Modulación por ancho de pulsos

Fig. 1: una señal de onda cuadrada de amplitud acotada (ymin,ymax) mostrando el ciclo de trabajo D.

La modulación por ancho de pulsos (también conocida como PWM, siglas en inglés de pulse-width

modulation) de una señal o fuente de energía es una técnica en la que se modifica el ciclo de trabajo de una

señal periódica (unasenoidal o una cuadrada, por ejemplo), ya sea para transmitir información a través de un

canal de comunicaciones o para controlar la cantidad de energía que se envía a una carga.

El ciclo de trabajo de una señal periódica es el ancho relativo de su parte positiva en relación con el período.

Expresado matemáticamente:

D es el ciclo de trabajo

τ es el tiempo en que la función es positiva (ancho del pulso)

T es el período de la función

La construcción típica de un circuito PWM se lleva a cabo mediante un comparador con

dos entradas y una salida. Una de las entradas se conecta a un oscilador de onda

dientes de sierra, mientras que la otra queda disponible para la señal moduladora. En la

salida la frecuencia es generalmente igual a la de la señal dientes de sierra, y el ciclo de

trabajo está en función de la portadora.

La principal desventaja que presentan los circuitos PWM es la posibilidad de que haya

interferencias generadas por radiofrecuencia. Éstas pueden minimizarse ubicando el

controlador cerca de la carga y realizando un filtrado de la fuente de alimentación.

Contenido

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1 Parámetros importantes

2 Aplicaciones

o 2.1 En los motores

o 2.2 Como parte de un conversor ADC

3 Véase también

[editar]Parámetros importantes

Algunos parámetros importantes de un PWM son:

La relación de amplitudes entre la señal portadora y la moduladora, siendo

recomendable que la última no supere el valor pico de la portadora y esté centrada

en el valor medio de ésta.

La relación de frecuencias, donde en general se recomienda que la relación entre la

frecuencia de la portadora y la de señal sea de 10 a 1.

Sin embargo, cuando se utilizan servomotores hay que tener cuidado en las marcas

comerciales ya que hay ocasiones en que los valores varian entre 1ms y 2ms y estos

valores propician errores.

[editar]Aplicaciones

Diagrama de ejemplo de la utilización de la modulación de ancho de pulsos en un variador de

frecuencia.

En la actualidad existen muchos circuitos integrados en los que se implementa la

modulación PWM, además de otros muy particulares para lograr circuitos funcionales

que puedan controlar fuentes conmutadas, controles de motores, controles de

elementos termoeléctricos, choppers para sensores en ambientes ruidosos y algunas

otras aplicaciones. Se distinguen por fabricar este tipo de integrados compañías

como Texas Instruments, National Semiconductor, Maxim, y algunas otras más.

[editar]En los motores

La modulación por ancho de pulsos es una técnica utilizada para regular la velocidad de

giro de los motores eléctricos de inducción o asíncronos. Mantiene el par

motor constante y no supone un desaprovechamiento de la energía eléctrica. Se utiliza

tanto en corriente continua como en alterna, como su nombre lo indica, al controlar: un

momento alto (encendido o alimentado) y un momento bajo (apagado o desconectado),

controlado normalmente por relevadores (baja frecuencia)

o MOSFET o tiristores(alta frecuencia).

Otros sistemas para regular la velocidad modifican la tensión eléctrica, con lo que

disminuye el par motor; o interponen unaresistencia eléctrica, con lo que se pierde

energía en forma de calor en esta resistencia.

Otra forma de regular el giro del motor es variando el tiempo entre pulsos de duración

constante, lo que se llama modulación por frecuencia de pulsos.

En los motores de corriente alterna también se puede utilizar la variación de frecuencia.

La modulación por ancho de pulsos también se usa para controlar servomotores, los

cuales modifican su posición de acuerdo al ancho del pulso enviado cada un cierto

período que depende de cada servo motor. Esta información puede ser enviada

utilizando un microprocesador como el Z80, o un microcontrolador (por ejemplo,

un PIC 16F877A de la empresa Microchip).

[editar]Como parte de un conversor ADC

Otra aplicación es enviar información de manera analógica. Es útil para comunicarse de

forma analógica con sistemas digitales.

Para un sistema digital, es relativamente fácil medir cuanto dura una onda cuadrada.

