Amigos de Psoc: Contador de RPM + PWM en motor DC

Materiales:

LCD (si tan solo sirviera)
Un disco con 20 agujeros en su borde
PSoC 5LP
Optoacoplador
Motor DC de 5V

Situacion problema:

Para esta práctica se nos ha planteado inicialmente crear un sistema de sensado de RPM (Revolutions Per Minute / Revoluciones Por Minuto) de un motor DC a 5V y visualizar el valor obtenido. Posteriormente, con ayuda de la practica anterior del contador programable, realizar un PWM (Pulse Width Modulation / Modulacion por ancho de pulso) para controlar la velocidad del mismo.

Solución del problema:

Inicialmente utilizamos un disco de 8 agujeros como el que vemos en la Figura 1 con un programa que contaba en binario los agujeros que pasaban y cada 3 segundos tomaba el tiempo de sensado, pero con este disco no dio buenos resultados ya que el optoacoplador no funciona correctamente con colores claros y los agujeros de este disco al no ser perfectamente simetricos, en ocasiones no permitían el correcto funcionamiento, debido a estos inconvenientes recurrimos a un disco de color negro con ranuras que se llevaran el contorno, como en la figura 2.

Figura 1: Disco con 8 agujeros

Figura 2: Disco con 20 ranuras

Figura 3: Esquema del contador de RPM en PSoC 5LP

El significado físico del valor eficaz es designar el valor de una corriente rigurosamente constante que al circular sobre una determinada resistencia óhmica produciría los mismos efectos caloríficos que dicha corriente variable. De este modo, se establece un paralelismo entre cualquier tipo de corriente variable y la corriente continua que simplifica los cálculos con esta última.

Utilizando el concepto de Voltaje Eficaz se busca que mediante la variación de los voltajes en relación a su porcentaje, se regulen mediante la variación del ciclo útil de una señal cuadrada, este se ha de tomar mediante un contador programable , tomando el bit mas significativo para que de esta manera en base a los limites del contador se logre obtener el voltaje promedio deseado

Figura 4. Tabla de Variación de Velocidad

Las secuencias a tomar se obtuvieron mediante los ciclos útiles de las mismas , ya que el Voltaje Promedio no depende netamente de la frecuencia esta es descartada y por ende solo nos importa el tiempo donde este es activo [5V] y cuando es inactivo [0V]

En la parte Inferior a la secuencia analizada se puede visualizar claramente la lo que visualiza el osciloscopio respecto a la señal de entrada que seria el reloj que establece la frecuencia del contador programable y la salida de nuestro PWM. De igual manera se puede visualizar los valores tomados por el multimetro.

Figura 5. Secuencia Velocidad 0%

Figura 6. Salida [Rojo] , Señal de Reloj [Azul] 0%

Figura 7. Voltaje Promedio a 0%

Figura 8. Secuencia Velocidad 10%

Figura 9. Salida [Rojo] , Señal de Reloj [Azul] 10%

Figura 10. Voltaje Promedio a 10%

Figura 11. Secuencia Velocidad 20%

Figura 12. Salida [Rojo] , Señal de Reloj [Azul] 20%

Figura 13. Voltaje Promedio a 20%

Figura 14. Secuencia Velocidad 30%

Figura 15. Salida [Rojo] , Señal de Reloj [Azul] 30%

Figura 16. Voltaje Promedio a 30%

Figura 17. Secuencia Velocidad 40%

Figura 18. Salida [Rojo] , Señal de Reloj [Azul] 40%

Figura 19. Voltaje Promedio a 40%

Figura 20. Secuencia Velocidad 50%

Figura 21. Salida [Rojo] , Señal de Reloj [Azul] 50%

Figura 22. Voltaje Promedio a 50%

Figura 23. Secuencia Velocidad 60%

Figura 24. Salida [Rojo] , Señal de Reloj [Azul] 60%

Figura 25. Voltaje Promedio a 60%

Figura 26. Voltaje Promedio a 70%

Figura 27. Salida [Rojo] , Señal de Reloj [Azul] 70%

Figura 28. Voltaje Promedio a 70%

Figura 29. Secuencia Velocidad 80%

Figura 30. Salida [Rojo] , Señal de Reloj [Azul] 80%

Figura 31. Voltaje Promedio a 80%

Figura 32. Secuencia Velocidad 90%

Figura 33. Salida [Rojo] , Señal de Reloj [Azul] 90%

Figura 34. Voltaje Promedio a 90%

Figura 35. Secuencia Velocidad 100%

Figura 36. Salida [Rojo] , Señal de Reloj [Azul] 100%

Figura 37. Voltaje Promedio a 100%

A continuación se puede visualizar el esquema de nuestro PWM , que consiste principalmente en los Accesos que en base a la entrada de nuestro teclado matricial va a definir los limites de nuestro contador programable mediante un registro de memoria en paralelo de 4 BITS, ya que nuestro banco de memoria B es nuestro limite superior y el banco de memoria A nuestro limite inferior, hemos de sumar 1 bit cada flanco de subida de nuestro reloj de nuestro contador básico,

De esta manera cuando este llegue al valor de nuestro numero B , mediante un comparador de 4 Bits, este mandara un 1 Lógico el cual se dirigirá al Reset de nuestro contador básico dando inicio a un nuevo ciclo.