En este tutorial te enseñaré cómo controlar la velocidad y dirección del motor DC usando el módulo WiFi nodemcu y el controlador de motor l293d. Nodemcu servirá una página web en el navegador de su dispositivo móvil, computadora de escritorio, computadora portátil o notebook. La página web enumera los controles del motor de CC. El usuario puede controlar la velocidad de rotación del motor en la página web y cambiar la dirección de rotación del motor de CC a través de los controles en la página web. El tutorial también enseña cómo conectar el h bridge l293d ic con el módulo WiFi nodemcu esp8266 12e.
Motor de CC Nodemcu y controlador de motor l293d
En el diseño se utilizan dos motores de CC. El consumo de energía de los motores de CC es de 12 voltios a una corriente de 300 mA. El módulo WiFi Nodemcu esp8266 funciona con lógica TTL de 3,3 voltios. No podemos alimentar el motor de CC directamente a través de los pines de salida del nodemcu. Necesitamos energía adicional y un circuito externo que pueda soportar la pesada carga del motor. El transistor es la mejor opción para controlar cargas pesadas con microcontroladores. La base del transistor recibe una señal de salida del microcontrolador TTL de 3,3 voltios y puede impulsar cargas pesadas en el lado del colector y del emisor. A través del transistor también podemos controlar la velocidad del motor. Pero el problema está en el control de dirección del motor. Usando un solo transistor, no es posible cambiar el sentido de rotación del motor. Para cambiar la dirección del motor necesitamos una combinación de transistores. Esta combinación de transistores se conoce como controlador de puente h. Mediante el circuito del puente h podemos cambiar fácilmente el sentido de giro del motor. El circuito de puente H también se puede utilizar eficazmente para controlar la velocidad de rotación del motor de CC.
Hacer un circuito de puente h crea un circuito muy confuso. También es difícil y lleva mucho tiempo seleccionar los transistores o mosfets con la clasificación adecuada (el puente h también se puede fabricar con fet) para las necesidades del circuito. Los circuitos de puente H preensamblados y fabricados están disponibles en el mercado y también vienen en circuitos integrados. L293d es un IC de puente medio h popular disponible en el mercado.
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Controlador L293d
L293d tiene dos canales de medio puente H. Cada canal puede controlar un único motor de forma independiente. Podemos controlar dos motores con un solo controlador de motor l293d. Cada canal puede controlar cargas que requieren de 0 a 36 voltios y 600 mA de corriente. Cada canal tiene dos pines de entrada y dos pines de salida. Nuestra carga (motor) está conectada a los pines de salida del canal. Los controles están conectados a los pines de entrada. Cada canal se activa mediante un pin de habilitación. Para obtener más información sobre la estructura interna del canal individual, la función de cada pin y los requisitos de operación del L293D, le recomiendo que siga el tutorial a continuación.
Configuración y funcionamiento del L293d
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El tutorial anterior es muy importante para comprender el diagrama del circuito del proyecto y el código siguiente. Recójalo antes de continuar.
La velocidad de los motores de CC se puede controlar mediante varios métodos. La más popular es variar el voltaje de entrada del motor. También variaré el voltaje de entrada del motor de CC para controlar la velocidad del motor de CC. El voltaje de entrada se puede variar usando una resistencia variable. Al igual que en las casas, giramos la perilla del puerto del interruptor para controlar la velocidad del ventilador de techo. Girando el mando variamos la potencia de entrada (voltaje, corriente) del ventilador.
En nuestro caso, queremos controlar la velocidad de forma digital y no físicamente (en el caso del botón del ventilador comentado en el párrafo anterior). El control digital de la velocidad del motor de CC es posible activando y desactivando el sistema de control del motor. Dado que estamos utilizando un microcontrolador nodemcu en nuestro proyecto, debemos encender y apagar el sistema que controla el motor. Estamos utilizando el controlador de motor l293d en nuestro proyecto y nuestros motores están conectados a través de los pines de salida de sus canales. Si activamos y desactivamos los canales individuales del l293d, podemos variar el voltaje de salida del motor y por lo tanto podemos controlar la velocidad del motor.
Activar y desactivar canales individuales del L293D de forma controlada es una tarea sencilla. Podemos generar una señal de encendido/apagado controlada desde nodemcu que puede controlar la velocidad de rotación del motor de la forma deseada. PWM (Modulación de ancho de pulso) es el nombre de la técnica mediante la cual se pueden generar señales de control desde cualquier microcontrolador. También estoy generando una señal pwm desde nodemcu para el control de velocidad del motor.
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En una salida de señal de modulación de ancho de pulso, se controla el ciclo de trabajo de la señal. El ciclo de trabajo es la cantidad de tiempo que la señal está alta en un período determinado de la señal digital. En el lado derecho se muestran esquemáticamente los ciclos de trabajo. En la primera ola, el ciclo de trabajo es del 50%. Esto significa que la señal es alta durante el 50% del período. Por ejemplo, el período es de 2 segundos. Al 50% del ciclo de trabajo, la salida permanece alta durante 1 segundo y baja durante 1 segundo. Si el ciclo de trabajo es del 75%. La salida permanece alta durante 1,5 segundos y baja durante 0,5 segundos. Espero que tenga sentido para ti. Cuando se combinan los períodos, se forma la frecuencia. Y suele estar en kilos o mega Hz.
