PWM4A

 

Un amable comunicante, preguntaba respecto de mi anterior comentario, si el Controlador de motor L293D puede manejarse de forma analógica, o se necesita un dispositivo digital. Hoy me ha llegado el pedido que hice de estos controladores y me he dedicado a hacer la prueba cuidadosamente, porque yo también me había empeñado en crear señales digitales (de 5 V y formato digital), tal como se veía en el esquema del último artículo.

 

El resultado me ha resultado muy satisfactorio, porque con un circuito tan sencillo como el de la figura que encabeza este artículo se consigue un perfecto control de la velocidad con el potenciómetro RV1 y del sentido de movimiento con el conmutador SW1. En resumidas cuentas un controlador de trenes perfecto hecho con dos circuitos integrados y unos pocos componentes adicionales. Si la alimentación es con 9 V sirve para Z y si se hace con 12 Voltios sirve para escala N.

 

He tenido el sistema funcionando con DOS locomotoras de escala Z durante una media hora a toda velocidad y aunque el chip L293D se calienta, ha resistido perfectamente la prueba que suponía estar entregando unos 450 mA.  Hay que tener en cuenta a demás que el chip estaba colocado en la protoboard. Lo previsto como ya comenté es soldar sus patillas de masa a una zona de circuito impreso que contribuya a disipar el calor. Así que se puede utilizar con seguridad incluso para dobles tracciones o trenes con dos cabezas tractoras.

 

Sobre el diseño hay un par de curiosidades: Como se puede ver aprovecho los dos circuitos del L293D en paralelo, de manera que las entradas 1 y 3 están unidas y también la 2 y 4, así como los dos enabled, Por las salidas también uno la salida 1 con la 3 y la 2 con la 4. De manera que aprovecho que este chip está previsto para dos motores para hacer trabajar las dos mitades en paralelo. Así resistirá el doble de carga sin problemas.

 

Para la inversión de sentido utilizo un sencillo conmutador SW1 que lo que hace es alternar las entradas 1 y 3 y las 2 y 4 entre masa y la tensión de entrada (Si, los 9 o 12 voltios) Esto hace el cambio de sentido perfectamente. Aprovecho el cabio de polaridad de las entradas 1 y 3 para encender alternativamente dos leds, de distinto color D5 y D6 que sirven de indicativo del sentido de la marcha.

 

La señal de salida del pin3 del NE555 la llevo directamente a la señal de enabled del controlador. Funciona perfectamente, de modo que la corriente de salida del controlador de motor va pilotada por la señal PWM producida por el NE555

 

Por cierto, he aprovechado que tenía todo el montaje en la protoboard para experimentar con la posibilidad de cambiar la frecuencia de los pulsos de la PWM. El condensador C1 es el que define el valor de la frecuencia, de manera que con los 330nF que he puesto siempre, se obtiene una frecuencia de unos 40 HZ. Si disminuimos la capacidad del condensador, la frecuencia aumenta proporcionalmente de modo que he probado con 100 pF con 1000 pF y con 10 nF . Con 10 nF la frecuencia es del orden 1200 Hz lo cual resulta en un sonido audible en la locomotora. Con 1000 pF se obtienen unos 12kHz y tenemos un comportamiento muy bueno, sobre todo a velocidades altas. Por último con solo 100 pf la frecuencia es del orden de 120 kHz, con lo cual se vuelve todo bastante loco.

 

En resumen: con 330nF se obtienen 40 HZ y las locomotoras se comportan excepcionalmente a velocidades lentas y bien a velocidades altas.

 

Con 1000 pF se obtienen 12 kHz y el comportamiento a velocidades lentas es bastante peor, que en el caso anterior, pero es excelente en velocidades altas.

 

A lo mejor no es ninguna tontería poner un conmutador para poder escoger entre esas dos frecuencias según lo que se quiera hacer en cada momento. Sería algo así como una marcha de maniobras y una marcha rápida.

 

Así que como se puede ver, hasta aquí todo es un completo éxito.

 

Como dije tenía la intención de construir un prototipo de controlador, que sería el PWM4A y que podría también replicar para los compañeros de afición que me piden alguno de estos controladores. Sin embargo, hay una cosa que no me gusta: La principal ventaja de sustituir el transistor de salida por un controlador de motor, es que se puede conseguir el cambio de sentido, cambiando la polaridad de las entradas de control, en lugar de poner un conmutador en la salida hacia la vía. Esto es muy bonito, pero en la práctica, si resulta que tengo un conmutador como el SW1 del esquema, ¿Qué más me da, que controle la señal de control o que lo haga con la corriente de salida? de cara al usuario le da lo mismo, ya que en ambos casos tiene un conmutador para cambiar el sentido.

 

Lo malo es que no da lo mismo, porque realmente yo venía poniendo en los controladores un conmutador de tres posiciones, es decir con posición central desconectada que permitía dejar la locomotora desconectada (y apagar las luces). Bueno pues resulta que si hago esto ahora, es decir si el conmutador SW1 es con desconexión central, al ponerlo en esa posición, ¡el motor no se para! Para pararlo hay que llevar a las dos entradas la tensión alta o baja, pero no vale dejarlas abiertas, que es lo que hace el conmutador con desconexión central.

 

Así que el SW1 no puede ser con desconexión central, sino de dos posiciones, y hay que buscar algo para poder desconectar el motor y dejar la locomotora sin tensión. Una solución podría ser que el potenciómetro tuviese un interruptor asociado, pero es una solución que me resulta antigua y que no me gusta.

 

En resumidas cuentas, que aparecen más inconvenientes que ventajas, de cara a sustituir el transistor de salida por este controlador a pesar de que funciona muy bien, así que definitivamente no voy a hacer ningún controlador MANUAL con este sistema.

 

Otra cosa es que cuando el control sea digital, si que la solución del L293D es perfecta, ya que se hace directamente el control de sentido de giro con señales digitales. Bueno, este tema surgió de cara a hacer un control digital para el movimiento de la rotonda, así que ahí si que voy a usar con toda seguridad esta solución.