Se desea regular la velocidad de un motor de corriente continua acoplado a un generador. Para ello se emplea un encoder, el cual es un dispositivo que genera impulsos cuando un rayo de luz es atravesado por marcas opacas en la superficie del disco en el encoder unido al eje.

Control de Velocidad para un motor CC

El encoder es conectado a un convertidor de frecuencia a voltaje LM2917 para llevar la señal de frecuencia proveniente del mismo a un rango de voltaje de 0 a 10 Volt

Esta señal irá luego a aun convertidor AD571 para convertirla en una señal digital de 10 dígitos que será aplicada un microcontrolador PIC16F877. La señal será comparada con un nivel de referencia prefijado que determinará la velocidad a la que se desea que trabaje el motor así, cuando ese nivel es alcanzado se cortará el suministro de tensión al motor y al reducir la velocidad el suministro será reestablecido. De esta manera se consigue regular la velocidad manteniendo la potencia del motor.

La velocidad en RPM del motor será visualizada en una pantalla LCD de 2 líneas de 16 caracteres conectada al microcontrolador.

Encoder Un encoder es un codificador rotatorio, también llamado codificador del eje, suele ser un dispositivo electromecánico usado para convertir la posición angular de un eje a un código digital, lo que lo convierte en una clase de transductor.

Elementos del Proceso

Convertidor de Frecuencia a Voltaje Lm2917 La serie LM2907, LM2917 comprende convertidores de frecuencia a voltaje monolíticos con un Amplificador Operacional / Comparador de alta ganancia diseñado para operar un relé, lámpara u otra carga cuando la frecuencia de entrada alcanza o excede un intervalo. El tacómetro usa una técnica de bomba de carga y ofrece conversión de frecuencia con un bajo rizado, protección de entrada total en dos versiones (LM2907-8, LM2917-8) y salida balanceada a tierra para una frecuencia de entrada cero.• Salida balanceda para una frecuencia de entrada cero• Fácil de usar: VOUT = fIN x VCC x R1 x C1• Una red RC proporciona la conversión de frecuencia• Zener regulador en el chip permite exactitud y estabilidad en la frecuencia

para la conversión de voltaje a corriente (LM2917)

Microcontrolador PIC16F877

Este microcontrolador es fabricado por MicroChip familia a la cual se le denomina PIC. El modelo 16F877 posee varias características que hacen a este microcontrolador un dispositivo muy versátil, eficiente y práctico Entre sus principales características se encuentran:• Memoria de Programa tipo Flash 8Kx14.• Memoria Datos 368 bytes.• EEPROM 256 bytes.• 33 pines de Entrada/Salida (5 puertos, A, B, C, D, E).• Encapsulado: 40 pines DIP.• Hasta 4 fuentes de interrupción.• Sistema de vigilancia Watchdog timer.• Opciones de selección del oscilador.• Lectura/escritura de la CPU a la memoria flash de programa.• Sólo 35 instrucciones que aprender.• Todas las instrucciones se ejecutan en un ciclo de reloj,

Pantalla de Cristal Líquido

La Pantalla de Cristal líquido, conocida comúnmente como LCD (Liquid Crystal Display), es un sistema eléctrico de presentación de datos formado por 2 capas conductoras transparentes y en medio un material especial cristalino (cristal líquido) que tienen la capacidad de orientar la luz a su paso. Cuando la corriente circula entre los electrodos transparentes con la forma a representar (por ejemplo, un segmento de un número) el material cristalino se reorienta alterando su transparencia. Cada LCD se compone de una pequeña placa integrada que consta de: • Pantalla LCD• Microchip controlador• Memoria que contiene una tabla de caracteres• Interfaz de contactos eléctricos, para conexión externa; • Luz posterior para iluminar la pantalla (opcional).

Conversor A/D

Es un dispositivo electrónico capaz de convertir una entrada analógica de voltaje en un valor binario, Se utiliza en equipos electrónicos como computadora, grabadores de sonido y de vídeo, y equipos de telecomunicaciones. La señal analógica, que varía de forma continua en el tiempo, se conecta a la entrada del dispositivo y se somete a un muestreo a una velocidad fija, obteniéndose así una señal digital a la salida del mismo.

Velocidad de referencia

(Voltaje prefijado)

Velocidad del Motor

MotorPIC16f877

Encoder

Generador

Suministro de energía

Voltaje de salida del convertidor de

frecuencia a voltaje

Carga del motor

SistemaControlador

LM2917

Diagrama de BloquesControl de Velocidad

La señal de salida, corresponde a la velocidad del motor, la de referencia a la velocidad deseada y la señal de error a la diferencia entre estas dos. La señal de control producida por el controlador permite el corte o suministro de energía por parte del generador al motor a través de un relé. Si la señal de error es positiva indica que la referencia es mayor que la salida real, entonces el controlador coloca un voltaje positivo al motor para que su velocidad continúe aumentando hasta minimizar o anular el error. Si por el contrario la señal de error resulta negativa indica que la salida sobrepasó la referencia entonces el controlador debe cortar el suministro de energía para que el motor disminuya la velocidad hasta minimizar o anular el error.

Diagrama de BloquesMonitoreo de Velocidad

Velocidad del Motor

Encoder

Visualización de RPM

LM2917 AD571 PIC16f877Pantalla

LCD

La señal producida por el encoder es llevada a un nivel de tensión por el LM2917 que es digitalizado por el AD571. Este valor es analizado por el PIC y la velocidad del motor en RPM es visualizada en la pantalla LCD

Controladores Digitales

Los controladores digitales son pequeñas instalaciones inteligentes que se componen de una entrada de un sensor, un indicador digital y una salida de regulación. Existen controladores digitales para diferentes trabajos de medición y regulación. Estos pueden clasificarse continuos y discontinuos. En este caso estamos empleando un controlador de tipo discontinuo para regular las revoluciones del motor ya que se dispone de una propiedad sencilla de conmutación. Cuando se alcanza un valor límite el relé se activa o desactiva.