM. Lo aliento a que siga adelante con este tipo de instructivos
felicitaciones

pesadillo1 julio 2014 at 1:41

Muy agradecido. Realmente la labor de recolección de artículos imprescindibles es laboriosa, pero tiene sus compensaciones con comentarios como el suyo. Cientos de artículos pasan diariamente por mis manos, y en esta web, intento que no se pierdan aquellos que considero interesantes para todos y que un día nos pueden hacer falta.
Sin más, invitarle a que siga visitando el proyecto http://www.pesadillo.com.

jose barrios z30 septiembre 2014 at 0:04

Muy agradecido lo fabrique y funciona de maravilla.

Solo que me gustaria integrale un control PID para mantene el motor a velocidad constante con carga viable.

pesadillo1 octubre 2014 at 22:36

Puede interesarte esta documentación para tu proyecto: http://microinternet.com.ve/wp-content/uploads/2012/06/Control-Digital-de-velocidad-de-un-Motor-DC.pdf

Wilman Morales22 noviembre 2014 at 17:51

Necesito ayuda:
Que debo hacer para que mi señal de salida se mantenga en un valor constate de frecuencia sin importar la variación del potenciometro?
Les agradecería profundamente la colaboración.

pesadillo19 enero 2015 at 16:31

El potenciómetro es el encargado de regular los ciclos (frecuencia), si lo que necesitas es un pulso fijo de una determinada duración, se debería substituir el potenciómetro por resistencias de un valor conocido. Este valor, lo puedes calcular fijando el potecnciómetro en el valor deseado, y luego medir su valor entre el común y los extremos de la resistencia. Esta medida se ha de realizar con el potenciómetro fuera del circuito.

kendal28 febrero 2015 at 1:34

Que tal!!!! Muchisimas gracias por el aporte ya casi estoy por mmontar dicho circuito ya que ESTOY SIMULANDO UN porton electrico medicante un MOTOR dc de 9V. si gusta te podria enviar las fotos del proyecto y asi me ayudas con alguna idea…
Tome el riel y carrerade una IMPRESORA VIEJA… JJJ
gracias

jose21 mayo 2015 at 3:30

Hola soy de cbaa argent.felicito a usted claro presiso.ok

federico22 mayo 2015 at 0:37

Hola muy buena la explicacion , cambiando el transistor este circuito sirve para manipular tensiones mas altas?

joel jasso5 junio 2015 at 4:55

como integrar a este circuito un sensor fotovoltaico paara el acondicionamiento de senales variables ?

dani19 junio 2015 at 22:54

excelente la informacion

Joel21 julio 2015 at 4:21

tengo una solo duda que función cumple exactamente el transistor mosfet? porfavor. saludos :)

pesadillo16 agosto 2015 at 16:20

Efectivamente. El control de la carga, depende de las características de potencia soportadas por el transistor. En cuyo caso, se ha de tener muy en cuenta las características del transistor a substituir.

pesadillo23 agosto 2015 at 11:15

Echa un vistazo a este circuito, puede ayudarte a entender el funcionamiento de un LDR con el 555: http://www.pesadillo.com/pesadillo/?p=10794

Fabian4 abril 2016 at 1:12

Muchas gracias me ha servido bastante este post

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