Sin embargo, si no se tiene un conversor analógico digital no se puede obtener

información de un valor analógico, ya que sólo se puede detectar si hay una

determinada tensión, 0 o 5 voltios por ejemplo (valores digitales de 0 y 1), con una

cierta tolerancia, pero no puede medirse un valor analógico. Sin embargo, el PWM en

conjunción con un oscilador digital, un contador y una puerta AND como puerta de

paso, podrían fácilmente implementar un ADC.

Usando PWM - mini tutorial

Usando PWM (Pulse with Modulation).

Casi todos los que lean este post, habrán hecho en algún momento, un proyecto para

prender un led o accionar un motor mediante un microcontrolador o por medio de cualquier

otro circuito.

Pero que sucede si queremos controlar la luminosidad del led que estamos encenciendo o

deseamos regular la velocidad del motor?.

Pudiéramos pensar que si prendemos y apagamos la señal de alimentación de la carga (led

o motor) lo suficientemente rápido como para que el parpadeo no se note, podríamos

“simular” la variación de luminosidad de un led o el cambio en la velocidad del motor:

Esto funciona siempre y cuando no hagamos este “switcheo” más allá de 30 veces por

segundo. A partir de allí. El "blink" del led se empezará a notar y El ojo humano captará ese

parpadeo. En el caso de un motor, éste se moverá en una forma pulsante.

La idea general del PWM es esta, solo que soluciona este problema de tiempo.

La forma de lograrlo es dejar el pulso fijo en el tiempo y variar su amplitud.

Supongamos que logramos ajustar el período T a su valor óptimo mínimo en el cual un led

no parpadee y un motor no salte.

Esto es aproximadamente a una frecuencia de 30 pulsos o ciclos por segundos para el caso

de un led. En el caso del motor habrá que determinarlo empíricamente ya que depende de

sus características eléctricas y mecánicas,

Volviendo al led, quiere decir que trabajamos con un período de tiempo de:

f= 30 cps ==> T=1/f ==> T=1/30 ==> T= 0.0333 s ==> T=33.3 ms

El esquema anterior representa un pulso con un “duty cycle” o ciclo de servicio igual al 50%

es decir, la mitad del período está a 0 y la otra mitad está a Vcc.

Lo que se hace con PWM es variar dinámicamente el “duty cycle” de manera que el tiempo

de alta disminuya o aumente y en proporción inversa, el de baja aumente o disminuya

dependiendo de si queremos una led más atenuado o más brillante, o un motor más lento o

más rápido, respectivamente.

LED MENOS ILUMINADO

LED MAS ILUMINADO

Recuerden que este período se repite constantemente en el tiempo:

De esta forma tenemos 2 formulitas muy sencillas para el cálculo de los tiempos:

1) Si variamos, fijamos o controlamos t alta entonces: t baja= T- t alta

2) Si variamos, fijamos o controlamos t baja entonces: t alta= T- t baja

Y el ciclo de servicio o “Duty Cycle” lo calculamos así:

DT= t alta / (t alta + t baja)

Manejando los tiempos (Parte2 de PWM Mini-Tutorial)

1) Manejo de los tiempos

Ahora que sabemos como es la teoría básica del PWM, vamos a programarlo en un PIC

16F84A. Para simplificar un poco la explicación y no hacerla tan larga, supondremos que se

poseen conocimientos básicos de cómo funciona un PIC.

La forma de aplicación con la que podemos usar las rutinas PWM son básicamente 2:

1) “Stand Alone” o programas que corren sin instrucciones de comando externos. Estos se

utilizan normalmente en sistemas autómata, los cuales reaccionan a estímulos externos

como por ejemplo un robot que choca contra un obstáculo o el seguimiento por parte del

robot de una línea guía en el suelo, pero el programa en si se autocontrola y toma sus

propias decisiones (bueno, las que le programamos).

2) Modo Maestro - Esclavo, que utiliza un controlador externo que le dice a un aparato que

es lo que debe hacer. Por ejemplo, un circuito que controla un motor que a la vez es

comandado desde un computador bien sea por el puerto serial, paralelo, usb, infrarrojo o

cualquier otro. En estos casos, el computador “conversa” con el circuito, decide que se debe

hacer e instruye al esclavo para que lo haga.

Para empezar recordemos que PWM en realidad controla TIEMPO. Por consiguiente es

necesario tener un conocimiento relativamente alto de cómo se manejan los tiempos en un

PIC 16F84A.

En otros integrados de esa familia de semiconductores, ya existen librerías programadas

para manejar PWM.

Este no es el caso del 16x84, por lo que el control de tiempo hay que hacerlo “a mano”.

