1. CONTROLE DOS MOTORES DE CORRENTE CONTÍNUA

O controle dos motores de corrente contínua (CC), se dá pela sua energização, e variação de potência (uma relação entre força e velocidade) através da variação da tensão entregue a eles. Seu sentido de giro é controlado pela inversão dos polos negativo e positivo, conectados a seus terminais. No sistema A4S, uma placa comercial foi utilizada, conhecida como “ponte dupla H”, que utiliza o circuito integrado L298. Soluções mais simples, com o circuito integrado L293, ou utilizando transistores do tipo Power FET, podem ser desenvolvidas. O circuito utilizado permite o controle de motores que consomem até 2 Ampères, o que é suficiente para o uso pretendido.

Fig.01: - Ponte Dupla H – L298

Fonte: O Autor.

Em sua configuração original, controlando motores CC, a placa L298 pode controlar 2 motores. Cada motor é comandado por 3 sinais, o controle ENB (enable, habilita) pode controlar a potência do motor, quando conectada a saída PWM do Arduino. O sentido de rotação (horário/anti-horário) é controlado através de duas entradas IN1 e IN2 (para o motor 1). Acionando a entrada IN1 e mantendo IN2 desacionada, o motor gira num sentido, invertendo esta configuração, o motor gira no outro sentido. Esta configuração demandaria 2 saídas do Arduino, diminuindo a quantidade de saídas disponíveis para outras aplicações. Buscando contornar esta limitação, um inversor a transistores foi construído, assim utilizando uma única saída do Arduino para controle de sentido de rotação. A montagem foi executada em uma placa de circuito impresso universal, facilitando sua reprodução. O transistor pode ser qualquer NPN de baixa potência, como o BC547, BC548, etc. Por disponibilidade na caixa de sucata, utilizei o 2N2222.

Fig.02: Esquema Elétrico do Controlador de Motores CC, com Inversor a Transistores.

Fonte: O Autor

Fig.- 03: Aspecto Físico do Controlador de Motores CC, com Inversor a Transistores, Vista Superior.

Fonte: O Autor

Fig.04: Aspecto Físico do Controlador de Motores CC, com Inversor a Transistores, Vista Inferior.

Fonte: O Autor

Tab.01:  Conexões da Placa de Controle dos Motores CC.

Fig.05: Exemplo de Controle de Motores CC, no S4A.

Fonte: O Autor

2. CONTROLADOR L293

É importante ressaltar que as informações técnicas de shields disponíveis no Ebay é deficitária, ou inexistente, e isto dificulta sobremaneira o desenvolvimento. A observação logo revelou que os pinos assignados pelo S4A, para controle e sensoriamento, não combinavam com os do shield. Os integrados L293 foram retirados e instalados no protoboard.

Fig.06: Blocos de funcionamento do L293

Fig. 07: Pinos do L293

            O controle de velocidade se dá pelo pino enable do L293, e uma saída PWM do Arduino foi utilizada para esta finalidade.

Fig. 08: Esquema final do L293 com inversos a transistor.

Fig09: Detalhe do L293 no protoboard

Fig. 10: Sistema de testes do Arduino programado pelo S4A

            O controle dos motor de CC ficou assignado assim:

• Velocidade – Saída PWM 9
• Sentido- saída digital 10

Fig. 11: Programa de teste do motor CC no S4A

3. SHIELD COM O L293

Construí o shield pra o S4A, com controle de dois motores CC, através do circuito integrado L293, providenciando dois interruptores na placa, para facilitar os testes.

Fig. 12: Esquema elétrico do shield utilizando o L293, para o S4A.

            A assignação de pinos de entrada e saída do shield ficou assim definida:

Entradas analógicas - 

A0

A1

A2

A3

A4

A5

Entradas Digitais

2 - botão na placa

~3 - botão na placa

Motor (servo motor contínuo)

4

7

Servomotor (0-180)

~8

Saídas digitais

12

13

Saídas analógicas PWM (modulação por largura de pulso)

~9

Motor CC A

Velocidade – Saída 5

Sentido- saída digital 10

Motor CC B

Velocidade – Saída 6

Sentido- saída digital 11

            O shield foi montado em uma placa de prototipagem por soldas, disponível no mercado como placa universal. Neste sistema de montagem, as conexões entre os pinos dos componentes eletrônicos é feita pela soldagem direta de fios, facilitando as alterações, sempre necessárias nos desenvolvimentos. Também tem o benefício de não necessitar de conhecimentos específicos para a confecção de placas de circuito impresso e uso de produtos perigosos para corrosão. Como inconveniente, o aspecto visual assume um caráter amador, na montagem.

Fig. 13: Montagem do Shield L293 para S4A

Fig. 14: Montagem do Shield L293 para S4A

Fig. 15: Montagem do Shield L293 para S4A

Fig. 16: Montagem do Shield L293 para S4A

Fig. 17: Montagem do Shield L293 para S4A

Fig. 18: Montagem do Shield L293 para S4A

Fig. 19: Montagem do Shield L293 para S4A

Fig. 20: Montagem do Shield L293 para S4A

Fig. 21: Shield L293 para S4A, montado.

Fig.22: Sistema de teste do Shield L293 para S4A.

            Depois de depurado o sistema do Arduino para o Scratch, o sistema montado com base no protoboard pareceu pouco indicado para uso em sala de aula. Os conhecimentos de eletrônica, necessários para o seu uso, demandariam muito tempo para desenvolvimento, o que levaria o escopo das aulas para longe da robótica e uso de controladores microprocessados.

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