Physical data acquisition and PWM signal generation using a microcontroller allowing control for DC motor rotation speed

Alonso Gutiérrez, Ernesto (2012). Physical data acquisition and PWM signal generation using a microcontroller allowing control for DC motor rotation speed. Proyecto Fin de Carrera / Trabajo Fin de Grado, E.U.I.T. Telecomunicación (UPM) [antigua denominación], Helsinki Metropolia University of Applied Sciences..

Descripción

Título: Physical data acquisition and PWM signal generation using a microcontroller allowing control for DC motor rotation speed
Autor/es:
  • Alonso Gutiérrez, Ernesto
Director/es:
  • Baills, Thierry
Tipo de Documento: Proyecto Fin de Carrera/Grado
Fecha: 6 Junio 2012
Materias:
Palabras Clave Informales: Temperature sensor, data acquisition, PWM, DC motor, microcontroller
Escuela: E.U.I.T. Telecomunicación (UPM) [antigua denominación]
Departamento: Otro
Licencias Creative Commons: Reconocimiento - Sin obra derivada - No comercial

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Resumen

El objetivo de este proyecto es diseñar un sistema capaz de controlar la velocidad de rotación de un motor DC en función del valor de temperatura obtenido de un sensor. Para ello se generará con un microcontrolador una señal PWM, cuyo ciclo de trabajo estará en función de la temperatura medida. En lo que respecta a la fase de diseño, hay dos partes claramente diferenciadas, relativas al hardware y al software. En cuanto al diseño del hardware puede hacerse a su vez una división en dos partes. En primer lugar, hubo que diseñar la circuitería necesaria para adaptar los niveles de tensión entregados por el sensor de temperatura a los niveles requeridos por ADC, requerido para digitalizar la información para su posterior procesamiento por parte del microcontrolador. Por tanto hubo que diseñar capaz de corregir el offset y la pendiente de la función tensión-temperatura del sensor, a fin de adaptarlo al rango de tensión requerido por el ADC. Por otro lado, hubo que diseñar el circuito encargado de controlar la velocidad de rotación del motor. Este circuito estará basado en un transistor MOSFET en conmutación, controlado mediante una señal PWM como se mencionó anteriormente. De esta manera, al variar el ciclo de trabajo de la señal PWM, variará de manera proporcional la tensión que cae en el motor, y por tanto su velocidad de rotación. En cuanto al diseño del software, se programó el microcontrolador para que generase una señal PWM en uno de sus pines en función del valor entregado por el ADC, a cuya entrada está conectada la tensión obtenida del circuito creado para adaptar la tensión generada por el sensor. Así mismo, se utiliza el microcontrolador para representar el valor de temperatura obtenido en una pantalla LCD. Para este proyecto se eligió una placa de desarrollo mbed, que incluye el microcontrolador integrado, debido a que facilita la tarea del prototipado. Posteriormente se procedió a la integración de ambas partes, y testeado del sistema para comprobar su correcto funcionamiento. Puesto que el resultado depende de la temperatura medida, fue necesario simular variaciones en ésta, para así comprobar los resultados obtenidos a distintas temperaturas. Para este propósito se empleó una bomba de aire caliente. Una vez comprobado el funcionamiento, como último paso se diseñó la placa de circuito impreso. Como conclusión, se consiguió desarrollar un sistema con un nivel de exactitud y precisión aceptable, en base a las limitaciones del sistema. SUMMARY: It is obvious that day by day people’s daily life depends more on technology and science. Tasks tend to be done automatically, making them simpler and as a result, user life is more comfortable. Every single task that can be controlled has an electronic system behind. In this project, a control system based on a microcontroller was designed for a fan, allowing it to go faster when temperature rises or slowing down as the environment gets colder. For this purpose, a microcontroller was programmed to generate a signal, to control the rotation speed of the fan depending on the data acquired from a temperature sensor. After testing the whole design developed in the laboratory, the next step taken was to build a prototype, which allows future improvements in the system that are discussed in the corresponding section of the thesis.

Más información

ID de Registro: 13722
Identificador DC: http://oa.upm.es/13722/
Identificador OAI: oai:oa.upm.es:13722
Depositado por: Biblioteca Universitaria Campus Sur
Depositado el: 17 Oct 2012 09:55
Ultima Modificación: 21 Abr 2016 13:03
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