Controller motore DC 1803BK, PWM regolabile, 3-15V, 2A, 30W

Questo tutorial utilizza il controller PWM 1803BK come modulo indipendente, senza scheda di sviluppo e senza programma. Il modulo ha un proprio circuito di generazione del segnale PWM, e l'unico regolatore è il potenziometro presente sulla scheda. È utile quando volete regolare la velocità di un motore in corrente continua a bassa tensione, per esempio una ventola, una piccola pompa, un motore RS-385 di un'auto o di un giocattolo, oppure per regolare la luminosità di un carico resistivo di piccola potenza.

Alimentatelo con una sorgente in corrente continua, collegate il motore ai morsetti di uscita e regolate la velocità con la manopola. Non servono altri componenti esterni, perché la scheda dispone già del condensatore di ingresso e del diodo di protezione per i carichi induttivi.

Come funziona:

Il modulo non riduce la tensione tramite una resistenza, ma accende e spegne very rapidamente l'alimentazione del motore. La scheda ha un circuito NE555 che genera il segnale PWM (modulazione a larghezza di impulso) e un transistor MOSFET doppio 9926A che commuta la corrente verso il motore. Più gli impulsi sono larghi, più energia riceve il motore e più velocemente gira.

Il rapporto tra la durata dell'impulso e la durata di un periodo completo si chiama fattore di riempimento e si regola dal potenziometro tra 0 e 100 %. La tensione media applicata al motore si calcola così: Umotor = Ualimentazione x fattore di riempimento. Con un'alimentazione di 12 V e un fattore di riempimento del 50 %, il motore riceve in media 6 V. Al 100 % riceve praticamente tutta la tensione di alimentazione.

La potenza massima in uscita è di 30 W, mentre la corrente continua massima è di 2 A. A 12 V, un motore che assorbe 2 A richiede 12 V x 2 A = 24 W, quindi rientra nel limite. Il modulo ha un fusibile autoripristinante da 2 A, che interrompe il circuito in caso di sovraccarico e si riattiva dopo essersi raffreddato.

Il modulo non può invertire il senso di rotazione. Il senso si cambia solo scambiando i due fili del motore, con l'alimentazione spenta.

Collegamento:

Alimentate il modulo con 12 VDC da un alimentatore di almeno 2 A e non superate mai i 15 V. I morsetti a vite hanno 4 posizioni, e la scheda ha la marcatura IN vicino alla coppia all'estremità, destinata all'alimentazione. La scheda non ha indicati i segni + e - sui morsetti, quindi prima di dare tensione verificate la polarità con lo schema di collegamento del venditore o con un multimetro. Per il collegamento a un alimentatore con connettore jack utilizzate un adattatore jack 5.5 x 2.1 mm femmina con morsetti a vite. Non serve un convertitore di livello, perché non ci sono segnali logici.

Spegnete l'alimentazione prima di qualsiasi modifica dei collegamenti. Per una protezione aggiuntiva potete montare un fusibile in serie al filo positivo di alimentazione. Non invertite la polarità dell'alimentatore, perché non esiste una protezione confermata contro l'inversione di polarità.

Pulsanti, regolazioni e indicatori:

Posizione di avvio: ruotate la manopola completamente in posizione OFF prima di collegare l'alimentatore, così che il motore non parta bruscamente.

Regolazione della velocità: dopo aver dato tensione, ruotate la manopola molto lentamente dalla posizione OFF. A un certo angolo il LED D7 si accende e il motore inizia a girare. Continuate a ruotare fino alla velocità desiderata. Se ruotate la manopola indietro, la velocità diminuisce e, al fine corsa di arresto, il motore si ferma.

Come capire che la regolazione funziona: la velocità del motore cambia gradualmente con la rotazione della manopola, e la luminosità del LED D7 varia nello stesso tempo.

Configurazione:

Il modulo non ha menu, pulsanti di programmazione o memoria. L'unico parametro è il fattore di riempimento, impostato dalla posizione meccanica del potenziometro. L'impostazione viene mantenuta quando l'alimentazione viene spenta, perché la manopola resta nella posizione in cui l'avete lasciata. Al riavvio, il modulo torna esattamente alla stessa velocità.

