Robótica — UNIMET
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PWM y puente H

Tema 7

Ajusta el ciclo de trabajo y observa el voltaje medio que ve el motor, la forma de onda real y los cuatro estados del puente H.

Señal PWM

Onda cuadrada con el ciclo de trabajo seleccionado12 V0 VV medio = 7.20 V1 periodo = 2.041 ms
Rotor del motor

Giro horario

Velocidad relativa 55%

Frecuencia de conmutación
Entradas del puente H
  • IN1=1 · IN2=0 → Giro horario
  • IN1=0 · IN2=1 → Giro antihorario
  • IN1=0 · IN2=0 → Rueda libre
  • IN1=1 · IN2=1 → Freno

V medio = D · Vcc · analogWrite = D · 255

Voltaje medio

7.20V

Voltaje eficaz (RMS)

9.30V

Valor de analogWrite()

153

Periodo

2.041ms

Tiempo en alto

1.224ms

Tiempo en bajo

0.816ms

Velocidad relativa

55%

Estado del puente

Giro horario

Conmutaciones por segundo

490

Qué observar

El motor nunca ve los 12 V a medias: ve pulsos completos. Lo que promedia es su propia inercia mecánica y eléctrica, y por eso el voltaje medio es lo que gobierna la velocidad.

Sube la zona muerta y baja el ciclo de trabajo: hay una franja donde la señal existe pero el motor no arranca porque no vence su fricción estática. Es la razón por la que un robot móvil no puede ir arbitrariamente lento con control en lazo abierto.

Compara los dos voltajes: al 25% de ciclo el medio es la cuarta parte de Vcc, pero el eficaz es la mitad, porque vale Vcc·√D. La velocidad sigue al valor medio y el calentamiento de los devanados al eficaz — por eso un motor puede calentarse más de lo que su velocidad sugiere.

Sobre la frecuencia y el puente H

La frecuencia no cambia el voltaje medio: cambia el tamaño de los pulsos. Muy baja se oye como un zumbido y el par sale a tirones; muy alta calienta más los transistores al conmutar. Los 490 Hz son los que entrega por defecto analogWrite() en la mayoría de los pines de un Arduino UNO.

Con IN1 e IN2 en el mismo nivel el motor no gira, pero las dos situaciones no son iguales: en rueda libre queda desconectado y sigue por inercia, mientras que en freno sus terminales quedan unidos y la propia corriente generada lo detiene.