La frecuencia de trabajo de un microcontrolador es un parámetro primordial a la hora de

determinar a que velocidad se ejecutan las instrucciones dentro de él.

En estos PICs cada instrucción consume 4 ciclos de reloj que llamaremos Q1, Q2, Q3 y Q4.

1) Con el pulso Q1 se incrementa el “contador de programa”.

2) Con los pulsos Q2 y Q3 se decodifica la instrucción y se ejecuta

3) Durante Q4 se busca el código que corresponde a la próxima instrucción en la memoria

del PIC y se carga en el “registro de instrucciones”.

Las instrucciones que generan un “salto” se llevan dos ciclos de instrucciones. Fíjense que

pareciera que no cuadra lo de los pulsos y esto se debe a que las dos fases que comprenden

las instrucciones se realizan en paralelo y en realidad cada instrucción toma 2 ciclos en

ejecutarse. Esto se denomina técnica de segmentación y se le llama “pipeline”; ya la deben

de haber escuchado más de una vez.

Las instrucciones de salto llevan 2 ciclos porque no se conoce la instrucción que sigue luego

de cada salto, por consiguiente el ciclo en el cual el procesador debería buscar la próxima

instrucción secuencial, es sustituido por un ciclo sin operación. (vean la figura anterior)

Si la instrucción es de salto condicional es decir, salta si se cumple una condición como

decfss o decfsc por ejemplo, la instrucción puede durar 1 ciclo, si no se cumple la condición

o 2 ciclos si la condición de salto se cumple. Para el cálculo tomamos 2 ciclos que es el peor

de los casos.

La frecuencia fundamental de operación del PIC viene dada por el oscilador que utilizamos

para su configuración.

Así por ejemplo, un programa que tiene 500 instrucciones de las cuales 120 son de saltos y

se configura con una frecuencia típica de 4 Mhz, tardará en ejecutarse el siguiente tiempo

(recuerden que el 16F84A se puede manejar hasta con 20Mhz):

Tiempo del Ciclo de reloj (Qi) = 1/f = 1/4.000.000 = 250 ns (nano segundo)

Tiempo del Ciclo de Instrucción = 4 veces Ciclo de reloj = 4 * 250ns = 1.000 ns = 1 us

(micro segundo)

Tiempo del programa = Instrucciones de 1 ciclo * Ciclo de Instrucción + Instrucciones de 2

ciclos * 2 veces Ciclo de Instrucción

Tiempo del programa = (500 – 120) * 1 + 120 * 2 = 620 us

Nuestro programa tardará en ejecutarse 620 micro segundos.

La lógica en la programación

La lógica en la programación del PWM

Muchas son las formas, algoritmos e ideas que podemos aplicar para programar nuestra

rutina y este no es un caso particular.

A cada uno de nosotros se nos ocurrirán formas más o menos complicada, más o menos

largas de codificar y más o menos eficientes para escribir nuestro programa. pero todas

igual de válidas.

Como la idea de este tutorial no es demostrar nada sino retransmitir lo poco que se sabe a

fin de que se mejore el conocimiento medio de todos nosotros, lo que trataremos de hacer

es reducir al máximo la complejidad sin hacerle mucho caso a la eficiencia, a fin de que

cualquiera que lo lea lo pueda entender, aplicar y mejorar.

A ustedes les dejo el perfeccionamiento del firmware del PIC.

Tampoco consideraremos cual debería ser el tiempo óptimo del pulso, sino que

ustilizaremos un tiempo bastante corto en el cual el motor no salte y además tenga tiempo

suficiente para responder a la solicitud de movimiento.

De igual manera y a fin de simplificar aun más las cosas, trataremos de no utilizar en la

rutina de PWM interrupciones, watch dog ni TMR0.

Antes de empezar a diseñar la rutina deberemos establecer como vamos a conectar nuestro

PIC con el mundo exterior y de que manera lo vamos a controlar.

Como circuito de práctica y lineamientos generales haremos que nuestro PIC cumpla con

estas condiciones:

1 ) Controlaremos un motor DC

2 ) Usaremos una frecuencia de 4 Mhz

3 ) Usaremos la puerta B

4 ) Pin de control del motor RB4 (SALIDA)

5 ) Pin de control del motor RB5 (SALIDA)

6 ) El pin RB6 indicará con un LED uno de los dos sentidos de giro (SALIDA)

7 ) El pin RB7 indicará con un LED el otro sentido de giro (SALIDA)

8 ) Haremos que el control sea externo es decir, desde un computador. Para esto usaremos

los siguientes pines (ojo, porque a veces esto confunde un poco):

a. RB1: Recepción DESDE el Puerto Serial. (Deberá conectarse a la pata Tx del serial – pin 2

DB9). Este pin como ENTRADA.

b. RB2: Transmisión HACIA el Puerto Serial. (Debera conectarse a la pata Rx del serial – pin

3 DB9). Este pin como SALIDA.

9) RB0/INT la dejamos en standby a ver si la usamos luego para indicar o producir algún

evento.