La tabella seguente mostra la tensione media applicata al motore per alcune posizioni della manopola, con un'alimentazione di 12 VDC. I valori sono indicativi, perché la posizione esatta dipende dal potenziometro.

Per cambiare il senso di rotazione, staccate l'alimentatore dalla presa, invertite i fili ai morsetti M+ e M- e solo dopo ricollegate l'alimentazione al modulo.

Esempio di utilizzo:

Lo scopo dell'esempio è regolare la velocità di un motore RS-385 da 12 VDC, che assorbe meno di 2 A in funzionamento, da un alimentatore di rete da 12 VDC e 2 A.

Passo 1. Staccate l'alimentatore dalla presa. Collegate l'adattatore jack 5.5 x 2.1 mm all'alimentatore. Collegate il morsetto + dell'adattatore a IN+ e il morsetto - a IN-, dopo aver verificato la polarità dei morsetti con lo schema di collegamento del venditore o con un multimetro.

Passo 2. Collegate il filo rosso del motore a M+ e il filo nero a M-. Serrate bene le viti e verificate che nessun filo di rame esca dal morsetto o tocchi il morsetto vicino.

Passo 3. Ruotate la manopola completamente in posizione OFF. Collegate l'alimentatore alla presa. Il motore deve restare fermo.

Passo 4. Ruotate la manopola lentamente. Il LED D7 si accende e il motore parte a una velocità bassa. Ruotate fino a metà corsa, dove il motore riceve in media circa 6 V, e osservate come la velocità aumenta e il LED D7 diventa più luminoso.

Passo 5. Ruotate la manopola fino al fine corsa massimo per la velocità completa, poi indietro fino alla velocità desiderata. Per spegnere, ruotate la manopola completamente in posizione OFF.

Passo 6. Se il motore gira nel senso opposto a quello desiderato, staccate l'alimentatore dalla presa, invertite i fili del motore a M+ e M- e ripetete i passi a partire dal Passo 3.

Problemi frequenti:

Il motore non parte e il LED D7 resta spento. La causa più probabile è la manopola lasciata in posizione OFF oppure l'alimentatore collegato con la polarità errata. Ruotate la manopola leggermente in senso inverso rispetto a OFF, poi verificate con un multimetro la polarità e i collegamenti a IN+ e IN-.

Il motore parte solo dopo un certo angolo della manopola. È normale, perché con fattori di riempimento bassi la tensione media è troppo piccola per vincere gli attriti del motore. Continuate a ruotare la manopola finché il motore non parte.

Il motore si ferma di colpo o funziona a intermittenza. Il fusibile autoripristinante da 2 A è intervenuto a causa di un sovraccarico o di un motore bloccato. Spegnete l'alimentazione, eliminate la causa, lasciate raffreddare il modulo e rimettetelo in funzione.

Il motore non raggiunge la velocità massima oppure il LED si spegne con carico elevato. L'alimentatore non riesce a fornire la corrente richiesta e la sua tensione cala. Usate un alimentatore di almeno 2 A, con la tensione adatta al motore.

Il motore gira nel senso inverso. Il modulo non può invertire il senso di rotazione. Spegnete l'alimentazione e invertite i fili del motore ai morsetti M+ e M-.

Il modulo si riscalda. È normale con correnti vicine a 2 A. Riducete il carico oppure assicurate la ventilazione se la temperatura diventa troppo alta.

Limiti e consigli:

Il modulo accetta al massimo 15 V in ingresso, una corrente continua di 2 A e una potenza di 30 W. Non può invertire il senso di rotazione e non misura la velocità, quindi la velocità reale dipende dal carico e dalla tensione dell'alimentatore. La scheda non ha una protezione confermata contro l'inversione di polarità.

Per una regolazione stabile usate un alimentatore adatto per tensione e corrente e fili di sezione sufficiente. Potete montare un fusibile in serie al filo positivo di alimentazione. Con il modulo si possono costruire regolatori di velocità per ventole e piccole pompe, meccanismi per giocattoli e modellini di auto, oppure dimmer per carichi resistivi di piccola potenza.