Circuitos para controles
de motores

Os motores de corrente contínua, com tensões de alimentação entre 3 V e 12 V e correntes de até 1 A podem ser usados facilmente para movimentar braços mecânicos, elevadores, esteiras e até mesmo veículos de pequeno porte e robôs alimentados por bateria. Além da parte mecânica que pode exigir polias, correias ou caixas de redução, um problema que o projetista destes dispositivos encontra é o controle elétrico e eletrônico dos motores. Como o sentido de rotaçâo do motor depende da polaridade da alimentação e a velocidade da tensão aplicada dentro da faixa permitida, o uso de circuitos eletrônicos não é difícil e para os que conhecem alguns componentes básicos, a montagem de controles é relativamente simpIes. Dou a seguir diversos circuitos que podem ser adaptados para funcionar como motores de 3 V a 12 V e que exijam correntes de até 1 A. Estes motores podem ser conseguidos de pequenos eletrodomésticos fora de uso (alimentados por pilhas e baterias) ou de brinquedos, principalmente, carrinhos que podem fornecer unidades de boa potência.

Para acionar um motor a partir de um conjunto de pilhas, bateria ou fonte de alimentação, o circuito indicado é o mostrado na figura 1, onde a polaridade da ligação do motor vai determinar o seu sentido de rotação. O capacitor é usado para amortecer as comutações das escovas do motor, tomando seu funcionamento mais suave e evitando a produção de pulsos de transientes no circuito alimentado. Este componente é especialmente importante quando a bateria usada alimenta outros circuitos ao mesmo tempo, pois sem o capacitor, podem ocorrer interferências. Se o circuito usar um controle remoto, o capacitor é muito importante, pois evita a irradiação de interferências. Valores entre 100 uF e 1000 uF com tensão de trabalho um pouco maior que a usada na alimentação podem ser usados, observando-se sua polaridade.

Na figura 2 mostramos como deve ser ligada uma chave de 2 pólos x 2 posições ou HH para fazer a inversão do sentido de rotação de um pequeno motor de corrente contínua. Na mesma figura damos a identificação dos pólos desta chave que pode ser conseguida com facilidade em aparelhos fora de uso ou adquirida em casas especializadas. Qbserve que esta chave inverte o sentido da corrente que circula no motor. Como a corrente é invertida, o capacitor depois da chave deve ser de poliéster, despolarizado, de 100 nF Para uma filtragem melhor com um capacitor eletrolítico de 100 p a 1000 pF, sua ligação deve ser feita antes da chave. Este circuito é indicado para o caso em que se faz o controle de um braço mecânico ou de um robô e ele deve ter movimentos em dois sentidos. A chave pode ficar longe do sistema ligada por fios longos.

Dois motores podem ser ativados alternadamente com o circuito da figura 3. Com a chave na posição 2, o motor M₁ é ativado e com a chave na posição 3 é a vez do motor M₂ ser ativado. A chave de 1 pólo x 2 posições pode ser conseguida em aparelhos fora de uso ou ainda ser utilizada uma chave HH. No caso da chave HH, aproveitamos apenas metade como indicado na figura. Este circuito combinado com o da figura 2 possibilita o controle de dois motores com rotação nos dois sentidos, ou seja, podemos fazer qualquer um dos motores rodar no sentido desejado no momento em que quisermos.

Este circuito é indicado para aplicações em que o motor não deva simplesmente rodar, mas dar um pequeno impulso em algum dispositivo pelo toque num interruptor de pressão. Conforme a figura 4, o que temos é um capacitor de valor muito alto ligado em paralelo com o motor de corrente contínua. Quando damos um toque no interruptor de pressão, o capacitor carrega e depois descarrega-se pelo motor, mantendo-o em funcionamento por alguns segundos, dependendo de sua corrente. Em lugar de S1 como intermptor comum de pressão podem ser usados sensores, como por exemplo, relés, reedswftches, micro-swftches e outros dispositivos que produzam pulsos curtos de corrente.

O circuito mostrado na figura 5 inverte o sentido de rotação de um motor, enquanto o interrumptor S1 for pressionado. Veja que S1 pode ser um interruptor de pressão ou um sensor de qualquer tipo (reedswftch, chave de fim de curso, sensor de toque, etc). O relé usado deve ter a mesma tensão usada na alimentação do motor neste circuito, mas nada impede que o relé seja alimentado por um circuito externo de controle. Se for necessário usar um capacitor para amortecer os transientes devido à comutação do motor, ele deve ser ligado em paralelo com a alimentação. Este circuito pode ser combinado com outros mostrados nesta pagina de modo a ser obtido um comportamento mais complexo do sistema.

Com um toque no interruptor S₁ o motor liga e assim permanece até que um toque no interruptor S₂ o desligue. O circuito mostrado na figura 6 pode ser usado em muitas aplicações importantes de Robótica e Mecatrônica. Como os interruptores S1 e S2 podem ser sensores, tais como reed-swftches, chaves de fim de curso ou outros sensores, as aplicações são ilimitadas. Basta dar um toque num interruptor por exemplo, e uma esteira se move para transportar um objeto até seu final. No final, o sensor S₂ é ativado e a esteira pára de modo automático. O SCR não precisa de radiador de calor para motores até 500 mA. Acima disso, será conveniente usar uma pequena chapinha de metal para esta finalidade. O diodo D₁ serve como filtro para evitar que pulsos de transientes gerados na comutação das bobinas do motor apareçam sobre o SCR, causando seu desligamento em momento indevido. Se houver tendência ao desligamento, mesmo com o diodo, um capacitor eletrolítico de 100 uF a 1 000 uF deve ser ligado também em paralelo com este componente. Um ponto importante a ser observado neste circuito é que há uma queda de tensão da ordem de 2 V num SCR ligado. Isso quer dizer que a tensão de alimentação deve ser 2 V maior que a exigida pelo motor de modo a compensar esta perda. É por este motivo que a tensão mínima de entrada sugerida para estes circuitos é de 6 V.

Um fiash de luz dirigido ao LDR faz com que o SCR dispare e o motor seja acionado no circuito da figura 7. Para desligar, o que pode ser feito por um interruptor de pressão, chave de fim de curso, reedswitch ou outro tipo de sensor, é necessário ativar S2 A sensibilidade do circuito é ajustada em P1 Para maior diretividade e sensibilidade do LDR, evitando o acionamento pela luz ambiente, ele deve ser instalado num pequeno tubo opaco com uma lente convergente na sua frente. Se houver tendência ao desligamento errático pela comutação do motor, um capacitor de 100 uF a 1000 uF deve ser ligado em paralelo com o motor. O SCR só precisará de um pequeno radiador de calor se o motor exigir correntes de mais de 500 mA. Este circuito pode controlar correntes de até 2 A. Deve ser lembrada a queda de tensão de 2 V produzida no SÇR em condução.

A passagem de um objeto diante do LDR de modo a causar uma sombra momentânea aciona o motor, que assim permanecerá até que S1 seja ativado. O circuito mostrado na figura 8 usa como sensor um LDR ou fotorresistor. Da mesma forma que no circuito anterior, P₁ controla a sensibilidade. Para maior diretividade o LDR deve ser montado num tubinho opaco com uma lente a sua frente. Este circuito pode ser usado para detectar a colocação de um objeto diante de um braço mecânico acionando sua pinça de modo automático para prendê-lo. Numa esteira, a colocação de um objeto faz seu acionamento até o momento em que uma chave de fim de curso (S1) a desligue. Devemos lembrar a queda de tensão de 2 V no SCR em condução, compensando-a na alimentação.