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PaperATTinyMosfet: Control de velocidad de un motor de corriente continua con ATtiny

Descripción

Para controlar la velocidad de un motor no necesitamos un Arduino, con un pequeño ATtiny podemos realizar la misma función.

En este circuito el ATtiny realizará dos funciones:
- por un lado comprueba la tensión de la batería, y visualiza su estado mediante un LED bicolor (Verde,Naranja(Verde+Rojo), Rojo)
- En función del valor de un potenciómetro controla la velocidad de un motor de corriente contínua.
 

Para la programación del ATtiny mediante el IDE de Arduino, puedes mirar aquí


Esquema


En la parte superior derecha vemos la zona de mando que consta de un potenciómetro con un interruptor integrado, y un diodo bicolor con sus resistencias de polarización.

Como el interruptor del potenciómetro no puede conmutar intensidades altas, con él activamos un relé de 20A que hace las funciones de interruptor general (con su diodo de protección D5).

El circuito controla la carga de la batería mediante el divisor de tensión R1-R2 y muestra su estado mediante un LED bicolor.

El control de velocidad lo realizamos mediante control de anchura de pulso (PWM) sobre un transistor FET de entrada compatible TTL (IRL540N), que con una buena refrigeración soporta hasta 30A.

La alimentación proviene de una batería de 12v (con un fusible en el cable de 15A). De la misma batería, mediante un regulador de tensión (7805), obtenemos la tensión de alimentación para el micro, mediante el diodo D2 protegemos al micro ante inversiones de polaridad de la batería.
Tanto el motor como el FET los protejemos con diodos rápidos en antiparalelo (D3 y D4).

Debes tener en cuenta que la numeración de los pines digitales y analógicos en el ATtiny 85 son diferentes:

 


Componentes 
Componentes Mando

10K1       Potenciómetro con interruptor       
 D1         LED Bicolor
 P2         Conector MOLEX 7pines hembra    
 R1         Resistencia 470 Ohmnios 1/4W       
 R2         Resistencia 470 Ohmnios 1/4W
Componentes placa
 C1      Condensador 100nF      
 C2      Condensador 100nF      
 C3      Condensador 100nF      
 C4      Condensador electrolítico 470uF/16v  
 D2      Diodo rectificador 1N4007     
 D3      Diodo Schottky N5821     
 D4      Diodo Schottky 1N5821     
 D5      Diodo rectificador 1N4007     
 JP2     JUMPER     
 K1      Relé SRA-12VDC-CL
 P1      Conector MOLEX CI macho 7     
 Q1      Transistor MOSFET IRL540N    
 R1      Resistencia 10K 1/4W       
 R2      5K 1/4W       
 R3      10K  1/4W      
 R4      100R  1/4W     
 R5      30K        
 U1      ATTINY85/DIP-SO
 U2      LM7805
(Portafusibles aéreo y fusible 15A)  
 
Realización
 
Esta vez he realizado el circuito con KiCad, al final de esta página, en el apartado de descargas encontrarás el enlace al archivo de descarga con el esquema, PCB de KiCad y el paperdocumento preparado para su impresión.

Una vez descargado el documento, y descomprimido, puedes cargar los datos en Kicadm o simplemente puedes imprimir el documento PaperATtinyMosfet.pdf (sin aplicar ningún tipo de escala)


Una vez impreso el documento, comprobaremos que la impresión se ha realizado a la escala correcta con la ayuda de la regla impresa situada en el lateral izquierdo de la hoja. Al colocar a su lado un regla en centímetros deberán coincidir las marcas.


En la parte inferior del documento tienes la placa PCB (espejo) preparada para su transferencia a la capa de cobre (bien por el método de la plancha, o por fotosensibilización).


Las dimensiones de la placa están definidas por la carcasa contenedora, ya que este circuito sustituye al original de un carro de golf motorizado. (a continuación la versión original estropeada)



Aquí vemos la cara componentes de la placa

A continuación la versión definitiva



Un detalle del circuito de mando (potenciometro y led bicolor del carro):

Y del motor (tiene bastante potencia):

Y por último un vídeo del carrito funcionando, dirigido por la mano diestra de mi cuñado :-)


Programa

El archivo PaperATTinyMosfet.pde lo tienes en el archivo de descargas disponible en el enlace al final de esta página, (lo siento, pero he intentado poner el programa pero blogger se vuelve loco y no representa correctamente la página.)
El sketch hay que grabarlo en el ATtiny a través de un programador, o puedes utilizar el ATtinyProgrammer donde se usa el Arduino como programador, y el entorno Arduino para programarlo.

