Pilotaggio di un servo-motore in continua attraverso PWM

Pilotaggio di un servo-motore in continua attraverso PWM

Cultura

strumenti utilizzati: generatore di tensione, PWM (Tl494), fotocopiatore (Tic 117), diodo 1N4148, transistor PNP(Tip32), transistor NPN(Bux11), diodo (Mur480), servomotore, dinamo tachimetrica, dei condensatori e delle resistenze

Parte Teorica: Il componente fondamentale di questa prova è il motore che con eccitazione a filo avvolto può essere alimentato sia in corrente continua che in alternata. Nel nostro caso è stato utilizzato il motore in corrente continua, dove la coppia motrice è direttamente proporzionale alla corrente motrice. Comunque il motore DC si usa in particolare quando si vuole realizzare un controllo della velocità più preciso. Un altro componente che è stato usato in questo circuito ed è importante è il diodo 1N4148. Questo tipo di diodo si utilizza per elevare la tensione Vy da 0,6 a 1,2V in modo che siano polarizzati direttamente solo quando si è veramente in trasmissione o in ricezione. Questi diodi sono di tipo fast (veloci) e ultra-fast (ultra veloci). Presentano tempi di recupero inverso molto bassi e quindi adatti per interventi rapidi. Uno dei componenti che è indispensabile per pilotare un motore in continua è PWM (Pulse Width Modulation). Un segnale PWM (ovvero modulazione a variazione della larghezza d'impulso) è un'onda quadra di duty cycle variabile che permette di controllare l'assorbimento di un carico elettrico (nel nostro caso il motore DC), variando (modulando) il duty cycle. Fig. 1: Definizione di duty cycle Un segnale PWM è caratterizzato dalla frequenza (fissa) e dal duty cycle (variabile); come si deduce dalla Fig. 1, il duty cycle è il rapporto tra il tempo in cui l'onda assume valore alto e il periodo T (l'inverso della frequenza: T=1/f) ne segue che un un duty cycle dell'80% corrisponde ad un'onda quadra che assume valore alto per l'80% del tempo e basso per il restante 20%, un duty cycle del 100% corrisponde ad un segnale sempre alto e un duty cycle dello 0% ad un segnale sempre basso. Quindi attraverso questo circuito possiamo facilmente ed efficacemente controllare la velocità di un motore. Con questo sistema la velocità del motore non viene regolata variando la tensione, ma variando il tempo durante il quale l'intera tensione di alimentazione viene applicata ai terminali del motore. Questo circuito permette di ridurre sensibilmente la produzione di calore e di aumentare l'efficienza alle basse velocità, perché il motore riceve sempre tutta la tensione di alimentazione. Nel circuito è stato usato un integrato, che è il Tl494, che fornisce in uscita un segnale PWM. Possiamo notare qui sotto nel grafico come bisogna configurarlo per un suo corretto uso: CIRCUITO DI CONFIGURAZIONE DEL PWM(TL494): In questa prova è stato usato anche il transistor. Come visto nel caso del diodo anche il transistor, ovviamente, sfrutta le particolari caratteristiche della giunzio