Diseño e implementación de un servomotor mediante un sistema embebido basado en PIC18

Abstract

Este documento llamado DISEÑO E IMPLEMENTACION DE UN SERVOMOTOR MEDIANTE UN SISTEMA EMBEBIDO BASADO EN PIC18, se encuentra organizado en tres secciones: fundamentación teórica, diseño y validación. En la primera, damos una descripción detallada de todos los conceptos y elementos manejados en el proyecto, la segunda registra ampliamente todos los cálculos, análisis que hicieron parte del diseño del prototipo; la tercera y última sección contiene todas las pruebas, análisis de resultados y ajustes necesarios en la implementación del mismo. El objetivo de este proyecto es diseñar e implementar un sistema servomotor controlado en velocidad mediante un microcontrolador de la serie PIC18 con el fin de poner a prueba su desempeño en sistemas robustos de control similares a los encontrados en la industria, realizando tareas simultaneas como control digital, y comunicación bidireccional mediante protocolo USB con un PC para efectos de monitoreo y configuración. Para el control de sentido giro se diseñó un Half Bridge con Mosfet’s capaz de soportar la corriente demandada por el motor. Las funciones de la etapa de control básicamente son realizar el control PID y establecer la comunicación bidireccional con la PC, para lo cual se decidió usar un el microcontrolador PIC18F4550 por ser el dispositivo de más fácil y de económica adquisición que maneja comunicación USB y tiene los periféricos necesarios para la interacción con este proyecto; permitiendo a su vez un futuro ensanchamiento del mismo. La programación para este microcontrolador se desarrolló en el lenguaje CCS C debido a su carácter intuitivo, además de ser un lenguaje de alto nivel que abstrae muchas porciones de código en ocasiones causantes de retrasos por falta de conocimiento del programador de los detalles más pequeños de la arquitectura del microcontrolador. Para efecto de monitoreo y modificación de parámetros del sistema, se realizó una aplicación en Java capaz de gestionar una comunicación USB entre el PIC y la PC, monitorear la variable a controlar y modificar variables como el setpoint, constantes PID, sentido de giro y tipo control (lazo abierto/cerrado), permitiendo compactar en una sencilla aplicación las funciones necesarias a la medida de este proyecto.