Control de velocidad de un motor DC por luz

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El control de velocidad de un motor DC por luz es útil como principio para el desarrollo de proyectos cuyo comportamiento depende directamente de la luz

 

En el siguiente post se regulará la velocidad de un motor por el efecto de luminosidad aplicada a una resistencia variable.

Para esta experiencia utilizamos los siguientes componentes:

  • 1 Batería de 9 Voltios
  • 1 Transistor NPN (C2073)
  • 1 Fotorresistencia (LDR)
  • Jumpers
  • 1 Resistencia de 220 Ω
  • 1 Resistencia de 1 kΩ
  • 1 Motor DC
  • 1 Arduino Uno
  • 1 Protoboard

Para esta experiencia el motor debe ser alimentado con una batería de 9 voltios, sin embargo el Arduino UNO solo es capaz de proporcionar 5 Voltios por lo que consecuentemente se utilizó el transistor NPN C2073, cuyas funciones podemos recordar visitando el siguiente post:

Para esta experiencia utilizaremos la siguiente configuración:

Prototipo_PNG

 R1= 220 Ω                        R2= 1 kΩ

Abrimos Arduino IDE y escribimos el siguiente código:

 

Este código permitirá:

  • Que el Motor varíe su velocidad a medida que una fotorresistencia varía su resistividad.

El Valor de la luminosidad que será igual a la velocidad del motor podemos obtenerlo con la siguiente función:

 Se utilizan lecturas análogas de voltaje, tema que ya ha sido expuesto anteriormente en este blog en el siguiente post:

En esta experiencia utilizamos la función analogWrite(pin,nivel) la cual permite usar PWM (modulación por ancho de pulsos) el cual establece un nivel análogo de voltaje. En “pin” se colocará el pin a utilizar. En nivel se utilizará un valor entre 0 y 255 siendo el 0 el 0% y el 255 el 100%.

Para conocer más sobre PWM visita este blog:

En el código, se divide entre cuatro la lectura análoga (variable lum) para que que cuando la luminosidad en la fotorresistencia sea máxima, la lectura registrada sea 1023 y el parámetro de la función analogWrite (ver PWM) sea 255, es decir, el valor máximo con el cual el motor trabajará al 100% de su capacidad.

Para ampliar un poco más veamos el comportamiento del siguiente gráfico:

En ambos casos se utiliza una resistencia constante (valor de 100 Ohm) en serie con un LDR, cuyo valor varía de 100 a 1000 Ohms (una suposición). En una configuración el voltaje asciende y en la otra decrece.

Aquí podemos observar los diagramas del circuito, para cada uno de los 2 casos:

jp

 

Valores de resistividad del LDR

Voltajes (Vx) obtenidos en el divisor de tensión

Caso 1

Caso 2

100.0

2.5

2.5

200.0

1.7

3.3

300.0

1.3

3.8

400.0

1.0

4.0

500.0

0.8

4.2

600.0

0.7

4.3

700.0

0.6

4.4

800.0

0.6

4.4

900.0

0.5

4.5

1000.0

0.5

4.5

Ecuaciones matemáticas para calcular el valor del Voltaje en ambos casos:

jk

kj

El gráfico obtenido es el siguiente:

Gráfico de voltaje vs. resistividad en la fotorresistencia, para distintas configuraciones de divisor de voltaje

Colocando el circuito de una manera u otra, podemos hacer que la velocidad del motor aumente o decrezca con la luz.

En el siguiente video se muestra el proyecto ejecutado:

Espero que la información suministrada sea de utilidad para todos.

Saludos.

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José José Villalaz Díaz, nació el 6 de junio de 1994 en la ciudad de Chitré, provincia de Herrera. Con residencia en La Villa de Los Santos, recibió sus estudios primarios en la Escuela Nicanor Villalaz. Luego realiza sus estudios secundarios en el Instituto Coronel Segundo de Villarreal en donde siguiendo su entusiasmo por aprender y enseñar, a través de dedicación y esfuerzo, recibió la medalla de honor al mérito de primer puesto. Con ganas de mejorar el negocio familiar dedicado a la mecánica y siguiendo un poco los pasos de sus padres y hermanos, decide ingresar a la Universidad Tecnológica de Panamá en donde descubre gran interés por el área de eléctrica. Actualmente estudia Licenciatura en Ingeniería Electromecánica. Hoy día es un estudiante universitario comprometido con sus estudios, con la excelencia, con compartir nuevos conocimientos y ser mejor persona cada día. Aspira convertirse en un buen profesional para colaborar con su país en cuanto a tecnología, tener siempre la disposición de servir a las demás personas y llevar a todos los usuarios que ingresan a este sitio contenidos de calidad.
  • Andres Maya Restrepo

    Hola, me podrian explicar porque la lectura analoga del potenciometro o de la LDR la dividen por 4??

    • Antony García González

      Una forma rápide de mapear los puertos. 1023/4 es mas o menos 255 que es el máximo que colocas en el analogWrite