https://github.com/kr4fty/dcmotorcontroller

Closed Loop Position Control for DC Servo Motors. STEP / DIR compatible Driver
https://github.com/kr4fty/dcmotorcontroller

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Closed Loop Position Control for DC Servo Motors. STEP / DIR compatible Driver

• Host: GitHub
• URL: https://github.com/kr4fty/dcmotorcontroller
• Owner: kr4fty
• License: gpl-2.0
• Created: 2017-06-14T01:09:54.000Z (almost 9 years ago)
• Default Branch: master
• Last Pushed: 2017-11-13T21:56:24.000Z (over 8 years ago)
• Last Synced: 2025-03-26T13:21:36.102Z (about 1 year ago)
• Language: Arduino
• Size: 3.11 MB
• Stars: 4
• Watchers: 1
• Forks: 7
• Open Issues: 0
• Metadata Files:
  • Readme: README.md
  • License: LICENSE

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README

          
# DCMotorController

Control de lazo cerrado para motores DC utilizando un ATMEGA328p (corazón del

  Arduino UNO) y un puente H tipo L293.

- [DCMotorController](#dcmotorcontroller)

	- [Descripción](#descripcin)

	- [Funcionamiento](#funcionamiento)

		- [Parámetros PID](#parmetros-pid)

	- [Características:](#caractersticas)

	- [Firmware](#firmware)

		- [Dependencias](#dependencias)

	- [Hardware](#hardware)

		- [Esquematico](#esquematico)

	- [Video](#video)

	- [Motores de corriente continua](#motores-de-corriente-continua)

		- [Ventajas de los Motores DC frente a los PaP](#ventajas-de-los-motores-dc-frente-a-los-pap)

		- [Desventajas de los Motores DC frente a los PaP](#desventajas-de-los-motores-dc-frente-a-los-pap)

	- [Proyectos Similares](#proyectos-similares)

	- [Licencia](#licencia)

	- [Autor](#autor)



  



## Descripción

Este es una pequeña implementación de la librería [ArduinoPID](https://github.com/br3ttb/Arduino-PID-Library), para el control

de motores de corriente continua, DC, que cuenten con un encoder acoplado a su

eje.

Cuenta con soporte para **uno** o **dos** motores, dependiendo de como este

configurado dentro de _**motor.h**_.

La idea principal del proyecto es la de utilizar MOTORES DC/Servos en proyectos

de construcción de CNC en lugar de los tradicionales Motores Paso a Paso (PaP).

El sistema es compatible a nivel de pins de control, con los driver para motores

PaP, **STEP** y **DIR**, como por ejemplo el [Pololu A4988](https://www.pololu.com/product/1182).

## Funcionamiento

Un Arduino cargado con **GRBL**, por ejemplo, envía un pulso a través del pin **STEP**. Cada pulso que recibe el driver le dice al motor que tiene que avanzar un micropaso.

Luego por medio del pin **DIR** obtenemos la dirección de avance, si queremos ir en el sentido de las agujas del reloj, o al contrario.

De esta forma, cada vez que el driver recibe un pulso en el pin **STEP**, el circuito comprueba el estado del pin **DIR**, y alimenta las bobinas del motor en el orden adecuado.

### Parámetros PID

El proceso de sintonizado del PID se hizo de forma experimental, prueba/error, tratando de tener tanto el **overshoot** como el **tiempo de establecimiento** los mas chicos posibles.

Se llego a la conclusión que para el par de motores utilizados, los parámetros que mejor se ajustaban fueron los siguientes:

  * Setpoint > 50: 

      Kp = 10 // Agresive Kp

      Ki = 1 // Agresive Ki

      Kd = 0.01 // Agresive Kd

  * Setpoint =< 50:

      Kp = 5  // Conservative Kp

      Ki = 0.1  // Conservative Ki

      Kd = 0.001  // Conservative Kd

Dependiendo del tipo de Motor/Servo utilizados, estos parámetros deberán ser cambiados. Esto ultimo se realizara modificando los prarametros AGGKp,AGGKi, AGGKd, CONSKp, CONSKi y CONSKd, dentro de **motor.h**