Lógica de la rutina, el algoritmo:

Supongamos que tenemos una palabra de 8 bits para indicar el Duty Cycle de nuestros

pulsos es decir, un byte. Por consiguiente tendríamos 2^8 posibles valores = 256 (desde 0

hasta 255)

Lo que vamos a hacer es normalizar a 1 nuestra temporización. Esto quiere decir que si

consideramos que 1 es el tiempo total de un pulso completo, podemos afirmar que:

TALTA= CICLO/256

TBAJA=1-TALTA

Donde CICLO varía desde 0 hasta 255. (El 256 del divisor indica los 256 posibles valores)

CICLO es una variable que usaremos al enviar el valor para la determinación del tiempo de

alta.

La idea es contar desde 0 hasta CICLO manteniendo la alimentación del motor encendida y

el tiempo restante, hasta llegar a 256 se colocará la salida en 0.

Usemos el acumulador del PIC (W) como contador, teniendo entonces que:

W=W + CICLO con CICLO = 0, 1, 2, 3, …. 255 y conteniendo el valor deseado por

nosotros.

Habíamos dicho que no usaríamos interrupciones ni desbordes de temporizadores, pero

necesitamos una forma de saber cuando el contador llegó a 256 o mejor dicho, cuando

terminó de dar una vuelta completa.

Una forma de hacerlo es utilizando la bandera de CARRY (bit de acarreo) del registro de

ESTADO del PIC.

Con esto en mente:

1) Si CICLO vale 0, nunca ocurrirá un carry y la salida siempre estará a 0.

2) Si CICLO vale 1 el carry se activará cuando el acumulador W, luego de haber empezado a

contar desde 0, llegue a 0xFF y pase de nuevo a 0x00 (de 255 a 0). Entonces la salida

estará alimentando al motor la 1/256ava parte del tiempo total.

3) Si CICLO vale 2, W hará un rollover (giro sobre si mismo o vuelta) dos veces es decir,

ocurrirán 2 carries y el tiempo de alimentación será la 2/256ava parte del tiempo total.

4) Etc. Etc.

Vemos que el carry ocurre siempre excepto cuando CICLO vale 0 en donde el motor está

apagado. Si se quiere el motor “siempre” excitado entonces enviaremos CICLO=255, en

donde el tiempo de alta será 255/256.

No por casualidad se usaron los valores 0 a 255 que corresponden a la codificación de

caracteres ASCII. Esto va a servirnos de mucho cuando programemos nuestro software

principal en el PC pues deberemos mandar códigos ASCII a nuestra interfaz.

Como debemos comunicarnos con nuestro motor, utilizaremos unos número de códigos que

reservaremos del rango 0 a 255.

Dependiendo de como desarrollemos nuestro "firmware", habrá que tener cuidado de no

usar esos caracteres específicos para definir un valor de velocidad para el PWM desde

nuestro programa de computador, pues se utilizarán para conocer el estado de nuestro

circuito y enviar comandos y recibir respuestas.

En nuestro caso, si podremos usar los 256 valores posible porque las comparaciones de

comunicación las haremos antes de enviar el caracter de velocidad.

Por ejemplo:

1) Envio del carácter 100 desde el computador: Solicita estado de la conexión.

2) Envío de carácter 102 para dirección de giro 1

3) Envío de carácter 104 para dirección de giro 1

4) El PIC responderá: con 100, indicando que la interfaz está conectada y comunicada.

5) El PIC enviará el código 104 para indicar que se está moviendo en cada bucle de 256.

6) El PIC enviará el código 102 para indicar que el motor paró su movimiento

El programa para el PIC

Aca estamos de vuelta.

Ahora que ya tuve tiempo para hacer el circuito de prueba y terminar el programa, se los

voy a pasar.

Si lo quieren bajar hagan click en estos links (botón derecho del mouse y luego

"guardar destino como"). Recuerden bajar también el Rs232low.inc que lo van a

necesitar cuando quieran hacer un cambio en el programa y tengan que reensamblarlo.

