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Proyecto: RJMD-R2101 Controlador de Motor MOSFET H-Bridge

En este tutorial, exploraremos cómo controlar un motor de corriente continua utilizando el controlador de motor MOSFET RJMD-R2101 H-Bridge. Este proyecto demostrará cómo utilizar eficazmente los MOSFET IRFZ44N junto con los controladores de puerta IR2101 para controlar la velocidad y dirección del motor. Al final de esta guía, tendrás un sistema de control de motor funcional que puede acelerar, frenar y detener el motor de manera suave.

A medida que avancemos, cubriremos los componentes de hardware necesarios, las instrucciones de cableado y fragmentos de código de ejemplo para aclarar cómo todo funciona en conjunto. Para una representación más visual, recomiendo ver el video asociado (en el video a las :15).

Hardware Explicado

Los componentes principales de este proyecto son el controlador de puerta IR2101 y los MOSFETs IRFZ44N. El IR2101 es un controlador de alta velocidad diseñado para accionar MOSFETs de canal N en una configuración de medio puente. Permite un conmutación y control eficientes de los MOSFETs, lo que permite que el motor funcione sin problemas.

Los MOSFET IRFZ44N actúan como los elementos de conmutación que controlan la potencia entregada al motor. Cuando son activados por el IR2101, estos MOSFET pueden manejar altas corrientes, proporcionando la potencia necesaria para accionar el motor. Juntos, estos componentes permiten un control preciso sobre la dirección y la velocidad del motor.

Detalles de la hoja de datos

• Asegúrate de un adecuado disipador de calor para los MOSFETs para prevenir el sobrecalentamiento.
• Utiliza PWM para el control de velocidad y lograr un funcionamiento suave del motor.
• Verifique que la tensión de la fuente de alimentación no exceda las especificaciones del MOSFET.
• Asegúrese de la polaridad correcta al cablear el motor para evitar daños.
• Utiliza capacitores de desacoplamiento cerca de la fuente de alimentación para estabilizar el voltaje.

Instrucciones de cableado

Para cablear el controlador de motor RJMD-R2101, comienza conectando la fuente de alimentación. Conecta el pin VCC del controlador a una fuente de 5V. El pin GND debe conectarse a la tierra de la fuente de alimentación. A continuación, conecta los pines de control: la señal PWM para el primer MOSFET debe ir al pinPWM1_HIN1_PIN(el cual es el pin 9), y el pin de habilitación para el primer MOSFET debe conectarse aEN1_LIN1_PIN(pin 8). Para el segundo MOSFET, conecta la señal PWM aPWM2_HIN2_PIN(pin 3) y el pin de habilitación aEN2_LIN2_PIN(pin 2).

Asegúrate de conectar los terminales del motor a las salidas apropiadas del puente H. Si estás utilizando Arduino, conecta los pines PWM a los pines designados en la placa de Arduino. Por ejemplo, conectaPWM1_HIN1_PINa pin 9,EN1_LIN1_PINa pin 8, y así sucesivamente. Esta configuración te permitirá controlar el motor de manera efectiva.

Ejemplos de código y guía paso a paso

La sección de código incluye funciones para controlar la velocidad y dirección del motor utilizando los pines definidos. A continuación se muestra un extracto del boceto de control del motor:

const int PWM1_HIN1_PIN= 9; // PWM pin for first MOSFET
const int EN1_LIN1_PIN= 8; // Enable pin for first MOSFET

En esta parte, definimos los pines utilizados para controlar el primer MOSFET.PWM1_HIN1_PINse utiliza para el control de velocidad, mientras que elEN1_LIN1_PINhabilita el controlador del motor.

void Motor(boolean direction, int speed=0) {
    int speedPWM = map(speed, 0, 100, 0, 255);
    // Control motor direction and speed here
}

Esta función recibe undirectionparámetro para determinar si el motor debe girar en el sentido horario o antihorario. Elspeedel parámetro se asigna a un valor de PWM, lo que permite un control suave sobre la velocidad del motor.

void stop() {
    digitalWrite(EN1_LIN1_PIN, LOW); // Disable first MOSFET
}

Elstopla función desactiva el motor al establecer el pin de habilitación en bajo, deteniendo efectivamente cualquier flujo de corriente a través del motor. Esto asegura una parada rápida sin dañar los componentes.

Para el código completo, consulte el programa completo cargado debajo del artículo.

Demostración / Qué Esperar

Cuando la configuración esté completa, deberías observar que el motor responde a los comandos enviados desde el Arduino. El motor girará en la dirección especificada y podrás ajustar la velocidad utilizando señales PWM. Los problemas comunes a los que debes prestar atención incluyen conexiones de polaridad invertida, que pueden hacer que el motor funcione en la dirección opuesta, y entradas flotantes que podrían llevar a un comportamiento errático.

Durante las pruebas, también puede notar que la velocidad del motor cambia según los valores de PWM enviados. Asegúrese de que todas las conexiones estén seguras para evitar interrupciones en el flujo de energía, lo que podría afectar el rendimiento (en el video a las 05:45).

Marcas de tiempo del video

• 00:00- Introducción al proyecto
• 02:15- Descripción general de los componentes de hardware
• 05:45- Demostración del control motor
• 08:30- Recorrido y explicación del código

Imágenes

RJMD-R2101 H-Bridge MOSFET Motor Driver 0

RJMD-R2101 H-Bridge MOSFET Motor Driver 1

RJMD-R2101 H-Bridge MOSFET Motor Driver 2

RJMD-R2101 H-Bridge MOSFET Motor Driver 3

RJMD-R2101 H-Bridge MOSFET Motor Driver 4

RJMD-R2101 H-Bridge MOSFET Motor Driver 5

Arduino wiring for H-bridge IR2101 with IRFZ44N

RJMD-R2101 H-Bridge MOSFET Motor Driver 0

RJMD-R2101 H-Bridge MOSFET Motor Driver 1

RJMD-R2101 H-Bridge MOSFET Motor Driver 2

RJMD-R2101 H-Bridge MOSFET Motor Driver 3

RJMD-R2101 H-Bridge MOSFET Motor Driver 4

RJMD-R2101 H-Bridge MOSFET Motor Driver 5

Arduino wiring for H-bridge IR2101 with IRFZ44N