## Características:

  * El conjunto Driver-Servo/Motor remplaza al conjunto Driver-Motor/PaP

  * El corazón del sistema es un chip **ATMEGA328p**

  * Se puede controlar uno o dos motores simultáneamente

  * El Driver tiene cuatro señales de control: **DIR**, **STEP**, **ENABLE** y **RESET**

  * Cada motor puede ser controlado de forma independiente por medio de **DIR** y

    **STEP**

  * El sistema de control esta basado en un sistema PID

  * El PWM trabaja a una frecuencia de 31.25KHz, imperceptible al oído humano

  * Cuenta con un salida por puerto serie para depuración

  * Tanto las señales de entrada de los STEPs como las de los encoders, utilizan

    interrupciones del tipo **PIN CHANGE** (PCI)

  * El diseño del **PCB** fue realizado en [KiCAD](https://github.com/KiCad/)

  * La etapa de potencia de los motores fue realizada con un **puente H** del tipo L293D

## Firmware

### Dependencias

El proyecto depende de cuatro librerías:

  * [ArduinoPID](https://github.com/br3ttb/Arduino-PID-Library): Librería principal con la que se realiza el control de lazo

    cerrado

  * [EnableInterrupt](https://github.com/GreyGnome/EnableInterrupt): Encargada de vincular las interrupciones del tipo Pin-change con la respectiva ISR.

  * [EncoderPCI](https://github.com/kr4fty/EncoderPCI): Librería encargada de manejar los Encoders

  * [DCMotorServoPCI](https://github.com/kr4fty/DCMotorServoPCI): Es la librería en si, que realiza la gestión y el control del

    motor dc

## Hardware

Pins utilizados:

	 Motor 1 

	 Arduino Pin  Descripción 

	10  pwmX, chip enable 1 del L293D 

	6   in1X, salida hacia el pin 2, IN1, del L293D 

	5   in2X, salida hacia el pin 7, IN2, del L293D 

	A2  inAX, entrada A desde el encoder 

	A3  inBX, entrada B desde el encoder 

	2   stepX, entrada STEP proveniente del otro Arduino cargado con GRBL 

	12  dirX, entrada DIR proveniente del otro Arduino cargado con GRBL 

	 Motor 2 

	 Arduino Pin  Descripción 

	 11  pwmY, chip enable 2 del L293D 

	 8  in1Y, salida hacia el pin 10, IN3, del L293D 

	 9  in2Y, salida hacia el pin 15, IN4, del L293D 

	 A0  inAY, entrada A desde el encoder 

	 A1  inBY, entrada B desde el encoder 

	 3  stepY, entrada STEP 

	 13  dirY, entrada DIR 

	 Global 

	 Arduino Pin  Descripción 

	 A5  entrada ENABLE 

	 Rst  Reset del driver 

### Esquematico



  



  Circuito


  

  




## Video



  YouTube


  

  

  



## Motores de corriente continua

### Ventajas de los Motores DC frente a los PaP

  * Poseen gran velocidad de giro

  * Alta aceleración/Par inicial

  * Son silenciosos

  * Movimiento suave y sin saltos

  * Control medianamente sencilla

  * Electrónica mas sencilla

  * Utiliza realimentación para el control del sistema

  * Debido a este ultimo, tiene alta precisión en posición (depende fuertemente

    del encoder acoplado)

### Desventajas de los Motores DC frente a los PaP

  * La potencia de funcionamiento pico sólo se desarrolla a altas velocidades

  * Debido a sus altas velocidades estos pueden calentarse mas rápidamente

    (podría necesitar un sistemas de ventilación)

  * Inercia mas elevada (depende de la  velocidad y la carga acoplada al eje)

## Proyectos Similares

  * [ServoStrap](https://github.com/danithebest91/ServoStrap) por _danithebest91_

  * [SuryaProCell-CNC](https://github.com/suryaprocell/SuryaProCell-CNC) por _suryaprocell_

  * [DC-Servo-Controller](https://github.com/makerbot/DC-Servo-Controller) por _makerbot_

  * [dcservo](https://github.com/misan/dcservo) por _misan_

## Licencia

GPLv2

## Autor

Tapia Favio

## Feedback

Por favor agradecería que me envies cualquier duda y/o comentario para mejorar el proyecto, gracias.

Mail: technicc (at) gmail.com