MyPWM - assembler : http://www.forosdeelectronica.com/up.../PWM/MiPWM.asm

MyPWM - código HEX : http://www.forosdeelectronica.com/up.../MiPWM-HEX.zip

rs232low.inc : http://www.forosdeelectronica.com/up...M/rs232low.zip

Palabra de configuración para el PIC16F84A:

OSCILADOR: XT

WDT: Off

Power Up Timer: Off (Si usan 16C84 ponganlo en On)

CodeProtect: Off

Aqui les voy a dar una breve explicación de lo que hace el programa pues creo que el código

está lo suficientemente comentado como para que se entienda paso a paso.

Recuerden que la intención de este tutorial es aprender así, paso a paso; por lo que

muchísimas cosas en el programa se pueden realizar con menos instrucciones de las que

tienen e inclusive omitir algunas.

También tiene como idea, alentar a aquellos que le tienen algo de miedo al assembler y

hacerles ver que es relativamente fácil programarlo.

La forma en que se estructura la codificación está hecha de la manera más secuencial

posible para que podamos entenderlo a cabalidad.

En resumen el programa hace lo siguiente:

1) Cuando desde el computador enviamos el caracter "d" (ASCII Decimal 100 - Hexadecimal

64), le preguntamos a nuestro circuito: ¿TIENES COMUNICACIÓN?, a lo que la interfaz (es

decir, el PIC) reaccionará enviando un 100 al computador como respuesta. Esto sirve para

poder comprobar que la interfaz está interconectada al PC. Si no tienen respuesta es que

hay algún problema.

2) Cuando queremos decirle a la interfaz que mueva el motor en la dirección A, enviaremos

el caracter "f" (ASCII Decimal 102 - Hexadecimal 66). La interfáz quedará en standby

esperando que le enviemos el valor de la velocidad que deseamos. En este punto debemos

enviar cualquier caracter desde 0 a 255, siendo 0=Parado y 255=Full Velocidad. Cuando

enviamos el valor de velocidad, la interfaz mandará el caracter "h" (ASCII Decimal 104 -

Hexadecimal 68) para decirle al computador "ME ESTOY MOVIENDO" y cuando termine el

ciclo de movimiento la interfaz mandará el caracter "f" (ASCII Decimal 102 - Hexadecimal

66) para informaciónrmar "ME DETUVE".

3) Si queremos mover el motor en el sentido contrario (Dirección B), deberemos enviarle a

la interfaz el caracter "h" (ASCII Decimal 104 - Hexadecimal 68) y las respuestas serán

iguales a las explicada en el punto 2.

Si esto les pareció complicado, monten el circuito en un protoboard y utilicen un programa

terminal como el Comm Port Toolkit o cualquier otro (inclusive el Hyperterminal de

Windows) para enviar los carateres y ver como responde.

Este envio y recepción de caracteres le permitirá saber que está haciendo el motor y actuar

en consecuencia desde el programa de su PC.

Este tipo de programas y controladoras (me refiero al circuito) son muy comunes en

robótica y control asistido por computadora, por lo que es muy interesante ponerse a

experimentar y realizar infinidades de cosas con ellas.

El código va a quedar un poco descuadrado en la pantalla por lo de cortar y pegar, pero

sigue siendo bastante legible.

;++++++++++++ PROGRAMA PARA CONTROLAR UN MOTOR DC

;++++++++++++ INCLUYE RUTINA PWM

;++++++++++++ INCLUYE RUTINA DE COMUNICACIÓN SERIAL

;++++++++++++ Marcelo Saavedra - 06/09/2005

List p=16F84A;Tipo de procesador

include "P16F84A.INC" ;Definiciones de registros internos

;

;Declaración de Variables.

;

CICLO equ 0x21 ;Duración del tiempo de servicio

RECIBIDO equ 0x22 ;Guarda el carácter recibido por el

serial

M1 equ 0x23 ;Bandera del motor. Con un solo pin

podemos controlar.