En el programa se consideran los siguientes límites de la batería:
V mayor que 12v  = verde
V entre 12 y 11,6  = naranja
V menor que 11,6 = rojo

Estos valores dependen de la batería que utilices y del consumo del motor, así que tal vez tengas que modificarlos. Para ayudarte en esa tarea tienes en el archivo de descargas una hoja de cálculo.



Información legal

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Los circuitos publicados se han comprobado y funcionan correctamente. No obstante en el caso de que en una página se publiquen varios montajes diferentes de un mismo circuito (sobre un stripboard, PCB, ...), pueden existir fallos que no se han detectado en alguno de los montajes, ya que normalmente sólo realizo un montaje. En ese caso por favor notificad el fallo para que pueda corregirlo. muchas gracias.

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El autor se exime de toda responsabilidad ante posibles daños o perjuicios que pueda sufrir el usuario a consecuencia de errores, defectos u omisiones en la información facilitada.



El esquema, descripción e imágenes están disponibles en el siguiente enlace:

Si tienes problemas con el enlace anterior, aquí puedes descargar todos los archivos de txapuzas

Notas
Para la realización de este proyecto se han utilizado los programas: Arduino, Inkscape, Openoffice, Gimp, Picasa, Fritzing
Si encuentras algún fallo, se te ocurre alguna mejora, o simplemente quieres hacer algún comentario, te lo agradeceré: Gracias :-)

9 comentarios:

  1. Como siempre estupendo, a ver cuando haces un tutorial de como haces los tutoriales.
    Un saludo agradecido!

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  2. Eres la ONG de la electrónica!!!Algún día espero que se te reconozca públicamente.... Gracias!!

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  3. Sin palabras, eres un fenomeno, lo sabes no??

    Que facil lo haces.

    Eskerrik Asko!!

    ANDER

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  4. Esto con unas ligeras modificaciones electronicas, supongo, que se podria transformar en un controlador de velocidad para modelos de radiocontrol y supongo que adaptarlo tambien para robotica, tengo un par de diseños de controles de velocidad para motores sin escobillas de los que podria mirar de sacar algo para hacer una frankentxapuza!! A ver si hago un hueco de mis multiples proyectos (mariconadas) a medias que tengo por terminar y le echo un ojo, porque adaptado al tema de radiocontrol me interesa bastante. Un saludo y ha seguir asi.

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  5. puedes dar las características del motor?

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    Respuestas
    1. Lo siento,
      Ya no tengo el carro, y el motor era el que venía con él.

      :-(

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  6. Hola buenas tardes, a mi me gustaria saber si se le puede poner cualquier tipo de bateria, tengo unas LiPo que como sabreis tienen bastante descarga (35A en concreto la mia) y quisiera saber si se la puedo poner. No me gustaria hacer el circuito y to la pesca y llegado el momento lo queme la bareria. Gracias un saludo.

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    Respuestas
    1. Hola Franciskillo,
      Todo depende del consumo del motor que utilices.
      Ten en cuenta que la batería se descargará según la LiPo que tengas y el consumo del motor. Quiero decir que no creo que con una LiPo (convencional) puedas aguantar 5 horas moviendo un motor.

      Saludos

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  7. Buenas tardes, en primer lugar gracias por la información, pero en este caso, mi consulta es diferente, me gustaría saber el modelo del carro que lleva tu cuñado con la mano derecha, ya que tengo uno igual y no se que marca es.
    y por otro lado, trasteando un poco con él, he roto dos pequeños transistores (MOSFET IRL540N) y otro, que no viene en la tabla de componentes que describes, está situado justo uno al lado del otro.
    Por favor, si me pudieras dar más información, te estaría eternamente agradecido, ya que empujar, a mi edad el carro, me es muy costoso. Gracias de antemano.

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