PWM Explicado | Cómo hacer un controlador de velocidad de motores DC

Joyplanes RC

1 Feb 201910:02

Summary

TLDREl video ofrece una introducción al concepto de PWM (Modulación por Ancho de Pulso), una técnica utilizada para controlar señales digitales y, por ende, la energía enviada a una carga o la información codificada en la señal. Se explica cómo la modulación del tiempo de los pulsos puede cambiar el voltaje promedio en la salida, permitiendo controlar la velocidad de un motor o el brillo de una luz. Además, se menciona que el PWM es más eficiente que el uso de resistencias variables, especialmente en cargas con mayor voltaje. El video también incluye un tutorial paso a paso para crear un circuito que genere señales PWM usando un circuito integrado 555 y un potenciómetro para controlar la velocidad de la carga. Finalmente, se discute la posibilidad de simplificar el circuito usando un Arduino y se anima a los espectadores a apoyar el canal para recibir más contenido similar.

Takeaways

📡 La modulación por ancho de pulso (PWM) es una técnica utilizada para controlar señales digitales y ajustar la energía enviada a una carga o codificar información.
🔌 Un circuito PWM básico consiste en un botón que, al presionarlo, completa el circuito y permite el flujo de voltaje para encender un LED, y al soltarlo, el circuito se interrumpe y el LED se apaga.
📶 Las señales PWM son digitales y tienen una forma cuadrada, con transiciones rápidas entre 0 y 5 voltios, representando estados alto (1) y bajo (0).
🕒 El control de la velocidad de un motor o el brillo de una luz se logra variando el tiempo que cada pulso permanece en un estado, lo que altera el voltaje promedio.
🔥 Las frecuencias de los pulsos PWM son tan altas que son imperceptibles para el ojo humano, lo que permite su uso en dispositivos como LEDs y motores.
🤖 Los componentes electrónicos generan las frecuencias PWM, que serían imposibles de lograr con la rapidez y precisión necesarias por un humano.
💡 El uso de una resistencia variable, como un potenciómetro, no es eficiente para controlar la energía ya que se pierde mucha energía en forma de calor.
🔋 PWM es un método eficiente de uso de energía, especialmente en sistemas que utilizan baterías.
🏎 Las señales PWM para controlar servos deben mantenerse dentro de una ventana de tiempo específica (entre 1000 y 2000 microsegundos) y son interpretadas por un microcontrolador.
🛠 Para generar señales PWM, se puede utilizar un circuito integrado 555, junto con un potenciómetro para controlar el tiempo de trabajo de la señal.
⚙️ Un transistor se utiliza en el circuito para manejar altos voltajes y corrientes, mientras que el circuito integrado 555 maneja la lógica de la señal PWM.
📦 El circuito PWM se puede prototipar en una placa de prototipado y, posteriormente, se puede diseñar y fabricar de manera más profesional mediante JLCP o un servicio similar.

