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Motores de corrente contínua são utilizados numa infinidade de aplicações mecatrônicas tais como robôs, braços mecânicos, automatismos, sistemas de aberturae fechamento de portas etc. Ao lado da variedade de tipos de motores com que é possível contar para estas aplicações, igualmente ampla é a gama de circuitos quepodem ser empregados para seu controle.

O controle de motores de corrente contínua não é tão simples, pois as características elétricas destes dispositivos não são lineares, apresentando alguns pontos que podem fazer com que os circuitos utilizados não funcionem apropriadamente.


Por exemplo, além de fortemente indutivos e apresentando sistemas de comutação que geram pulsos de transientes de alta tensão, a corrente drenada por um motor varia com a carga, ou seja, com a força que eles estão exercendo em um determinado momento, conforme mostra o gráfico da figura 1.



Desta forma, quando usamos dispositivos semicondutores no controle de motores de corrente contínua, não devemos apenas observar se eles são capazes de suportar as correntes exigidas pelo motor, mas também as tensões inversas geradas na comutação, agregando eventualmente um elemento de proteção. A proteção mais comum é a que faz uso de um diodo ligado em paralelo, embora possamos empregar um capacitor de valor apropriado,veja a figura 2.




A finalidade do circuito comutador (ou de controle) é normalmente ligar e desligar o motor a partir de sinais de pequena intensidade, provenientes tanto de um microcontrolador, microprocessador, configuração lógica, comutador ou sensor, conforme ilustra a figura 3.



Quanto maior for a corrente drenada pelo motor e menor a intensidade do sinal de controle, maior deverá ser o ganho do circuito usado no controle. A amplificação do circuito normalmente é expressa pelo ganho de corrente. Assim, um circuito que tenha ganho 1 000 poderá controlar um motor de 1 A com uma corrente de 1 mA. O ganho exigido, evidentemente, irá depender da aplicação.

Devemos também  levar em conta que um motor de 1 A, no momento da partida, para que seja tirado da imobilidade exigirá uma corrente maior, por exemplo, até 3 A. Por este motivo, ao escolher um circuito de controle devemos dar uma margem de segurança. Para controlar um motor de 1 A, utilizamos um circuito que, com seu ganho, possa fornecer pelo menos 2 A ao motor.


Circuito Simples com 1 Transistor NPN

Na figura 4 temos um circuito simples que pode controlar um motor até 500 mA se utilizar o BD135, e até 1 A se for usado o TIP31. Transistores de maior corrente podem ser empregados. Como o ganho típico destes transistores é da ordem de 100 vezes, a corrente mínima de controle é da ordem de 10 mA.



Neste circuito, quando aplicamos uma tensão positiva à entrada, o motor liga. Isso significa que ele opera com o nível lógico alto de entrada. Na mesma figura mostramos como é possível fazer seu acionamento com um sensor do tipo reed. Nesta configuração, o transistor deve ser dotado de um radiador de calor.

Circuito Simples com 1 Transistor PNP

Para acionar o motor com o nível baixo, ou seja, com um sinal negativo, podemos utilizar um transistor PNP, conforme sugere a figura 5.



Para o transistor BD a corrente máxima do motor é de 500 mA ,e para o TIP é de 1 A. A sensibilidade é da ordem de 10 mA, o que permite a utilização de sensores como reed-switches e em alguns casos até mesmo LDRs.


Circuito Darlington NPN

Podemos obter muito maior sensibilidade com a utilização de transistores Darlington, cujos ganhos são tipicamente de 1000 vezes, como o tipo NPN indicado na figura 6.



Com este circuito conseguimos controlar um motor de 1 A com uma corrente de apenas 1 mA na entrada. O acionamento ocorre no nível alto e o transistor deve ser dotado de um radiador de calor. Sensores de baixa corrente como LDRs ou mesmo NTCs podem ser usados neste circuito. Veja, entretanto, que, como se trata de um amplificador linear a sua curva de resposta possibilita sua utilização como um controle analógico de velocidade.

Na figura 7 mostramos a curva aproximada de controle se empregarmos na entrada um potenciômetro de 47 k ohms.