BANDERA equ 0x24 ;Contador de bucle

NVECES equ 0x25 ;Variable de control de bucle para

reenviar a PWM

Rs232_var equ 0x0C ;Inicio de las variables para rutinas

RS232low.inc para comunicación

;

;Parámetros de la rutina de comunicación

;

CLKIN equ .4000000 ;Frecuencia

BAUDIOS equ .9600 ;Velocidad de comunicación

T_MODO equ 1 ;Transmite primero bit LSB

R_MODO equ 1 ;Recibir primero bit LSB

T_Nbit equ 8 ;Transmite caracteres de 8 bits

R_Nbit equ 8 ;Recibe caracteres de 8 bits

Sbit equ 1 ;Transmite 2 bits de stop

org 0

goto INICIO

org 4 ;La Interrupción comienza aquí.

nop

include "RS232LOW.INC" ;Incluir rutinas de comunicación

;

;********Rutina de Inicio

;

INICIO

;Desabilita e impide todas las

interrupciones

bcf INTCON,GIE ;GIE=0

bcf INTCON,EEIE ;EEIE=0

bcf INTCON,T0IE ;T0IE=0

bcf INTCON,INTE ;INTE=0

bcf INTCON,RBIE ;RBIE=0

bcf INTCON,T0IF ;T0IF=0

bcf INTCON,INTF ;INTF=0

;

;********Configuración de los BYTES de STATUS y OPTION

bsf STATUS,RP0 ;Pone el RP0 a 1 - Seleccionando

BANCO 1 de datos

movlw b'11010000' ;Coloca el Byte de OPTION en W

;- Prescaler en 000

;- Prescaler al TMR0 - 0

;- Incremento TMR0 con flanco

ascendente - 1

;- Pulsos por Fosc/4 - 0

;- Flanco ascendente para la

interrupción - 1

;- Pull-up desactivadas - 1

movwf OPTION_REG ;Coloca el valor anterior de W en el

literal OPTION_REG

movlw b'00000011' ;Establece en W, el Byte de

configuración para PORTB

;RB0=Sensor (ENTRADA) - 1

;RB1= Recibir desde TX del

serial(ENTRADA) – 1

;RB2= Enviar hacia RX del serial

(SALIDA) - 0

;RB3=Sin conexión (SALIDA) - 0

;RB4=MOTOR 1 (SALIDA) - 0

;RB5= MOTOR 2 (SALIDA) - 0

;RB6= LED para indicar sentido 1

(SALIDA) - 0

;RB7= LED para indicar sentido 2

(SALIDA) - 0

movwf TRISB ;Se asignan los puertos RBi

salvando W en TRISB

bcf STATUS,RP0 ;Pone el RP0 a 0 para regresar

al BANCO 0 de datos.

;

;********Inicialización pines de Rx y Tx

bsf Txd_pin ;Línea de transmisión a "1" en

RS232Low.Inc

bsf Rxd_pin ;Línea de recepción a "1" en

RS232Low.Inc

;

;********Motor parado

bcf M1,0 ;Inicializamos la bandera del motor a 0

(Solo usamos el bit 0)

movlw 0xAA ;Número de veces que vamos a reenviar a

PWM - Esto es para Compensación

;y pueden ajustarlo para que el

encendido total sea mayor o menor (de 0 a ff)

movwf NVECES ;Cargamos la variable.

;

;********Rutina de recepción de datos

RECEPCION

;

;*************Apagamos todo

bcf PORTB,4 ;Apagamos pin RB4 de PORTB

bcf PORTB,5 ;Apagamos pin RB5 de PORTB

bcf PORTB,6 ;Apagamos el led 1

bcf PORTB,7 ;Apagamos el led 2

;

;*************Transmitimos "Motor Parado"

movlw 0x66 ;Coloca 102 (0x66) en W – Señal de

motor parado

movwf Txdreg ;Carga W en Txdreg para transmitirlo

call T ;y lo transmite indicando que los

motores están parados.

;

;*************Escuchamos el puerto serial

ESCUCHAR

call R ;Llama la rutina de recepción en

RS232Low.Inc

movf Rxdreg,W ;Coloca el caracter recibido por Rxdreg

en W

movwf RECIBIDO ;y lo salva en RECIBIDO

;

;*********Rutina de comparación del caracter recibido

;Empieza la comparación.

movlw 0x66 ;Coloca 102 (h66) en W – Es el sentido

de giro 1?

subwf RECIBIDO,0 ;Resta W (h66) del caracter recibido y

el resultado lo almacena en W

btfss STATUS,Z ;Está a 1 el bit ZERO de STATUS? (Si

está a 1 la resta anterior es 0)

goto SALTAR1 ;No, no está a 1, vete a SALTAR1

bsf M1,0 ;Si, Z está a 1, entonces pon M1 a 1

goto MOVIMIENTO ;y luego ve a MOVIMIENTO para seguir

con el programa.