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Circuito de diseño
Como estoy usando dos motores en el proyecto, necesitamos cuatro controles para cambiar las direcciones del motor. Dos controles para cada motor. Como controles se utilizan cuatro pines digitales del Nodemcu. Para conectar
- GPIO-15 con entrada l293d 1
- GPIO-13 con entrada l293d 2
- GPIO-12 con entrada l293d 4
- GPIO-14 con entrada l293d 3
Para controlar la velocidad de los motores estoy generando una señal pwm en el GPIO-5 y GPIO-4 del nodemcu esp8266. Cada pin de habilitación del canal L293D recibe la señal PWM generada para controlar la velocidad de rotación del motor. Para conectar
- GPIO-5 con ENABLE-1 de l293d
- GPIO-4 con ENABLE-2 de l293d
Vss de l293d se suministra con +5 voltios. En el Vs del l293d la tensión de funcionamiento del motor se suministra en nuestro caso +12 voltios. Las tierras de L293D y Nodemcu deben ser comunes para que el circuito funcione correctamente.
Control de velocidad y dirección del motor de CC con módulo WiFi nodemcu esp8266 y controlador de motor l293d
Llegando a la parte del código del proyecto. El código está escrito en Arduino IDE. Arduino proporciona anuncios para placas base nodemcu esp8266 y podemos escribir, compilar y programar nodemcu esp8266 es arduino IDE.
En el código primero incluí la biblioteca ESP8288WiFi.h. Esta biblioteca contiene las principales funciones de inicialización de nodemcu. Luego se ingresa el SSID y la contraseña de la red WiFi. Debes ingresar tu SSID y contraseña de WiFi antes de mover el cabezal.
const char* ssid = “Su SSID”;
const char* contraseña = “Tu contraseña de Wifi”;
Ingrese el SSID y la contraseña entre comillas dobles. Después de SSID y contraseña. Se inicializan los pines de control nodemcu del canal L293d y los pines pwm. En la función de configuración, la comunicación serie Arduino IDE comienza a una velocidad de baudios de 115200 bps. Luego los pines de control se declaran como salida. En las salas, nodemcu solicita una distribución de IP a su enrutador WiFi. Después de la asignación de IP, nodemcu iniciará su servidor.
En el código anterior, parte del texto está desordenado porque el código HTML está presente en el código del proyecto. El código HTML comienza a ejecutarse en el navegador.
Cuando nodemcu inició su servidor. Comenzó a servir la página web. Simplemente haga el circuito y cargue el código anterior en su nodemcu.
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Después de enviar el código en nodemcu, abra el monitor serie arduino desde su ide arduino. En el monitor serie Arduino, verá el nodemcu solicitando la asignación de IP al enrutador WiFi y luego iniciará su servidor. Cuando el servidor esté completamente operativo, el nodemcu mostrará la dirección del servidor en el monitor serie Arduino. Esta dirección es la dirección HTML de la página web de controles del motor. Debes ingresar esta dirección en el navegador de tu dispositivo (móvil, computadora de escritorio o portátil). Puede ver la instantánea del monitor serie en el lado derecho.
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NOTA: Tanto el servidor (nodemcu esp8266) como el cliente (celular, laptop y computadora de escritorio) deben estar conectados al mismo WiFi Para comunicarse entre dos módulos, deben estar en la misma red. Por lo tanto, su nodemcu y su cliente (móvil, escritorio) deben estar en la misma red. Si alguno de ellos está en una red diferente, ni siquiera podrás ver la página web en el navegador del cliente.
Tan pronto como ingrese la dirección anterior en su navegador, se mostrará una página web en el cliente que contiene los controles del motor.
Página Web de Motor DC Controles Nodemcu: Velocidad y Dirección
La página anterior se mostrará en el navegador del cliente. Puede saber cómo arrancar, detener y cambiar de dirección un motor de CC utilizando la página web. También puede cambiar la velocidad de rotación del motor. Puede seleccionar tres velocidades cualesquiera. En la parte inferior de la página web, se muestra el estado del motor. ¿Si está girando? ¿en qué dirección? y se muestra la velocidad de rotación instantánea.
- Botón de arranque del motor
Los motores 1 y 2 comenzarán a girar en el sentido de las agujas del reloj.
- Botón de alternar dirección
Alternará dirección y comenzará a girar los motores en sentido antihorario. Para volver al sentido de las agujas del reloj, presione Start Engine nuevamente.
En la función de bucle, nodemcu espera cualquier solicitud del cliente. Si se realiza la solicitud, nodemcu realiza la función deseada a solicitud del cliente y antes de cerrar la solicitud, nodemcu responde con el estado actualizado del motor de CC.
Trabajo futuro
Mostré cómo controlar la velocidad del motor de CC con el módulo WiFi nodemcu y el controlador del motor puente l293d h. En mi proyecto es posible seleccionar sólo tres ciclos de trabajo. En el futuro, podrá insertar un campo de texto y un botón de envío en la página web y aceptar el ciclo de trabajo personalizado del usuario mediante el teclado. Hay muchas otras posibilidades para mejorar la funcionalidad del proyecto, haciendo el coche RC, robot, etc.
Descarga el código del proyecto. La carpeta contiene el archivo arduino ide .ino. Cada instrucción en el código se explica detalladamente. Si tiene alguna pregunta o consulta, escríbala a continuación en la sección de comentarios.
Código/Archivos
