Dejemos de lado las discusiones de diseño de la placa, que ya dijimos al principio que no son el objeto de este hilo.
A continuación incluyo una recopilación de interesantes dudas y puntualizaciones que han ido surgiendo hasta el momento, y que me han llegado a través de mensajes privados, o en alguno de los post del hilo. No se trata de discutirlas, sino de recopilarlas...
¿Por qué emplear reguladores PI, existiendo PID?
Es cierto que una regulación Proporcional-Integral-Diferencial (PID) realiza un control más complejo y elaborado de la señal, que un PI.
Sin embargo, la parte Diferencial provoca grandes variaciones en señales que llevan un cierto rizado, ya que lo amplifican. Este es el caso de las formas de onda PWM, y por ello es difícil ver sistemas de regulación para motores industriales, que lleven reguladores PID.
¿Por qué emplear dos micro-controladores, en vez de uno?
La primera razón es que me gusta un diseño tan estructurado, y que es además barato, ya que el coste de los micros es cada vez menor. Es una decisión propia.
Pero hay más razones que sustentan este diseño: Aunque es cierto que los micro-controladores actuales son muy potentes, este diseño permite subdividir las tareas asignadas, en:
• Tareas de tiempo crítico.
• Tareas normales.
• Tareas muy lentas.
y asignar las tareas críticas a un solo micro, mientras que las más lentas se asignan al otro micro.
Entre las tareas de Tiempo crítico están aquellas referidas a la generación y atención a interrupciones, tanto del PWM como del bus SPI.
La tarea más crítica en tiempo de ejecución, es la que implementa los bucles de regulación PI, ya que han de ejecutarse en un tiempo tan corto como podamos, para poder atender a las variaciones que se experimenten en las condiciones del motor, en tiempo real.
Entre las tareas normales estarían las referidas al tacómetro basado en sensor, controles generales del sistema, etc.
Entre las tareas muy lentas, está el acceso a la pantalla de visualización de datos. Estos dispositivos son tan lentos, que hay que acceder a ellos lo menos posible, o hacerlo una vez, al arrancar y luego retocar lo mínimo posible la imagen.
¿Qué tiempos de ejecución se manejan?
Para poder comparar las tareas, podemos decir, grosso modo, que:
• Cada bucle de control PI se ejecuta en unos cientos de micro-Segundos.
• Las tareas muy lentas, como acceso a pantalla, se ejecutan en decenas de mili-Segundos.
Es decir, la pantalla es del orden de cientos de veces más lenta que los bucles PI. Como además actualizar una pantalla conlleva inevitablemente varios accesos a la misma, podemos decir que la pantalla suele ser mil veces más lenta que un bucle PI.
¿Por qué empleamos un IGBT?
He decidido emplear IGBT como semiconductor de control de potencia, por su extremada resistencia a las sobretensiones, y la facilidad de control, ya que se puede disparar con corrientes casi nulas.
Este es el semiconductor más usado en grandes convertidores industriales, para control de máquinas.
¿Qué compilador es el más indicado para programar estos chips?
En mi opinión, el AVR 4 es la opción más equilibrada para quienes quieran desarrollar código avanzado para estos chips.
El compilador está basado en el software de Microsoft Visual C++, que es una herramienta magnífica. Este compilador AVR es también una herramienta muy estable y madura.
¿Puede el estimador de la velocidad, substituir al tacómetro basado en sensor de pulsos?
Cuando no se dispone de un tacómetro con sensor de pulsos, una solución habitual es utilizar estimadores software.
El estimador emplea un modelo matemático del motor, que previamente habremos tenido que caracterizar con precisión.
A partir del consumo de corriente, se puede inferir la velocidad con una precisión que llega al 5% de error. Más que suficiente para muchos casos, pero lejos de la precisión de un tacómetro basado en sensor.
Además, hay que tener en cuenta que esta estimación se refiere a la velocidad de giro del eje del motor, no del husillo de la máquina, por lo que si empleamos poleas intermedias para cambiar de velocidad (caso habitual de un torno), el dato mostrado deberá ser “arreglado” multiplicando por la desmultiplicación aportada por las poleas.