Q & A

¿Qué significa la abreviatura PWM y cómo se relaciona con la electrónica?
-PWM significa 'Modulación por Ancho de Pulso' o 'Pulse Width Modulation' en inglés. Es una técnica utilizada en electrónica para controlar la cantidad de energía enviada a un dispositivo a través de una señal digital que varía el ancho de los pulsos de voltaje.
¿Cómo funciona una señal PWM para controlar la velocidad de un motor?
-Una señal PWM controla la velocidad de un motor al variar el tiempo que el motor recibe un voltaje específico. Esto se hace generando pulsos de alta frecuencia y cambiando la proporción de tiempo que el motor está en funcionamiento (tiempo de pulso), lo que afecta el voltaje promedio y, por lo tanto, la velocidad.
¿Por qué es más eficiente usar PWM para controlar la energía en lugar de una resistencia variable?
-Usar PWM es más eficiente que una resistencia variable porque en la resistencia se pierde mucha energía en forma de calor al pasar corriente. PWM, por otro lado, permite controlar la energía de manera más precisa y con menor pérdida, lo que es especialmente útil en cargas que requieren más poder, como motores.
¿Cómo se puede generar una señal PWM para controlar un motor?
-Una señal PWM para controlar un motor se puede generar usando un circuito integrado como el 555, junto con otros componentes electrónicos. Se puede ajustar el tiempo de trabajo de la señal a través de un potenciómetro, lo que permite controlar la velocidad o el brillo de la carga.
¿Qué es un circuito integrado y cuál es su propósito en el contexto de la señal PWM?
-Un circuito integrado es un circuito electrónico pequeño fabricado en una sola pieza de semiconductor, que puede contener miles de componentes. En el contexto de la señal PWM, el circuito integrado 555 se utiliza para generar la señal de control que activa un transistor, el cual a su vez controla la carga, como un motor.
¿Cómo se puede mejorar la apariencia y la estabilidad de un circuito PWM creado en una placa de prototipado?
-Para mejorar la apariencia y la estabilidad de un circuito PWM, se puede diseñar el circuito utilizando software gratuito y enviar el diseño a una empresa especializada en la fabricación de circuitos impresos (PCB). Esto permite obtener una placa de alta calidad que es más estética y confiable.
¿Cómo se puede simplificar el control de una carga con PWM utilizando un Arduino?
-Con un Arduino, se puede simplificar el control de una carga con PWM subiendo un sketch (programa) llamado 'ana' locking outfield, que ya está incluido en los ejemplos de Arduino. Este programa permite controlar el brillo de una luz LED o, usando el modo FET, cargas que requieren más poder.
¿Qué es un transistor y cuál es su función en un circuito PWM?
-Un transistor es un componente electrónico semiconductor que amplifica o conmuta electronicamente una corriente o un voltaje. En un circuito PWM, el transistor se utiliza para manejar altas corrientes y voltajes, ya que el circuito integrado 555 tiene una corriente de salida limitada.
¿Cómo se puede utilizar la señal PWM en un proyecto de radiocontrol, como un coche o un carro?
-La señal PWM puede ser utilizada en un proyecto de radiocontrol para controlar la velocidad y la dirección de los motores del coche o del carro. Se requiere un microcontrolador que interprete la señal PWM y la utilice para indicar a los servos o motores la posición o velocidad deseada.
¿Por qué la señal PWM es ideal para aplicaciones que requieren control de energía preciso?
-La señal PWM es ideal para aplicaciones que requieren control de energía preciso porque permite una regulación detallada del voltaje promedio en la salida, lo que se logra variando el tiempo de duración de los pulsos. Esto resulta en un control preciso y eficiente de la energía entregada a la carga.
¿Cómo afecta el ancho de los pulsos en una señal PWM a la energía promedio enviada a una carga?
-El ancho de los pulsos en una señal PWM直接影响 la energía promedio enviada a una carga. Un pulso más ancho significa que la carga recibe energía durante un período más prolongado, lo que resulta en un voltaje promedio más alto. Recíprocamente, un pulso más corto reduce el voltaje promedio.
¿Cuál es la ventaja de usar una placa de circuito impreso (PCB) en lugar de una placa de prototipado?
-La ventaja de usar una placa de circuito impreso (PCB) en lugar de una placa de prototipado es que ofrece una mayor estabilidad, facilidad de mantenimiento, y una apariencia más profesional. Además, las PCBs son más eficientes para la producción en masa y ofrecen un mejor rendimiento a largo plazo.

Outlines

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🔋 Introducción a la Modulación por Ancho de Pulso (PWM)

Este primer párrafo introduce el concepto de PWM, que es la modulación por ancho de pulso, y su importancia en la electrónica, especialmente en aplicaciones que involucran aviones de radiocontrol o drones. Se describe cómo funciona un circuito básico de PWM, usando un botón para controlar un LED y un osciloscopio para visualizar la señal. LaPWM permite controlar la energía enviada a una carga o codificar información digital, variando el tiempo que un pulso permanece en un estado alto o bajo. Además, se menciona cómo la PWM se puede usar para controlar la velocidad de un motor o el brillo de una luz, a través de la variación del voltaje promedio en la salida.

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🛠️ Construcción de un Circuito PWM con el Integrado 555

El segundo párrafo se enfoca en la construcción práctica de un circuito PWM usando el circuito integrado 555 y un potenciómetro para controlar la señal. Se explica que este circuito puede generar señales PWM para controlar la velocidad de un motor o el brillo de una luz. También se discute la ventaja del uso de la PWM en comparación con un potenciómetro variable, ya que la resistencia variable no es eficiente y produce pérdidas de energía. Además, se menciona el uso de la señal PWM para controlar servos y cómo se interpreta esta señal por un microcontrolador. Finalmente, se ofrece información sobre cómo se puede simplificar el circuito usando un Arduino y se comparte un enlace para diseñar y fabricar el circuito profesionalmente.

Mindmap

Keywords

💡PWM

PWM, que significa 'Modulación por Ancho de Pulso' en inglés, es una técnica utilizada para controlar la cantidad de energía enviada a un dispositivo. En el video, se utiliza PWM para explicar cómo se puede controlar la velocidad de un motor o el brillo de una luz mediante la variación del tiempo que un pulso se mantiene en un estado alto o bajo. Este concepto es central en la electrónica y permite un control preciso y eficiente de la energía.

💡Señal Digital

Una señal digital es una señal que solo tiene dos estados, generalmente representados como 0 y 1, o bajo y alto. En el video, se menciona que la señal PWM es una señal digital que varía entre 0 y 5 voltios, lo que permite representar datos binarios y controlar dispositivos electrónicos. Las señales digitales son fundamentales en la comunicación y el control de dispositivos electrónicos.

💡Carga

Una carga en electrónica se refiere a cualquier dispositivo que consume energía, como un motor o una luz LED. En el contexto del video, el control de la energía enviada a una carga mediante PWM es crucial para ajustar su funcionamiento, como la velocidad de un motor o el brillo de una luz.

