Componenti per controllo velocita' motore dc

[peppe855]

Salve, anzitutto spero di essere nella giusta sezione del forum.
Ho intenzione di realizzare un controllo di velocita' su di un piccolo motore dc 12v, attraverso l'utilizzo di un microcontrollore, ma vorrei capire dai piu' esperti se la componentistica scelta sia adatta (la scelta è stata fatta leggendo i vari post) :

1) Microcontrollore Arduino;
2) Motore dc 12v;
3) Encoder ottico;
4) Diodo schottky (di ricircolo per il motore);
5) Driver mosfet TLP250;
6) Alimentatore 12v;

Inizialmente ho provato a collegare il pin PWM di arduino con il gate di un mosfetN ponendo come unica accortezza una resistenza da 1kohm tra gate e source, ma il risultato è stato che il motore quando gli era impostata la massima velocita' non la raggiungeva e non ottenevo nessuna regolazione (la prova riguardava una regolazione in catena aperta), al massimo si aveva partenza o stop. Sempre cercando nel forum 'penso' di aver capito che il problema riguarda :
a) che va cambiata la frequenza del segnale PWM di arduino, che è troppo bassa per regolare un motore dc;
b) che andava usato l'integrato di cui sopra TLP250, per migliorare le transizioni;
Fatta questa premessa, vorrei chiedervi se la componentistica è adeguata al progetto da realizzare e se si, vorrei chiedervi come andrebbe cablato il TLP250, perché mi pare di aver capito(come voi avrete capito che sono alle prime armi) che ha bisogno di ulteriore alimentazione esterna da 12v, giusto? grazie a chiunque vorra' darmi una mano.

tolto gli underscore dal titolo. Sjuanez

[davidde]

Ciao,

per me in linea di massima i componenti potrebbero andare bene, però il TLP250 è un driver per mosfet; solitamente questi componenti si usano quando si sale molto di frequanza per evitare che durante le transizioni da On a OFF e viceversa il mosfet impieghi troppo tempo aumentando notevolmente il calore da dissipare.
Ora non so con che frequenza piloti il tuo motore ma se stai sui 10kHz che è una frequenza a occhio e croce ragionevole non dovresti avere bisogno di gate driver.

Inizialmente ho provato a collegare il pin PWM di arduino con il gate di un mosfetN ponendo come unica accortezza una resistenza da 1kohm tra gate e source, ma il risultato è stato che il motore quando gli era impostata la massima velocita' non la raggiungeva e non ottenevo nessuna regolazione (la prova riguardava una regolazione in catena aperta), al massimo si aveva partenza o stop. Sempre cercando nel forum 'penso' di aver capito che il problema riguarda :

Mmm, di solito il problema è che non avendo modo di vedere cosa esce da Arduino (a meno che tu non abbia controllato con un oscilloscopio) uno crede una cosa invece poi era un'altra.
a)A che frequenza era impostato il PWM?
b)Che mosfet usavi e come l'avevi collegato?
c) Quanto assorbe il motore, in funzionamento normale e in stallo?

Un altro aspetto che devi considerare è che ti serve un MOS di tipo "logic level", questi transistor hanno il vantaggio di poter essere pilotati direttamente dal pin di un microcontrollore, altrimenti se stai usando un MOS "normale" avresti bisogno di avere tra gate e source almeno 10V affinché il componente chiuda bene.
Io abbasserei anche la resistenza di gate portandola da 1kohm a 270ohm.

[peppe855]

Ciao Davide allora, la frequenza del PWM impostata era quella di default sul pin 3 cioè 488Hz (ho scoperto essere bassina per un controllo motore);
Riguardo quello che 'esce' sto cercando a tutti i costi di raccattare un oscilloscopio, perché era mia intenzione vedere se andavano a buon fine le tecniche per cambiare la frequenza di default (a proposito c'è una frequenza consigliata per tale controllo?) attraverso uno dei diversi programmi trovati in rete;
Per quel che riguarda il mosfet posso dirti che era un p4nb50fp (è di tipo logic level?);
Per gli assorbimenti faro' un test domani, ora posso dirti che è un motorino smontato da un vecchio autoradio;
Per quel che riguarda la resistenza di gate intendi quella tra gate e source giusto? anche perché tra pin arduino e gate non ci ho messo nulla (a proposito dovrei metterci un diodo zener giusto?)
Grazie ancora per l'interessamento

[davidde]

488Hz è una frequenza bassina ma come effetto sul motore non dovrebbe darti quello di acceso-spento quindi dovresti riuscire a pilotarlo in PWM.

