Warthog Robotics

Warthog Robotics
USP São Carlos
www.warthog.sc.usp.br
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Relatório Semestral
1. Acionamento e funcionamento de um motor DC
Procurou-se entender o processo de acionamento e funcionamento de um motor DC
através de um microcontrolador (ATmega328 – Arduino UNO). Para isso, constatou-se que
esse motor não poderá ficar conectado diretamente à fonte de tensão e que devemos criar um
“sistema de chaves inteligentes” para comandar o motor de acordo com o sinal enviado do
microcontrolador, já que o Arduino sozinho não é capaz e nem é seguro fazer um motor DC
funcionar (não é capaz, pois fornece uma corrente de cerca de 40mA em suas saídas digitais).
Percebeu-se a utilidade de um sistema de jogo de chaves para aproveitar-se a capacidade
de movimentação de um motor DC tanto no sentido horário como no sentido anti-horário,
conforme mostrado abaixo.
Figura 1 – Controle do sentido de rotação do Motor
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Com o intuito de explorar a habilidade de movimentação nos dois sentidos do seu eixo e
também para obter um controle sobre sua velocidade, torque, percebeu-se a necessidade da
montagem de um circuito que seja inteligente para poder realizar essas funções através de sinais
enviados do Arduino. À esse esquema de chaves similar a letra “H” chama-se Ponte H (H-Bridge,
em inglês). A ponte H pode ser feita tanto com relés, como transistores e até com circuitos
integrados próprios para tal fim. Segue abaixo um esquemático de uma Ponte H dupla para
controle de dois motores DC.
Figura 2 – Ponte H Dupla
O transistor NPN TIP142 atua funcionando como uma chave. Quando o Arduino envia um
sinal alto a este transistor, ele é ativado permitindo que a corrente vinda do motor flua até o
GND da bateria usada, assim, fechando o circuito e fazendo o motor funcionar. Conectado
diretamente nos pinos dos motores temos os relés que funcionam como uma chave. Quando o
Arduino enviar um pequeno sinal, o relé irá alterar as chaves, assim, alterando o sentido da
corrente e fazendo o motor girar no sentido inverso.
Para o controle da velocidade do motor utiliza-se as portas digitais do Arduino com PWM
(Pulse Width Modulation), e assim obtemos resultados analógicos através de meios digitais. O
controle digital é usado criando uma onda quadrada, um sinal oscilando entre “ligado” ou
“desligado”, “0” ou “1”. Nesse microcontrolador, a frequência de um sinal PWM é cerca de
490Hz, no caso, a modulação de pulso oscilaria a cada 2 milissegundos.