💡Frecuencia

La frecuencia se refiere a la cantidad de veces que una señal completa un ciclo en un segundo y se mide en Hertz (Hz). En el video, se destaca que las pulsaciones PWM ocurren a alta frecuencia, lo que permite controlar dispositivos sin que el ojo humano pueda notar los cambios. Esta alta frecuencia es esencial para la operación eficiente de muchos dispositivos electrónicos.

💡Potenciometro

Un potenciometro es un componente electrónico que varía la resistencia en una circuito al girar un botón o un eje. En el video, se utiliza un potenciometro para controlar el tiempo de trabajo de la señal PWM, lo que a su vez permite variar la velocidad de un motor o el brillo de una luz. Es un ejemplo práctico de cómo los componentes electrónicos se pueden usar para controlar la energía en un circuito.

💡Transistor

Un transistor es un componente electrónico que actúa como un interruptor o amplificador de señal. En el video, se utiliza un transistor para controlar corrientes y voltajes más altos, como los necesarios para hacer funcionar un motor o una luz de alta intensidad. El transistor es fundamental para la amplificación de señales y el control de energía en circuitos electrónicos.

💡Circuito Integrado 555

El Circuito Integrado 555 es un chip electrónico muy popular que se utiliza para generar señales de tiempo y para crear osciladores. En el video, se utiliza el CI 555 para generar la señal PWM que controla la velocidad de un motor. Este chip es un ejemplo de cómo la integración de múltiples funciones en un solo componente puede simplificar el diseño de circuitos electrónicos.

💡Arduino

Arduino es una plataforma de prototipado de hardware y software de código abierto que se utiliza ampliamente en la electrónica y la programación. En el video, se sugiere el uso de Arduino para simplificar el control de una luz LED o un motor mediante el uso de un sketch llamado 'ana locking outfield'. Arduino permite a los diseñadores de circuitos crear aplicaciones más complejas con menos esfuerzo y tiempo.

💡JLCPCB

JLCPCB es un servicio de fabricación en línea de placas de circuito impreso. En el video, se menciona el uso de JLCPCB para diseñar y fabricar una placa de circuito impreso personalizada que contiene el diseño del circuito PWM. Este servicio es útil para los diseñadores que desean producir placas de circuito impreso asequiblemente y en un corto período de tiempo.

💡

💡Eficiencia Energética

La eficiencia energética se refiere a la cantidad de energía que se utiliza de manera efectiva en comparación con la cantidad total de energía proporcionada. En el video, se destaca que el uso de PWM es una forma eficiente de controlar la energía, ya que se evita la pérdida de energía en forma de calor, lo que es especialmente importante cuando se trata de cargas que requieren un mayor voltaje y corriente.

💡Motor de Corriente Continua

Un motor de corriente continua es un tipo de motor eléctrico que funciona con una corriente de tipo DC y se utiliza en una amplia variedad de aplicaciones que requieren movimiento continuo. En el video, se discute cómo se puede controlar el motor de corriente continua utilizando señales PWM para ajustar la velocidad del motor.

Highlights

PWM, o modulación por ancho de pulso, es una forma de controlar señales digitales para variar la energía enviada a una carga o codificar información.

El circuito PW1100g es muy simple y permite entender cómo funcionan las señales PWM.

Las señales digitales PWM tienen una forma cuadrada y solo dos estados: bajo (0 voltios) y alto (5 voltios).

El voltaje promedio en la salida se puede controlar variando el tiempo de cada pulso.

La frecuencia de las pulsaciones es tan alta que es difícil notar su interferencia en cualquier carga.

Las frecuencias generadas a través de componentes electrónicos son más precisas y rápidas que lo que un humano podría lograr.

El uso de una resistencia variable no es eficiente, ya que mucha energía se pierde en forma de calor.

El uso de PWM es una forma eficiente de usar energía, especialmente en sistemas que usan baterías.

La señal PWM para controlar servos debe contenerse dentro de una ventana de tiempo entre 1000 y 2000 microsegundos.

Un microcontrolador interpreta la señal PWM para indicar la posición que debe tomar un servo.

Para controlar un motor de corriente continua, se puede usar el tipo de señal PWM que controla el brillo de una luz.

El circuito integrado 555 es popular y económico para generar señales PWM.

Un potenciómetro se utiliza para controlar el tiempo de trabajo de la señal y variar la aceleración de la carga.

Un transistor se utiliza para controlar altos voltajes y corrientes, mientras que el circuito 555 maneja la señal de salida.

Los errores comunes durante la construcción de circuitos en placas de prototipado pueden ser superados con práctica.

El diseño de circuitos se puede hacer desde cero utilizando software gratuito y enviar a fabricación con servicios como JLCPCB.

El proceso de producción de un diseño en placas de circuito es rápido, a menudo solo toma 24 horas.

Arduino puede simplificar el control de brillo de una luz LED o cargas más potentes utilizando un sketch llamado 'ana locking outfield'.

Se pueden utilizar señales PWM en aplicaciones prácticas, como controlar los motores de un coche o carro a radiocontrol.

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