(a proposito c'è una frequenza consigliata per tale controllo?)

Non lo so, io Arduino non l'ho mai usato, fossi in te però invece che cercare in rete programmi improbabili guarderei nelle biblioteche originali se non ci sia qualcosa di pronto e affidabile.

Il mosfet è un STP4NB50FP, non è un logic level e non è molto adatto per pilotare il tuo motore, ha una resistenza (RdsON) un po' troppo alta. Un mosfet molto comune che solitamente si trova nei negozi di elettronica è l'IRLZ44Z oppure se quello non lo trovi puoi chiedere l'IRFZ44N che anche se non è logic level mantiene (a 5V di Vgs) una RdsON più che accettabile.

Per quel che riguarda la resistenza di gate intendi quella tra gate e source giusto? anche perché tra pin arduino e gate non ci ho messo nulla (a proposito dovrei metterci un diodo zener giusto?)

No, avevo letto male, la resistenza tra gate e source non è fondamentale o almeno il pilotaggio del mosfet dovrebbe avvenire ugualmente. Niente Zener in serie al gate, non servirebbe a nulla anzi farebbe del danno.
Io intendevo una resistenza in serie al gate ovvero tra Arduino e gate, questa resistenza puoi anche ometterla, io solitamente la monto per proteggere le uscite del microcontrollore in caso di guasto del mosfet, molti altri utenti però non la montano e sostengono non serva a molto, vedi tu. Comunque indipendentemente dai valori di questi resistori il PWM, anche a 488Hz, dovrebbe permetterti di variare la velocità del motore.

Attenzione, verifica che il motore che stai usando sia effettivamente un DC, a volte a livello estetico i motori brushless sono identici ai DC ma non c'è verso di pilotarli in PWM perché hanno un driver integrato.

[peppe855]

Sei stato molto molto chiaro ed esaustivo! Ti ringrazio e mi riservo di disturbarti ancora se avrò necessità ciao e grazie ancora! Ti aggiornerò

[davidde]

Prego, quando vuoi siamo qui ...

[WALTERmwp]

Ciao peppe855, dopo gli importanti consigli di davidde, anche per corrispondere alla disponibilità ricevuta, oltre a favorire l'esposizione della situazione, sarebbe il caso che nel prossimo Post pubblicassi lo schema evidenziando l'interfacciamento tra Arduino e il motore ( ... non occorre disegnare la scheda nel suo insieme ... ).
Questo, a maggiore ragione se c'è qualcosa che non funziona.
Come ti è stato scritto, con quella frequenza, che di per sé non è un problema, un motorino in dc lo puoi far girare e controllarne la velocità, presupposto venga variata la PWM stessa.
Per realizzare il disegno, qui, su EY, si utilizza lo strumento adottato e previsto ovvero FidoCadJ.
Se hai qualche dubbio o difficoltà con il software chiedi.

Saluti

[peppe855]

Va bene sarà fatto :)

[peppe855]

Buon pomeriggio, sono finalmente arrivati tutti i componenti/strumenti per iniziare il mio esperimento, pero' è sorto un piccolo problema, quando ho provato a misurare gli impulsi inviati dal mio encoder ottico a forcella (avente 100 divisioni) con l'oscilloscopio mi risultava una frequenza fortemente oscillante tra i 2,5kHz e i 5kHz!
Ora non so' esattamente dove sia il problema (ho anche provato a variare la posizione del disco all'interno della forcella ma nulla), quindi mi sono un attimino impantanato.
Pensavo magari di cambiare disco, prendendone uno con 'solo' 20 divisioni, oppure acquistare un motoriduttore con encoder incorporato (ma non ottico ma ad effetto hall), ma questo spererei che mi fosse consigliato da voi.
Accetto qualsiasi soluzione, grazie

[WALTERmwp]

Quale è il/da dove prendi il segnale che rilevi per eseguire la misura, e come provochi la rotazione ?

Saluti