SALTAR1

movlw 0x68 ;Coloca 104 (h68) en W – Es el sentido

de giro 2?

subwf RECIBIDO,0 ;Resta W (h68) del caracter recibido y

el resultado lo almacena en W

btfss STATUS,Z ;Está a 1 el bit ZERO de STATUS? (Si

está a 1 la resta anterior es 0)

goto SALTAR2 ;No, no está a 1, vete a SALTAR2

bcf M1,0 ;Si, Z está a 1, entonces pon M1 a 0

goto MOVIMIENTO ;y luego ve a MOVIMIENTO para seguir

con el programa.

SALTAR2

movlw 0x64 ;Coloca 100 (h64) en W – Me preguntan

si hay conexión?

subwf RECIBIDO,0 ;Resta W (h64) del caracter recibido y

el resultado lo almacena en W

btfss STATUS,Z ;Está a 1 el bit ZERO de STATUS? (Si

está a 1 la resta anterior es 0)

goto ESCUCHAR ;No,ZERO esta a 0 entonces se va a

buscar otro BYTE VÁLIDO.

;

;*********Rutina de enviar confirmación de LINK de la interfaz

;Si llega aquí se recibió el 100,

solicitando la confirmación de LINK

movlw 0x64 ;y comienza el ECO del caracter 100

(0x64) para decir SI, HAY LINK.

;Carga 100 en W

movwf Txdreg ;Carga W en Txdreg para transmitirlo

call T ;lo transmite.

goto ESCUCHAR ;y regresa a RECEPCION a esperar otro

carácter.

;

;*********Rutina de MOVIMIENTO / PARO

MOVIMIENTO

;ESPERAMOS EL VALOR DE CICLO. Ya

tenemos el sentido de giro.

call R ;Llama la rutina de recepción en

RS232Low.Inc

movf Rxdreg,W ;Coloca el caracter recibido por Rxdreg

en W

movwf CICLO ;y lo salva en CICLO

btfsc STATUS,Z ;Si se activo el bit Z de STATUS no se

ha recibido nada (W está en 0)

goto MOVIMIENTO ;y esperamos el caracter de CICLO. Si

Z=0 entonces saltamos este paso.

;

;Enviamos el caracter 104 para indicar

que el motor se va a mover.

movlw 0x68 ;Coloca 104 (0x68) en W – Señal de

motor en movimiento

movwf Txdreg ;Carga W en Txdreg para transmitirlo

call T ;y lo transmite indicando que los

motores se están moviendo.

;

;*********Encendido del LED

btfsc M1,0 ;Si M1 es 0, salta el próximo paso

goto LED2 ;Si M1 es 1 salta a LED2

bsf PORTB,6 ;Prendemos el led 1

bcf PORTB,7 ;Apagamos el led 2

goto ARRANCAR

LED2

bcf PORTB,6 ;Apagamos el led 1

bsf PORTB,7 ;Prendemos el led 2

;

;*********Comienzo del bucle

ARRANCAR

clrf BANDERA ;Borrar contador de bucle para recorrer 256

veces el bucle

call PWM ;llamamos la rutina PWM

decfsz NVECES,f ;Decrementamos la rutina de

compensación

goto ARRANCAR ;Mientras no llegue a 0, nos mantenemos

en el bucle

goto RECEPCION ;Cuando NVECES sea 0 regresamos a

esperar otro character.

;

;*********Rutina PWM

PWM

;

;*********Chequeo del CARRY y suma de W

addwf CICLO, w ; W=W+CICLO

btfss STATUS, C ;Chequeamos el CARRY

goto APAGAR ;Si no hay CARRY apagamos el

motor

btfsc STATUS, C ;Chequeamos el CARRY

goto PRENDER ;Si hay CARRY prendemos el motor

(pasamos de 255 a 0)

goto SEGUIR

;

;*********

PRENDER ;ENCENDIDO DE MOTOR

btfsc M1,0 ;Si M1 es 0, salta el próximo paso

goto REVERSA ;Si M1 es 1 se va a REVERSA

nop ;Los nop están para

compensar los tiempos de la comparación y los saltos

;COMO EJERCICIO CALCULEN

LOS TIEMPOS DE LA RUTINA PWM!!!.

