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segunda-feira, 3 de janeiro de 2022

Controle de Velocidade PWM Para Motor CC com CI 555 + PCI

Fig. 1 - Controle de Velocidade PWM Para Motor CC com CI 555 + PCI

Olá a Todos!

No Post de hoje, iremos aprender como controlar a velocidade de um Motor CC usando um recurso que geralmente fazemos com um Microcontrolador, o controle PWM. 

Utilizaremos para gerar esse recurso o velho e conhecido mult-versátil Circuito Integrado LM555, e para etapa de potência iremos utilizar um transistor Mosfet de potência BUZ11 que irá garantir uma corrente de controle de 33A, para um motor de até 50V.

Circuito Integrado LM555

O LM555 é um controlador altamente estável, capaz de produzir pulsos de temporização precisos. Com uma operação Mono-estável, o atraso é controlado por um resistor externo e um capacitor. 

Com operação Astável, a frequência e o ciclo de trabalho são controlados com precisão por dois resistores externos e um capacitor.

Poderíamos utilizar um Microcontrolador para fazermos a geração do sinal PWM, mas, utilizaremos um Circuito Integrado temporizador LM555 para gerar PWM, por ser um circuito muito versátil, de baixíssimo custo, e fácil aquisição.

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Modulação por Largura de Pulso

PWM (Pulse Width Modulation) Modulação por Largura de Pulso, é um recurso muito utilizado em Microcontroladores para controlar o tempo em que se mantém uma tensão ativa e em baixa, ligando e desligando a tensão em um dispositivo eletrônico em uma taxa bem rápida.

Esse recurso PWM é amplamente utilizado principalmente para controle de motores, controle de iluminação, gerar pulsos variáveis para gerar saídas analógicas, com devido filtro, etc.

O circuito

O circuito é bastante simples, com poucos componentes externos, e emprega apenas duas etapas básicas, a etapa de controle, e a etapa de potência saída, suporte de carga.
  • Etapa de Controle: É formada pelo CI LM555, configurado como mult-vibrador Astável, cujo o controle de velocidade é ajustada através do RP1 que é um Trimpot, e você pode está utilizando um potenciômetro
  • Etapa de Potência de Saída: É composta pelo Transistor Mosfet BUZ11, esse é um transistor de potência do tipo Canal-N, e suporta correntes de 33 Amperes e 50V. Podendo suportar a maioria dos motores conhecidos no mercado com corrente contínua CC.

Na Figura 2 temos o diagrama esquemático do circuito Controle de Velocidade PWM Para Motor CC com CI 555, e um circuito simplista, porém funciona perfeitamente, tenho um dele em um projeto que fiz de um ventilador com bateria, ele usa um motor de 24V por 3 Amperes, e funciona até hoje, a mais de 3 anos, ligando todos os dias a noite toda.
Fig. 2 - Circuito Esquemático Controle de Velocidade PWM Para Motor CC com CI 555

Fonte de Alimentação

A Fonte de Alimentação vai ter suas configurações dependendo do motor que você irá utilizar, ela pode ser composta por uma única fonte, no entanto o circuito funciona com uma tensão segura de 12Vcc, se a tensão do seu motor for maior, de 24V, 36V, é recomendável você utilizar separadamente a fonte do motor e a fonte do circuito.

Caso só queira uma única fonte de alimentação, você poderá usar por exemplo, uma fonte de 24V, fazendo uma etapa com um regulador de 12V, para alimentar o circuito de controle e o motor pode ser ligado diretamente na fonte de 24Vcc sem problemas.

Lista de componentes

  • Semicondutor
    • U1 ................. Circuito Integrado LM555
    • Q1 ................. Transistor Mosfet BUZ11
    • D1, D2, D3 .... Diodo 1N4007

  • Resistor
    • R1 .................. Resistor 1K (marrom, preto, vermelho, ouro)
    • R2 .................. Resistor 47R (amarelo, violeta, preto, ouro)
    • RP1 ................ Trimpot 250K

  • Capacitor
    • C1 ................ Capacitor Poliéster/Cerâmico 0.1uF
    • C2 ................ Capacitor Poliéster/Cerâmico 0.01uF
       
  • Outros
    • P1, P2 ...........  Conector WJ2EDGVC-5.08-2P
    • Outros ........... Placa de Circuito Impresso, Fios, Soldas e Etc.

PCI, GERBER, PDF - Arquivos Para Baixar

Na Figura 3 logo abaixo, estamos disponibilizando a PCI Placa de Circuito Impresso, em arquivos GERBER, PDF e JPEG, para você que deseja fazer a montagem mais otimizada, ou em casa, ou se preferir, em uma empresa que imprima a placa, você pode está baixando os arquivos gratuitamente em um link direto na opção de Download logo abaixo.
Fig. 3 - PCI Controle de Velocidade PWM Para Motor CC com CI 555


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