Detección de rotura de cable

Estoy tratando de diseñar un circuito donde sea esencialmente un motor controlado por un microcontrolador con algo de retroalimentación. El motor tendrá su propia fuente de alimentación aislada y el interruptor de encendido/apagado real será un relé + transistor.

Lo que estoy buscando es tener algún tipo de retroalimentación si el lado del motor no funciona (la fuente de alimentación está muerta o se rompe el cable, etc.), ya que actualmente si el controlador cambia el transistor/relé, no hay forma de saber si hay corriente que va al motor. El motor también puede estar muy lejos (digamos un metro o dos), lo que aumenta la posibilidad de que se rompa un cable.

Actualmente, la única forma en que puedo pensar en hacer esto es usar un optoacoplador con un divisor de corriente en paralelo con la línea del motor. No tengo idea de si esta es la forma adecuada, pero he logrado que funcione más o menos (con algunas conjeturas + seguimiento y error en los valores de resistencia). Sin embargo, un problema es que no es perfecto, ya que supongo que cuando el motor se enciende / apaga (gira hacia arriba o hacia abajo o se detiene), el consumo de corriente cambia, lo que afecta un poco la lectura.

¿Cuál sería una forma mejor/adecuada de hacer esto? O qué debo buscar, ya que tratar de buscar esto en Google solo arroja muchos resultados sobre cómo medir la corriente usando un medidor o usando la prueba de continuidad.

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

Nota al margen: mi conocimiento en ingeniería eléctrica es bastante limitado y mi esquema es bastante tosco solo para transmitir la idea: he omitido algunas partes, como el diodo a través de la bobina/motor del relé y el transistor podría ser incorrecto, etc.

Respuestas (5)

Otra forma de hacerlo sería utilizar un sensor de efecto hall. Estos sensores básicamente le dan una medida de corriente a través de un cable. Deberá encontrar uno que se ajuste a su rango actual. Un ejemplo de dicho sensor es el ACS712T de Allegro. Incluso puede encontrar estos sensores listos en tableros de conexión (a precios bajos), lo que lo hace muy fácil de usar.

Sugeriría esto también, porque permite medir la corriente, no solo detecta su presencia. Solo una nota: un sensor Hall (efecto) es un sensor para medir campos magnéticos. El sensor que vinculó es un "sensor de corriente basado en el efecto Hall", es decir, midió el campo de la corriente que fluye y da una respuesta lineal.
Resulta que tengo uno a mi lado (A3144) y lo probé en el pasado pero no pude hacerlo funcionar. Lo había olvidado por completo hasta ahora. Lo intentaré de nuevo, aunque dice que necesita más de 3.3v, pero parece ofrecer la mayor cantidad de comentarios. Creo que con la corriente medida, podría inferir potencialmente si el motor está funcionando o también se ha detenido.
El A3144 (tengo varios) es un interruptor binario que indica la presencia de un polo norte (o sur, no me acuerdo) cerca del plano de detección. NO da ninguna indicación de la fuerza del campo magnético y no es lo suficientemente sensible para detectar el flujo de corriente en un cable cercano. Es un interruptor magnético bipolar, no un sensor de corriente. para su información
Ah bien. Estaba a punto de publicar que estaba teniendo problemas con esto. Conseguí que el sensor funcionara con un imán y fui tan lejos como para probarlo dentro de una bobina de alambre, pero aún así nada. Entonces, ¿el sensor "ACS712T" sugerido sería la forma correcta de hacerlo con esta solución?
Sugerí ese en particular como lo he usado en el pasado. ¿Cuál es el rango actual de su motor? Si obtiene este sensor en una ruptura (algo como esto ), solo tiene que conectar la alimentación y la señal.
El motor pasa de 300ma funcionando a 750ma parado. Sin embargo, este motor puede cambiarse con un solenoide o un motor diferente en el futuro. En la hoja de datos, dice que requieren 4.5v+, ¿alguna vez los has usado a menos? (3.3v)
Nunca he probado con menos voltaje. Es posible que deba encontrar uno diferente que se ajuste a sus necesidades. Un ejemplo es ACS711. Sin embargo, esto tiene un rango de corriente más amplio y, por lo tanto, perderá resolución de detección; pero para el propósito de detectar una rotura de cable debería ser suficiente.
A primera vista, eso parece ser exactamente lo que necesito. Buscaré en esa familia de chips para ver otros de todos modos y ahora que sé qué buscar, parece que hay uno o dos chips similares. Gracias por tu ayuda.

