Control del motor en Arduino

En la clase de hoy hemos empezado un proyecto que consta de dos partes.

  • Parte A: verificación del control de potencia sobre un motor DC con un montaje sencillo.
  • Parte B: terminar el proyecto añadiendo pulsadores (acelerador/freno) e implementando “debounce” para evitar rebotes.

Antes de nada, decir que el proyecto se puede alimentar con los 5V de la placa de Arduino, o con una pila de 9V (la típica del kit). Si usas la pila, necesitas el clip/conector de 9 V (vas a tener que pelar dos cables) para sacar + y −.

Los componentes que vamos a utilizar para hacer funcionar el motor son los siguientes:

  • Diodo (la raya marca el cátodo).
  • Resistencia de 220 Ω
  • Transistor NPN
  • Motor DC (el gris).

Montaje

El montaje es el típico para activar una carga con un transistor NPN (conmutación en el lado de masa):

  • El transistor del kit es NPN.

  • Mirando el transistor desde la parte plana, las patas suelen ser: emisor (E), base (B) y colector (C).

  • La base se conecta a un pin PWM (los que tienen el símbolo ~) a través de una resistencia de 220Ω.

  • El colector se conecta al cable negro del motor.

  • El otro cable del motor va a 5V.

  • El emisor del transistor va a GND (tierra).

  • El diodo se coloca en paralelo con el motor como protección frente a picos de tensión:

    • Cátodo (la raya) a 5V.
    • Ánodo al lado del motor que va al colector (lado “−” del motor).

Nota importante: el diodo de protección es imprescindible porque el motor es una carga inductiva. Si se corta la corriente de golpe, puede aparecer un pico de tensión que dañe el transistor o el Arduino.

El código que he creado pregunta al usuario:

  1. Cuántas velocidades distintas quiere (número de “marchas”).
  2. Cuántos segundos quiere entre cambios de velocidad.

Luego el programa empieza en la velocidad más baja y va subiendo cada X segundos hasta la máxima velocidad, y vuelve a empezar. Además, en el puerto serie se muestra la velocidad actual.

Código (Parte A)

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#define PIN_MOTOR 3

int contador = 1;
int velocidades = 0;
int velocidad = 0;
int segundos = 0;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  pinMode(PIN_MOTOR, OUTPUT);

  // Pedir número de velocidades
  Serial.print("Cuantas velocidades quieres?: ");
  while (Serial.available() == 0) {
    // Espera a que el usuario escriba
  }
  velocidades = Serial.parseInt();

  // Vaciar el buffer (resto de caracteres como '\n')
  while (Serial.available() > 0) {
    Serial.read();
  }

  // Pedir segundos entre velocidades
  Serial.print("Cuantos segundos quieres entre cada velocidad?: ");
  while (Serial.available() == 0) {
    // Espera a que el usuario escriba
  }
  segundos = Serial.parseInt();

  while (Serial.available() > 0) {
    Serial.read();
  }

  if (velocidades < 1) velocidades = 1;
  if (segundos < 0) segundos = 0;

  Serial.print("\nVelocidades (marchas): ");
  Serial.println(velocidades);
  Serial.print("Segundos por marcha: ");
  Serial.println(segundos);
}

void loop() {
  for (int marcha = 1; marcha <= velocidades; marcha++) {
    int pwm = map(marcha, 1, velocidades, 0, 255);

    analogWrite(PIN_MOTOR, pwm);

    Serial.print("Marcha ");
    Serial.print(marcha);
    Serial.print(" -> PWM: ");
    Serial.println(pwm);

    delay(segundos * 1000);
  }
}