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May 28, 2023

Si es un comprador activo en los sitios web de RC, encontrará motores pequeños con especificaciones de cientos de vatios y un peso de sólo unos pocos gramos, como este. Lamentablemente, sus controladores de motor complementarios están diseñados para impulsarlos a alta velocidad, lo que significa que sólo podemos alcanzar esa especificación de potencia de “520 vatios” operando en una configuración de velocidad máxima y par mínimo. Claro, esa configuración está bien para los entusiastas de los aviones rc y los multicópteros, pero para los robóticos que buscan manejar estos motores bldc en una configuración de baja velocidad y alto par, las búsquedas quedan en blanco.

¡Sin embargo, los días en el polvo están llegando a su fin! [Cameron] trabajó arduamente en un controlador de circuito cerrado de bajo costo para la comunidad de robótica que tomará un motor de avión BLDC convencional y lo transformará en un servomotor de alta gama. Lo mejor de todo es que el paquete completo solo le costará alrededor de $20 en piezas, ¡incluido el sensor de posición!

“¿Otro controlador de motor BLDC?” tú puedes pensar. “Seguramente he visto esto antes”. No temáis, fieles lectores; La solución [de Cameron] hará sonreír incluso al ingeniero más gruñón. Para empezar, está cerrando el circuito con un sensor de efecto Hall Melexis MLX90363 para localizar la posición del rotor. Simplemente pegue un pequeño imán al eje, calibre el campo magnético con una revolución y, ¡puf!, ¡aparecerá un codificador salvaje de 14 bits! Lo mejor de todo es que esta solución cuesta apenas entre 5 y 10 dólares en piezas.

Luego, [Cameron] descubrió un secreto poco conocido del ATMEGA32u4, más conocido como el chip dentro del Arduino Leonardo. Resulta que el periférico TIMER4 de este chip contiene una función diseñada exclusivamente para el control de motores trifásicos sin escobillas. Las salidas PWM complementarias están integradas en 3 pares de pines con tiempo muerto configurable integrado en el hardware del chip. Finalmente, [Cameron] pulsa los FET a 32 Khz limpios, mucho más allá del rango audible, lo que significa que no escucharemos ese agudo gemido de 8 Khz que es tan característico de los controladores de motor BLDC baratos.

¿Curioso? Consulte el diseño del firmware y del controlador [de Cameron] en Githubs.

Por supuesto, hay salvedades. La solución de codificador magnético [de Cameron] tiene un retraso de unos pocos milisegundos que es necesario caracterizar. También necesitamos pegar un imán al eje de nuestro motor, que no funcionará en todos nuestros proyectos que tienen grandes limitaciones de espacio. Finalmente, existe simplemente la vieja física. En el mundo real, el par del motor es directamente proporcional a la corriente, por lo que detener un motor bldc disponible en el mercado con el par máximo los quemará, ya que ninguna hélice empuja aire a través de ellos para enfriarlos. Sin embargo, el controlador de circuito cerrado [de Cameron], por fin, puede brindar a la comunidad de robótica casera la oportunidad de explorar estos límites.