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le azioni da intraprendere, come i controlli di feedback, il governo logico ed elettronico, il sistema di dosaggio dell’energia (controller del movimento e relativo driver) e il dispositivo di rilevazione dei movimenti. Comandare un motore con un senso di rotazione fisso Se il sistema dell’azionamento prevede un solo senso di rotazione fisso, una delle tante soluzioni è quella di uti- lizzare un amplificatore di corrente a transistor, per con- trollare un motore tramite un debole segnale TTL (da una MCU). Le soluzioni sono davvero tante e, specialmente negli ultimi tempi, i componenti elettronici di commuta- zione con un basso Rds(on) stanno popolando il mercato dell’elettronica. Ad esempio i MOSFET SiC e GaN costitu- iscono, ormai, realtà saldamente affermata e proprio nel settore dell’automazione e degli azionamenti essi sono utilizzati stabilmente. Si possono usare due transistor in configurazione Darlington per aumentare la corrente in gioco. Diamo un’occhiata allo schema elettrico di principio di cui alla figura 2, assieme ai grafici della tensione della MCU e della corrente sul motore. La tensione di controllo proviene da un microcontrollore e può assumere i valori 0 V oppure 5 V con un bassissimo valore di corrente (nella configurazione dell’esempio al massimo 12 mA). Il model- lo del motore è formato da una resistenza di 50 Ω e un’in- Fig. 2 – Un sistema a motore a un solo senso di rotazione può essere pilotato da due transistor in configurazione Darlington tramite un treno di impulsi TT duttanza di 15 mH ed è alimentato attraverso un sistema a chopping con duty cycle variabile. Se il primo transistor va in saturazione il motore viene alimentato e viceversa. La frequenza del PWM è di 500 Hz. Si ricordi che le frequen- ze comprese nel campo uditivo dell’uomo potrebbero far generare dei tenui toni acustici all’interno dei componenti induttivi (nel motore). Una siffatta soluzione riesce a otte- nere un rendimento complessivo maggiore del 94%. Comandare un motore in modo bidirezionale Spesso un sistema a motore deve poter svolgere le pro- prie mansioni nei due sensi di marcia, avanti e indietro. Un cancello elettrico, per esempio, si deve aprirema anche chiudere. Non ha assolutamente senso utilizzare due mo- tori differenti, uno per ogni operazione da svolgere. Sa- rebbe gravoso in termini di costi e di ingombri elettrici e meccanici. Quando c’è l’esigenza di cambiare la direzione della corrente nel motore, e quindi del verso di rotazione, si può utilizzare il principio del ponte H, visualizzato in figura 3. Il suo funzionamento è estremamente semplice e prevede l’attivazione di due coppie di transistor o MO- SFET opposti alla volta. Utilizzando un semplice motore in corrente continua a due fili è possibile ottenere un sistema bidirezionale. Attivando alternativamente due transistor alla volta è possibile cambiare la direzione del motore. Ap- plicando, inoltre, una tensione di alimentazione a PWM si può anche variare la velocità. Per un buon sistema performante è possibile implementa- re un ponte H con quattro transistor o MOSFET (vedi sche- ma applicativo generico in figura 4). Essi sono pilotati in modo asimmetrico (Q1 e Q4 HL=livello logico alto, Q2 e Q3 LL=livello logico basso e viceversa). Come detto prima la direzione della corren- te sul motore può es- sere invertita. Inoltre se si gestiscono oppor- tunamente le tensioni all’ingresso dei transi- stor si può attuare una sorta di freno motore. Questa è una possibi- lità estremamente im- portante, in quanto è possibile implementa- re un sistema di bloc- co senza intervenire meccanicamente sulle parti in movimento ma si opera esclusivamen- te a livello elettrico e magnetico. Fig. 3 – Il funzionamento di un ponte H EO POWER - OTTOBRE 2021 XXXII Power