MST_K12_INV. Regolatore di velocita per motori in CC con comando esterno della inversione della rotazione. Manuale d uso e d installazione

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1 MST_K12_INV Regolatore di velocita per motori in CC con comando esterno della inversione della rotazione Manuale d uso e d installazione

2 INTRODUZIONE Il circuito MST_K12_INV e un semplice regolatore di velocità per motori elettrici a bassa tensione (12V o 24 V) e bassa potenza ( max 4A) con la possibilità di cambiare il senso di rotazione tramite un comando esterno. La regolazione della velocità, impostata tramite potenziometro, e di tipo PWM. La gestione intera del regolatore e affidata ad un micro-controllore a 8 bit che si occupa di generare il segnale ad onda quadra PWM e di pilotare direttamente lo stadio di potenza (power Transistor o Power MOS) e il cambiamento del senso di rotazione agendo sul relè di rotazione. Altre caratteristiche del regolatore sono le piccole dimensioni ( 4,5 x 4 cm) e il basso consumo a vuoto (senza carico & regolazione minima). Sono acquistabili 2 possibili versioni : 12V e 24 V. Ideale per il modellismo dinamico e per la realizzazione di meccanismi meccanici azionati da motori elettrici Foto del regolatore MST_K12_INV assemblato

3 Funzionamento del regolatore Il controllo della velocità e del senso di rotazione sono affidati al micro controllore presente a bordo del regolatore. Per la regolazione della velocità si agisce sul potenziometro che fornisce una tensione variabile all ingresso del circuito di conversione Analogico Digitale del micro-controllore. Il valore della conversione ottenuto e utilizzato dal micro per variare il duty cycle del onda quadra con cui si pilota, tramite lo stadio di potenza, il motore. Il senso di rotazione e controllato da segnale ROT. Agendo su questo segnale ovvero collegandolo a GND o a 5V si può cambiare il senso di rotazione del motore. Il cambio di rotazione e attuato invertendo la polarità del segnale con cui si pilota i motore. Questo cambio di polarità e realizzato mediante relè. Quando il segnale ROT e posto al valore di 5V, il morsetto M+ e positivo rispetto al morsetto M- della morsettiera di uscita. Se invece ROT=0V allora M- e piu positivo di M+. La tabella seguente riassume quanto scritto per il funzionamento di ROT: ROT USCITA 5V M+ > M- 0V M- < M+ Il segnale ROT può essere piotato dall esterno (schede come Arduino) o pilotato da un semplice commutatore che quando e ON porta ROT a GND. Se il segnale ROT e lasciato libero, questo e fissato a 5V tramite un resistore di 4,7kΩ. (pull-up). Il cambio di rotazione può avvenire in due modalità diverse: 1. Per passaggio dallo zero (default) : il valore di ROT e preso in considerazione quando la regolazione della velocità passa per lo zero. Appena il potenziometro e portato nella condizione di minimo, il regolatore valuta il segnale ROT e quando si agisce sul potenziometro per ripartire il verso di rotazione e cambiato coerentemente allo stato di ROT. Questa e la tipica funzione richiesta per pilotare i modellini elettrici dei treni

4 2. Per frenatura (a richiesta): il valore di ROT e preso in considerazione appena questo e cambiato. In tal caso il motore non viene piu alimentato e si aspetta un tempo di 2 sec per garantire il suo arresto. Scaduto il tempo di arresto il motore riprende a girare nel verso fissato da ROT. La ripartenza del motore e eseguita con un algoritmo di Soft Start che varia lentamente la velocità del motore da zero al valore impostato dal potenziometro. Lo stadio di potenza e costituito da un MOS di potenza e da un relè. Il MOS a canale N e nella configurazione di OPEN DRAIN ovvero il carico ha il suo terminale positivo alla alimentazione mentre il terminale negativo e collegato al DRAIN. Il MOS quando si attiva chiude il terminale negativo del carico a GND. Il relè ha il compio di invertire la polarità della alimentazione del motore quando questo e attivato dal MOS. L alimentazione del circuito e direttamente ricavata dalla alimentazione (BATT+, BATT-) ed e regolata al valore di 5V da un regolatore di tensione low drop per il funzionamento interno ( microcontrollore,etc)

5 Collegamento del regolatore Per collegare il motore al regolatore basta collegare il positivo del motore al morsetto M+, quello negativo del motore al morsetto M-, l alimentazione positiva BATT+ e negativa BATT- come mostrato nella figura seguente. La alimentazione del regolatore che può essere di 12V o 24V può essere ricavata da una batteria o da un alimentatore stabilizzato che possa fornire una corrente almeno 1,5 volte quella richiesta dal motore quando questo e a pieno sforzo. Si consiglia di mettere in serie alla linea di alimentazione BATT+ un fusibile compatibile in corrente alla corrente assorbita dal circuito a pieno carico (motore alla massima velocità = DutyCyle=99%). Il commutatore S1 collega ROT a punto GND del circuito, Terminale Funzione Note BATT+ Alimentazione positiva circuito ( 5 24) VCC M+ Alimentazione positiva motore M- Alimentazione negativa motore BATT- Alimentazione negativa circuito ROT Comando inversione Attenzione a non invertire la polarità della tensione di alimentazione pena la distruzione del circuito

6 Caratteristiche elettriche Parametro Min. Typ. Max. Unita' Descrizione Vin 10/22 12/24 14/26 V Tensione Alimentazione Iout 0 4 A Corrente d'uscita 500 ua Corrente d'ingresso V% % Regolazione Fpwm 5.5 khz Frequenza PWM Vcc 5 V Tensione interna Fclk 8 MHz Frequenza up VROT_H 0,7Vcc Vcc VROT_L 0 0,3 Vcc Tensione ROT HIGH Tensione ROT LOW R_ROT 4.7 kω Pull up ROT

7 Foto circuito del circuito assemblato

8 Progetto Il progetto completo può essere visionato dalla seguente pagina web: Recapiti Per qualunque informazione sul progetto e su come realizzarlo utilizzare i seguenti recapiti: WEB: microst@microst.it