Controlando motores dc com Scratch

Esta também não foi uma aula testada com alunos, mas uma exploração do controlo de motores dc através de Scratch.

O motor dc (ou motor de corrente contínua) é  muito vulgar em equipamentos como impressoras, carrinhos de brinquedo a pilhas e outros brinquedos baratos, pelo que é extremamente fácil ter acesso a um.

O controlo deste motores é muito simples: ligam-se os cabos do motor a uma fonte de alimentação contínua (uma pilha, por exemplo) apropriada, de acordo com as caraterísticas do motor usado, e o motor começa a girar. Trocando a polarização da fonte, o motor girará em sentido contrário.

O controlo deste tipo de motor com arduino não é, no entanto, tão simples como seria de supor porque, por um lado, este motor exige mais corrente que aquela que o arduino consegue debitar e, por outro, os motores geram correntes de indução que podem danificar o circuito caso este não esteja devidamente preparado.

Para que a corrente elétrica seja suficiente, a ligação do motor deve ser feita recorrendo a uma fonte de alimentação externa (eu usei uma pilha vulgar de 9V).

E onde entra o controlo do motor? Através de um pequeno componente chamado FET (Field Effect Transistor), da família dos transístores e cuja função é permitir a passagem de corrente entre dois pinos quando um terceiro é ativado. O funcionamento de um transístor pode ser comparado ao de uma torneira de monocomando que, ao ser aberta, deixa passar a água sempre num único sentido. 

O controlo do FET foi feito usando uma das saídas analógicas disponíveis no S4A, o pino 9.

Na verdade, o arduino não tem saídas analógicas na verdadeira acepção da palavra. A saída é sempre 0V ou 5V. As saídas ditas analógicas são de facto saídas PWM, que enviam sinais pulsados de acordo com o valor analógico indicado (entre 0 e 255). A variação da frequência dos impulsos vai resultar em valores eficazes de tensão variáveis. No caso concreto, o motor só será alimentado pela pilha de 9V de acordo com os impulsos gerados no pino de controlo do FET.

Confusos? Experimentando tudo vai parecer mais simples. O díodo colocado aos extremos do motor impede a circulação em sentido contrário de correntes geradas pelo motor (o díodo, que é um componente polarizado, só deixa passar a corrente num sentido).

Para fazer a inversão do motor, usei o L293, um circuito integrado preparado já para controlar motores dc e que nos descomplica bastante a vida (a outra hipótese era conceber um circuito algo complicado com vários díodos).

Ainda tentei fazer um pequeno elevador com o circuito que contruí, mas este tipo de motores, ao contrário dos servo motores, não tem a capacidade de manter a posição quando desliga, pelo que se tornou inviável para essa situação. 

Deixo então a minha proposta de trabalho para controlo de motores dc recorrendo ao Scratch...

...o circuito esquemático do último exercício proposto...

...e um pequeno vídeo com o circuito de comando do motor dc em funcionamento (o gacho está um pouco ridículo, reconheço, mas o objetivo foi tornar possível a perceção da inversão de sentido):