bcf PORTB,4 ;Apagamos pin RB4 de PORTB

bsf PORTB,5 ;Prendemos pin RB5 de PORTB

goto SEGUIR ;y se va a SEGUIR

REVERSA

bsf PORTB,4 ;Prendemos pin RB4 de PORTB

bcf PORTB,5 ;Apagamos pin RB5 de PORTB

goto SEGUIR

APAGAR

nop

nop

nop ;APAGADO DE MOTOR

bcf PORTB,4 ;Apagamos pin RB4 de PORTB

bcf PORTB,5 ;Apagamos pin RB5 de PORTB

nop

nop

SEGUIR

;Si es necesario un

Delay colcarlo aquí

decfsz BANDERA,f ;Decrementamos BANDERA y saltamos si es

cero. Hacerlo 256 veces.

goto PWM

return

;**********Fin

Montando el circuito

Montando el circuito:

Ahora que ya tenemos diseñado nuestro firmware, vamos a montar el circuito para

probarlo.

La alimentación de la etapa lógica y de comunicaciones (PIC16F84 y MAX232) será a 5

voltios.

Con respecto al control del motor hay que tener algunas consideraciones. Si alguien se está

preguntando si puede conectar directamente las patas del motor a las salidas del PIC la

respuesta es NO!.

Las señales de salidas (Motor1 y Motor2) del PIC se usarán como control para el circuito de

potencia del motor. Aunque yo les voy a dar un esquema sugerido para un motor DC de 9-

12V de alimentación y corriente de armadura de 250 mA (lo pueden forzar hasta 1,5 A pero

disipen el calor en los transistores BD135), diseñado con elementos discretos (transistores,

resistencias, condensadores, etc), queda en sus manos el desarrollo de esta etapa.

Para ello podrán emplear un buen número de integrados diseñados para el manejo de

motores DC o basarse en cualquiera de los circuitos que podrán encontrar dedicados a eso

(pregunten en este foro).

Para los que son un poco más avanzados en electrónica:

“Deberán poner atención en el diseño del circuito para el control de motores, pues tendrán

que verificar que las salidas M1 y M2 deberán estar amortiguadas (con un buffer) mediante

un circuito cuya ganancia sea igual a 1, a fin de evitar que las salidas (o los pines mejor

dicho) se mantengan en régimen permanente afectando el voltaje entregado por el PWM.

Esto debió evitarse cambiando el firmware de manera tal que las salidas de PWM (Motor1 y

Motor2) se coloquen como SALIDAS al momento de llamar a la rutina de movimiento y

conmutándolas a ENTRADAS (estado de alta impedancia) inmediatamente después de que

la rutina PWM haya terminado de realizar sus labores. Esto no está implementado. Aquí el

“buffering” lo hice utilizando los optoacopladores en el puente H.”

Fin de la cita.

Siguiendo con lo anterior, si desean probar el circuito sin utilizar un motor, podrán conectar

(aquí si directamente) un LED en cada una de las salidas correspondientes al motor.

En los siguientes LINKS se pueden bajar los esquemas en EAGLE para que los modifiquen,

los integren y realicen su circuito impreso.

Fuente de poder - Input AC: PowerSupply-DC.sch

Fuente de poder - Input DC: PowerSupply.sch

Esquema Parte Lógica: PWM.sch

Esquema Parte de Potencia del Motor: PuenteH.SCH

y aquí van los circuitos (discúlpenme si quedaron algo grandes):

Si disponen de un transformador DC (corriente contínua) de 12 voltios pueden utilizar la

siguiente FUENTE DE PODER:

Si en cambio poseen un transformador de 12 voltios AC (corriente alterna), la pueden

diseñar así:

El Circuito Lógico, que comprende el PIC y la comunicación, es el siguiente:

En el circuito anterior, el PIN 5 del PIC debe ir a tierra y el PIN 14 a Vcc (5

voltios). OJO: No aparecen en el esquema.

Y para controlar el motor, pueden usar algo como esto:

Ahora bien, lo único que falta para terminar el proyecto es construirnos un cable serial pin a

pin para conectarlo al computador y escribir nuestro software de control. Para esto pueden

utilizar este esquema:

Bueno amigos “Foristas” creo que esto concluye el mini tutorial de PWM y de todo un poco

en realidad, pues hemos podido abarcar desde la teoría hasta la práctica, pasando por la

lógica, la diagramación, el desarrollo y la construcción de nuestro proyecto, así es que

también hemos podido ver una forma de diseño. Como escribí aquí en más de una

oportunidad, mucho se puede hacer para mejorar este trabajo y es lo que deseo que

hagamos todos. Espero que se animen a estudiar este y a escribir otros tutoriales, yo por mi

parte los estaré esperando.