Če ste se že kdaj ukvarjali z robotiko, se boste najbrž strinjali z mano, da so motorji pomembni sestavni deli pri vsakem načrtovanju izdelave robota – dajejo mu možnost gibanja, s tem pa mu vdahnejo tudi neko obliko življenja.
Tisti, ki se ukvarjajo z robotiko, se najpogosteje odločajo za elektromotorje, ker je z njimi mogoče izpolniti različne zahteve, od premikanja celotne robotske konstrukcije do natančnega upravljanja s posameznimi deli mehanizma. Za vsak posamezni namen je najprimernejša prav določena vrsta elektromotorja. V tej seriji člankov pa bomo obravnavali krmiljenje delovanja “običajnih” enosmernih (DC), servo in koračnih motorjev. Ob različnih priložnostih smo v reviji Svet elektronike že pisali o tem, kako lahko to izvedemo s pomočjo mikrokontrolerjev (oglejte si takšen članek o razvojnem sistemu MikroPin, številka 203). Tokrat pa bomo za spremembo spoznavali različne načine, kako lahko to naredimo tudi s pomočjo klasičnih elektronskih vezij.
Enosmerni (DC) motor
Slika 1 prikazuje tokokrog, ki ga sestavljajo elektromotor M, vir napajanja B in stikalo S. Ko sklenemo stikalo, se tokokrog sklene in skozi elektromotor začne teči tok. Ta se bo zato začel vrteti. Če želimo, da se motor vrti v nasprotni smeri, zadostuje že to, da zamenjamo pola na napajalnem viru. Če pa želimo nastavljati tudi hitrost vrtenja motorja, je treba v tokokrog dodati ustrezen regulacijski element.
Kot regulacijski element lahko uporabimo spremenljivi upor. Kot prikazuje shema na sliki 2, ga povežemo serijsko z ostalimi elementi tokokroga. Zato bo njegova upornost vplivala na velikost toka, ki teče skozi elektromotor: če je ta upornost večja, bo tok manjši in obratno. Z drugimi besedami, z nastavljanjem spremenljivega upora vplivamo na velikost toka, ki teče skozi tokokrog s tem pa tudi na hitrost vrtenja elektromotorja.
Obstaja nekaj razlogov, zaradi katerih takšen način uravnavanja hitrosti vrtenja ni priporočljiv. Prvi razlog je ta, da tok, ki teče skozi upor, na njem povzroči nek padec napetosti, s čimer se del energije iz vira napajanja izgublja za segrevanje upora, česar pa seveda ne želimo. Zaradi tega segrevanja je treba uporabiti močne, največkrat žične izvedbe spremenljivih uporov (imenujejo se reostati), ki nikakor niso poceni. Če bi vzeli dovolj močan reostat, to segrevanje samo po sebi ne bi predstavljalo večjih nevšečnosti, če obenem to ne bi pomenilo tudi izgube energije. Nezaželena je vsaka izguba energije, posebno če gre za baterijsko napajanje: namesto, da bi energijo porabili za vrtenje motorja, se bo del energije, ki je shranjen v bateriji, tu porabil za gretje reostata.
Kako krmiliti delovanje elektromotorjev (1)
2017_SE249_56
