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Coches de slot controlados por Arduino: ¿alternativa a los MOSFET para controlar la velocidad?

Estoy intentando controlar la velocidad de dos coches de slot en un juego usando Arduino.

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Cada coche está controlado por un controlador con una resistencia variable que tiene este aspecto:

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Están conectados en paralelo a la misma fuente de alimentación de 17V DC:

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Simplificado:

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Para el control de Arduino, experimenté con la manipulación de la velocidad de un solo coche utilizando un MOSFET. Funcionó muy bien. Usando una salida PWM en el Arduino, fui capaz de pulsar el MOSFET encendido y apagado para acelerar la corriente y cambiar la velocidad del coche. El comportamiento del MOSFET parecía ser exactamente el mismo que el controlador de resistencia variable; la resistencia, el voltaje y la corriente fluctuaban de la misma manera en varias partes del circuito.

El coche B. Añadí un MOSFET a la configuración e imité el cableado del MOSFET del coche A, conectando ambos a la tierra del Arduino. El resultado se ve así:

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Aquí tienes un boceto:

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Primer plano, MOSFET A:

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MOSFET B:

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Al principio, todo parecía estar bien. Envié señales al MOSFET A y cambié con éxito la velocidad del coche A. Paré el coche A y pulsé el MOSFET B, y pude controlar la velocidad del coche B sin problemas.

A continuación, puse el coche B a una velocidad constante y envié una señal al MOSFET A mientras el coche B seguía en marcha. El coche A se puso en marcha, pero la velocidad del coche B se redujo inmediatamente como resultado del funcionamiento del coche A.

Conecté un multímetro a los raíles del coche B y observé su tensión mientras funcionaba solo. Entonces, efectivamente, cuando el coche A empezó a funcionar junto a él, el voltaje del coche B bajó drásticamente.

Supuse que esto se debía a mi configuración de cableado, así que dejé el multímetro en el coche B, e hice un cambio. Sustituí el MOSFET A por el controlador original del coche de slot:

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Empecé a hacer funcionar el coche B de nuevo usando su MOSFET. El multímetro mostraba un voltaje constante, así que empecé a exprimir el controlador del coche A (la resistencia variable), y la velocidad del coche A aumentó. Esta vez, sin embargo, a diferencia del uso de un MOSFET para controlar el coche A, la resistencia variable no afectó al voltaje del coche B en absoluto. El coche B se mantuvo a una velocidad constante todo el tiempo.

¿Alguna idea de por qué ocurre esto? El MOSFET parecía funcionar igual que la resistencia variable (empíricamente) con un solo coche, pero tenía un comportamiento totalmente diferente con dos coches en paralelo. ¿Se debe a que el MOSFET no está cambiando realmente la resistencia a la corriente, sino que sólo la enciende y la apaga, por lo que abre otro camino para que la corriente fluya completamente cada vez que se cierra? ¿Hay alguna alternativa controlable por Arduino a un MOSFET que fluctúe la resistencia real como la resistencia variable? ¿Potenciómetro digital? ¿Servo conectado a un potenciómetro? ;) Tengo mucha curiosidad por saber cuál es la diferencia y cuál es la causa de las principales diferencias de comportamiento.

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ozmank Puntos 127

Está entrando en un mundo donde la Compatibilidad Electromagnética está en riesgo. Preste atención a los picos de corriente parásita que irradian ruido (Egress) y su influencia en otros circuitos de alta impedancia (Ingress). Es probable que también tenga ondulación o la salida y entrada conducida.

Para el ruido radiado, una herramienta útil es una pequeña radio AM (no FM) cercana, para localizar esos problemas de ruido si no se tiene un osciloscopio.

La gestión de la supresión del ruido puede incluir algunos choques de modo común a las líneas de la pista o del pote. Tal vez sea necesario añadir algún filtrado de la banda de alimentación alrededor de la pista.

Yo usaría perlas de ferrita para cada driver con tapones después de la perla y luego usaría pares trenzados para enviar la corriente después de pasar por un toroide de ferrita o similar estrangulador de modo común como los utilizados en los cables de vídeo. Es bueno tener un kit de piezas para este tipo de cuestiones.

Añade tapas de desacoplamiento a la protoboard para ambos lados.

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jns Puntos 449

Sospecho que tus dos PWM están en fase: encendidos al mismo tiempo, apagados al mismo tiempo. Es probable que esto provoque una caída de tensión en la salida de la fuente de alimentación. Pruebe con un condensador electrolítico grande de voltaje adecuado a través de la fuente de alimentación, y asegúrese de que sus PWMs están fuera de fase.

También debería tener un diodo conectado en paralelo con sus MOSFETs de control, en la dirección normalmente no conductora. Esto no debería suponer una gran diferencia funcional más allá de evitar daños en los MOSFETs por la retroelectricidad.

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Phrodo_00 Puntos 51

Acabé descubriendo que el L298 El controlador proporcionó toda la circuitería interna para controlar dos motores por separado y mantenerlos aislados. Funcionó muy bien usando la pieza directamente, pero necesita algunas cosas extra para controlar el calor. Esto se complicó muy rápidamente, al igual que tratar de aislar los MOSFETs.

Finalmente, me decidí a comprar este controlador de motor de SparkFun, que utiliza el L298 en su núcleo:

https://www.sparkfun.com/products/9670

Ha funcionado increíblemente bien durante meses, y fue una buena inversión no tener que diseñar el circuito alrededor del L298 yo mismo. Además, agrega algunas características adicionales realmente agradables de tener y paquetes de todo junto en una placa agradable con terminales de tornillo para su fuente de alimentación y motores.

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DaveK Puntos 128

Tienes diodos en los motores, así que está bien...

Creo que tu problema es de corriente, una protoboard y los cables de puente limitarán la corriente que fluye a los motores desde la alimentación, necesitas un cable más grueso para la tierra común de los FETs al negativo de la alimentación.

Un motor está bien, pero cuando empieces a usar dos, la corriente extra causará problemas.

Pruebe a tomar 2 cables de puente idénticos de la tierra de alimentación del motor, y tener 1 a cada pin de la fuente de fet (dejar los otros cables a su carril de tierra en la placa de pan (Sí obtendrá un bucle de tierra, pero para las pruebas esto demostrará si la placa de pan / enlaces están limitando la corriente))

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