multivibratori
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+ | ===== Controllo PWM di un motore DC ===== | ||
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+ | Il circuito seguente mostra come controllare in velocità un motore DC con la tecnica PWM. | ||
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+ | Il 555 genera un segnale PWM con frequenza costante (circa 50 Hz) e duty-cycle variabile (da 5% a 90% circa). Osserviamo che: | ||
+ | * i due diodi selezionano un percorso diverso per la carica e scarica del condensatore C1 | ||
+ | * i tempi di carica e scarica dipendono dalla posizione del cursore del potenziometro | ||
+ | * il periodo non cambia perché i due tempi dipendono da una quota fissa (1k) e una variabile, la cui somma è però costante | ||
+ | |||
+ | Il 555 non può pilotare direttamente un motore quindi si usa un BJT in modalità ON-OFF per alimentare alternativamente il motore in base al segnale PWM. OSserviamo che: | ||
+ | * il motore è simulato con un carico RL e un generatore che tiene conto della tensione generata dal motore quando ruota | ||
+ | * un diodo di libera circolazione posto in antiparallelo al motore protegge il transistor dalle sovratensioni indotte che si creano nel motore quando il BJT apre il circuito | ||
+ | * la resistenza R4 deve essere dimensionata correttamente per garantire la saturazione del BJT (stato ON, interruttore chiuso) | ||
+ | |||
+ | ==== Controllo ON-OFF del BJT ==== | ||
+ | |||
+ | Il BJT si comporta come un interruttore aperto (OFF) quando la corrente Ib è nulla. Questo avviene quando la tensione in uscita del 555 è al livello basso, intorno a 0 Volt. | ||
+ | |||
+ | Lo stato ON si ottiene mandando in saturazione il BJT. In queste condizioni il transistor si comporta quasi come un interruttore chiuso (ai suoi capi resta una V< | ||
+ | |||
+ | `I_B> | ||
+ | |||
+ | dove è la corrente del motore e `h_(FEmin)` è il valore minimo del guadagno statico di corrente dichiarato dal costruttore. Per dimensionare R4 e fissare Ib si procede così: | ||
+ | * dal datasheet del 555 si ottiene `V_{OHmin}` | ||
+ | * dal datasheet del BJT (ad esempio il [[https:// | ||
+ | * dal datasheet del motore (ad esempio [[https:// | ||
+ | * si calcola il valore minimo di Ib con la formula sopra, maggiorando eventualmente la corrente | ||
+ | * si calcola la Rb con: | ||
+ | |||
+ | `R_B= (V_{OHmin}-V_{BEmax})/ | ||
+ | |||
+ | Poi si prende il valore commerciale inferiore più vicino. | ||
+ | |||
+ | ==== All' | ||
+ | |||
+ | In simulazione si ottiene questo tracciato, con il segnale in uscita dal 555 in azzurro e la Vce del BJT in giallo: | ||
+ | |||
+ | {{:: | ||
+ | |||
+ | Osserviamo che: | ||
+ | * quando il BJT è ON resta una piccola tensione ai capi del transistor, la sua `V_{CEsat}` | ||
+ | * nel passaggio da ON a OFF c'è un picco di tensione che il diodo di libera circolazione limita a VCC + la caduta ai capi del diodo (0,7 Volt con diodi raddrizzatori, | ||
+ | * nella fase OFF è presente una tensione che è pari a VCC meno la tensione generata dal motore, che continua a girare per inerzia | ||
+ | |||
+ | I risultati sperimentali confermano questo andamento. Montando il circuito su breadboard si ottengono questi tracciati: | ||
+ | {{:: | ||
+ | |||
+ | I tre segnali mostrano la Vce (in azzurro), la VCC (giallo) e la tensione ai capi del motore (in rosso, ottenuta come differenza degli altri due). Anche in questo caso si possono osservare: | ||
+ | * la Vce, nella fase ON | ||
+ | * l' | ||
+ | * la tensione generata dal motore di circa 3 Volt (che cambia con la velocità ovviamente) | ||
+ | |||
+ | diminuendo molto il duty-cycle si può osservare che sotto una certa soglia, col motore quasi fermo, la corrente del motore cresce e il BJT non va in piena saturazione. Per questo motivo è bene tenere basso il valore di R4. |
multivibratori.1549701290.txt.gz · Ultima modifica: 2020/07/03 15:59 (modifica esterna)