In questo articolo andremo a recensire un piccolo modulo acquistato nei giorni precedenti. Si tratta di un regolatore di velocità per motori DC che sfrutta la tecnologia PWM (Pulse Width Modulation – che potete approfondire visionando questo link). Il circuito in questione può tornare molto utile ad elettronici ed hobbisti, trovando anche posto tra le applicazioni radioamatoriali nel campo (per esempio) dei rotori d’antenna auto costruiti.
La scheda si presenta in questo modo ed appare di buona fattura, con delle belle saldature e ottimi componenti. Il prodotto in questione è reperibile online ed in molti negozi di elettronica, ad un prezzo accessibile che si aggira attorno ai dieci euro circa. Potete considerare l’acquisto dell’articolo, visitando questo link.
CARATTERISTICHE DEL CIRCUITO
- Compattezza della board;
- Capacità di regolare la velocità dei motori DC;
- Tensione di lavoro dai 6 ai 90 V DC;
- Corrente massima di 15 A;
- Potenza massima di 1000 W;
- Facile regolazione della velocità, tramite un potenziometro da 10 KΩ;
- Dimensioni di 64 x 59 x 22 mm;
- Frequenza di commutazione dell’onda quadra di 15 kHz;
- Regolazione della velocità da 0% al 100%, circa;
- Presenza di alette di raffreddamento;
- Ottima componentistica utilizzata;
- Peso di 72 grammi.
SCHEMA DELLE CONNESSIONI
La scheda è molto semplice da alimentare ed interfacciare ad un sistema di motori. Nel circuito possiamo trovare quattro solidi morsetti a vite: due per l’alimentazione d’ingresso (Positivo e GND – Input, in base al voltaggio del motore utilizzato) e altri due contatti per l’alimentazione in uscita del motore (Positivo e GND – uscita regolabile da 0 V fino alla tensione massima di Input).
Il circuito è inoltre dotato di un fusibile di protezione da 15 A e di un ottimo sistema formato da tre dissipatori per il raffreddamento. Si sottolinea inoltre la presenza di un connettore a 3 pin, previsto per la connessione del potenziometro rotativo da 10 KΩ, che può essere facilmente sostituito da un microcontrollore per la gestione della velocità – (vedi immagine sotto).
Le eventuali applicazioni per utilizzare questo modulo tramite un Raspberry e/o un Arduino, sono molto interessanti.
PROVE DI LABORATORIO
Per verificare il funzionamento e il principio del PWM, abbiamo deciso quindi di testare questa board sul nostro banco da lavoro. La prova che andremo ad effettuare, si divide in due test eseguiti entrambi tramite la regolazione del potenziometro. Per le prove verrà utilizzata la parte di strumentazione per i test elettrici e per le misurazioni.
Adopereremo la seguente attrezzatura:
- Oscilloscopio Tektronix – Visualizzazione dell’onda quadra;
- Multimetro Owon – Visualizzazione della tensione DC in entrata sul modulo;
- Alimentatore HP – Gestione della tensione DC in entrata.
TEST 1 – MISURAZIONE CON OSCILLOSCOPIO
Per analizzare il circuito, le tensioni applicate e le correnti, abbiamo eseguito un primo test a 24 V DC, connettendo inizialmente il modulo come da schema (vedi immagine sopra), sostituendo però il motore con un carico resistivo da circa 16 Ω. Lo scopo di questa prima prova è quello di visualizzare all’oscilloscopio l’onda quadra e la sua variazione tramite rotazione del potenziometro (duty cycle variabile).
La prova si esegue tramite una sonda connessa in parallelo all’uscita del motore, che è collegata simultaneamente al carico resistivo (vedi immagine sotto).
NOTA BENE: Abbiamo utilizzato un carico resistivo per evitare una misurazione errata o delle interferenze verso l’oscilloscopio, date da carichi induttivi o capacitivi (creati spesso dai motori collegati alle sonde).
Nelle tre foto superiori, sullo schermo dell’oscilloscopio si può notare il duty cycle variabile, che cambia alla rotazione del potenziometro. Quando il potenziometro si trova allo 0%, possiamo notare una linea (tensione DC 0V – motore fermo).
Ruotando sempre più il potenziometro, possiamo notare un aumento del gradino sull’onda quadra, che è direttamente proporzionale al livello del potenziometro.
Da questa prova abbiamo compreso che il modulo funziona ottimamente, e anche che il potenziometro ha una regolazione linearmente perfetta.
TEST 2 – PROVA CON MOTORE DC
Abbiamo poi testato lo stesso modulo interponendo in uscita un motore a 24V DC rotativo, e successivamente un pistone lineare. Sottoponendo quindi il modulo alla prova ed andando a regolare la velocità del motore, abbiamo notato che il sistema funziona molto bene e tende a non scaldare quando è sotto sforzo. La potenza fornita dalla scheda al motore è anch’essa ottimale.
CONCLUSIONI:
Il modulo preso in analisi è molto valido e funziona bene per le applicazioni elettroniche anche in campo radioamatoriale (per esempio per la gestione dei rotori azimutali o zenitali). In futuro abbiamo intenzione di condurre alcune prove concrete per testarlo nel migliore dei modi sul campo e magari per ruotare qualche antenna.
Abbiamo inoltre pubblicato su YouTube un breve video che mostra velocemente la prova e una prima analisi del circuito; nel video vengono evidenziati i collegamenti elettrici effettuati e la misurazione tramite l’oscilloscopio.
Grazie per aver letto l’articolo. Per ulteriori contenuti, iscrivetevi al nostro canale YouTube, a questo sito, e visionate la nostra sezione progetti, per leggere ulteriori articoli.
Lascia un commento