Si solo le preocupa una apertura, intente esto:

ingrese la descripción de la imagen aquí

Enrolle suficientes vueltas alrededor de un interruptor de lengüeta para que haya suficiente campo para mantenerlo cerrado cuando haya corriente a través del motor, y use un tamaño de cable que no ahogue el motor.

Esta es una idea interesante. No tengo un interruptor de lengüeta en este momento para jugar, pero parece una solución agradable y simple. Por el tamaño del cable, supongo que quiere usar un cable de calibre lo suficientemente grande.
@mitim Sí. Los interruptores de lengüeta de variedad de jardín están clasificados para cerrarse y abrirse en términos de amperios-vueltas, por lo que si usó uno que estaba clasificado para cerrarse a 10 amperios-vueltas y su motor consumió 100 mA cuando estaba funcionando, necesitaría al menos un 100 gire la bobina alrededor del interruptor para que se cierre cuando el motor estaba en marcha. Y, por supuesto, la resistencia del devanado no debería afectar mucho la resistencia en serie del cableado entre el suministro y el motor.

La mejor manera de hacer esto es conseguir un motor con un codificador óptico conectado a su eje. A medida que el motor gira, las formas de onda en cuadratura A y B del codificador pueden retroalimentarse al microcontrolador para detectar que el motor está girando. También puede detectar la dirección en la que gira el motor y también la velocidad de rotación del motor.

Bueno, el motor toma 9V, dudo que el motor sea lo suficientemente grande como para instalar fácilmente un codificador óptico en el eje.
@MathieuL: ¿quizás se podría reutilizar una rueda codificadora de un viejo mouse de bola?
No estoy seguro de poder hacer esto, ya que implicaría pasar otro cable (posiblemente largo) para llevar la señal del codificador. Entonces probablemente necesitaría una verificación de cables para ese cable. =b Sigue siendo una buena idea, ya que es un método basado en la mecánica. Tendré que mantener esta idea en mente también.
No, si alguno de los cables se rompe, perderá la señal de retroalimentación.

Ya has respondido tu propia pregunta.

La mejor manera de hacer esto es monitorear la corriente. Iré tan lejos como para decir que esta es la única forma en que debería considerar hacerlo (siendo un ingeniero de 20 años trabajando en electrónica y software integrado, incluida la detección de fallas en sistemas automotrices). Por supuesto, hay muchas otras formas de detectar fallas en el sistema, pero el estándar de oro es monitorear la corriente.

Incluso has mencionado esto en tu pregunta. Pero luego le has preguntado a la gente "por favor, ¿pueden ayudarme, porque Google ya me ha dado la respuesta? ¿Qué debo hacer?" Respuesta: ¡debes seguir la respuesta que ya obtuviste de Google! ;)

En realidad , puede estar tratando de preguntar "Google me ha dicho cómo medir la corriente usando una resistencia y un medidor. ¿Cómo uso esa técnica para obtener la medición de corriente en mi microcontrolador?" Para eso, te daré una búsqueda en Google con varios resultados para obtener consejos útiles . Notaré que también desea agregar diodos en la entrada ADC para proteger contra voltajes superiores a +V o inferiores a 0V.

Se puede poner un relé con dos contactos. Cuando el motor está apagado y el circuito está bien, recibirá una señal del optoacoplador. De esta forma, cuando el motor esté encendido, el circuito del optoacoplador no interferirá con el motor.

En su diseño, el diodo optoacoplador y R2 son problemáticos, ya que el diodo "robará" hasta 2,5 V de la fuente de alimentación del motor y R2 disminuirá adicionalmente el voltaje del motor.

Sin embargo, en mi diseño modificado, no puede detectar si algo sucede mientras el motor está funcionando, solo cuando el relé está apagado.

He calculado R1 basado en LTL-307EE y fuente de alimentación de 9V, con condición R1>>Rmotor. Y es de aproximadamente 250 ohmios. Para que este circuito funcione, se debe satisfacer R1>>Rmotor. Supuse 10 ohmios para el motor, pero necesitas medirlo.

Además, alrededor de 30 mA de corriente fluirán a través del motor cuando el circuito de prueba esté encendido. Esa corriente no debe ser suficiente para hacer girar el motor.

esquema modificado

Detección de rotura de cable
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