Esquemático

Primer Diseño

El  funcionamiento es simple, y aprovechando que esta desglosado en bloques voy a explicarlo paso por paso.

Bloque 1: Conectors

Este bloque no tiene ningún misterio, simplemente son los pines que comunicaran la electrónica de control con esta placa. Desde estos pines obtenemos las señales necesarias para el correcto funcionamiento del driver.

Bloque 2: Mosfet

Este bloque puede representarse como el siguiente cirucuito equivalente:

 En el que Q1 es un interruptor que abre o cierra en funcion de la señal del triger:

Por otra parte R3 es una resistencia muy pequeña que usamos para medir la corriente. Su nombre técnico es Shunt.

Como conocemos la R, solo nos falta medir la diferencia potencial ( V_Shunt )  entre RS- y RS+.

Bloque 3: Shunt op amp

Como hemos visto en el apartado anterior, para sacar la corriente tenemos que medir V_Shunt , esto lo haremos con el ADC de el microocontrolador. En este caso usaremos un ATmega2560 que cuenta con 16 ADCs de 10-bits con V_ref  de 5V, lo que traducido al español, no nos sirve para medir voltajes tan pequeños de manera precisa.

Es por eso por lo que usamos un OP-AMP como el INA-181 que tiene una ganancia fija de 20, dando lugar a la siguiente transfer function. Además sabiendo que el ADC mide máximo hasta 5V, podemos calcular el voltaje de entrada máximo.

Si tenemos un motor de 12V@12W y suponemos que 12W es el valor de la potencia eléctrica consumida, podemos clacular su conusmo de la siguiente forma:

Ahora suponiendo que I_max puediera llegar a ser el doble, calculamos R_Shunt para que su caída de tensión máxima  sea 0.25V

Debido a que no conocemos el consumo real del motor y por tener margenes de seguirdad, se eligió una R_Shunt de 100mΩ@1W, por lo que debería resistir corrientes de hasta 3.16 A

Bloque 4: Low Pass Filter

Este bloque se encarga de filtrar la señal de salida del op amp, como no tenemos ni idea de a que frecuencia cortar, los valores se elegirán a la vieja usanza, es decir porbando xD.