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Revise README for DC Motor Control Project
Updated project details and specifications for the DC motor control console, including author information, hardware specifications, and user interface enhancements.
This commit is contained in:
Marco Gallegos
246
README.md
246
README.md
@@ -1,189 +1,143 @@
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# Proyecto de Control de Motor DC
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# Proyecto de Control de Motor DC: Consola Digital v1.0
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**Autor:** Marco Gallegos
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**Fecha:** Enero 2024
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## 1. Descripción General
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## 1. Descripción General
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Este proyecto implementa una consola digital de control para un motor de corriente continua (DC), orientada a operación segura, control fino de velocidad y protección mecánica/eléctrica. A diferencia de un control directo con potenciómetro, el sistema introduce:
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Este proyecto consiste en una consola de control inteligente para un motor de corriente continua (DC). Utiliza un microcontrolador **ESP8266 (HW-364A)** para gestionar la potencia a través de un driver **DRV8871**, ofreciendo una interfaz de usuario profesional con pantalla **OLED**, encoder rotatorio y botones de dirección.
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- Máquina de estados para evitar arranques accidentales.
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El sistema prioriza la **seguridad mecánica**, implementando rampas de aceleración y una **máquina de estados** que evita arranques accidentales o cambios de giro bruscos que puedan dañar engranajes o el motor.
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- Aceleración y desaceleración progresiva (rampa).
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- Inversión de giro con secuencia controlada.
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- Interfaz hombre–máquina con encoder rotatorio, botones y pantalla OLED.
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El sistema se desarrolla inicialmente sobre **HW-364A (ESP8266)**, con una ruta clara de migración a **ESP32 DevKit V1**.
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## 2. Arquitectura del Sistema
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## 2. Especificaciones de Hardware
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### 2.1 Flujo Funcional
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### 2.1 Módulo de Control (Placa Azul)
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La interfaz de usuario se centraliza en un módulo que incluye un **OLED de 0.96"**, un **encoder con botón** y **dos botones laterales**.
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**Orden físico de los pines:**
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Usuario (Encoder / Botones)
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CON | SDA | SCL | PSH | RTA | TRB | BAK | GND | VCC
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ESP8266
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↓
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Driver DRV8871
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↓
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Motor DC
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↓
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OLED (Feedback)
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## 3. Hardware
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### 2.2 Driver de Potencia (DRV8871)
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### 3.1 Controlador Principal
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* **Voltaje de Motor:** Hasta 45V (fuente externa)
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* **Corriente:** Pico de 3.6A
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- Placa: HW-364A
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* **Control:** PWM bidireccional (Puente H)
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- MCU: ESP8266
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- Lógica: 3.3 V
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- Limitación crítica: GPIO reducidos
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### 3.2 Sistema de Energía
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- Tierra común (GND) para todo el sistema
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- Motor alimentado por fuente externa independiente
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- Electrónica alimentada a 3.3 V
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### 3.3 Asignación de Pines
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| Función | Señal | Pin |
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| OLED SDA | Datos I2C | D2 |
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| OLED SCL | Reloj I2C | D1 |
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| Encoder A | Giro A | D5 |
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| Encoder B | Giro B | D6 |
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| Botón Centro | Start | D7 |
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| Botón Back | Reversa | D8 |
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| Botón Confirm | Adelante | D3 |
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| Driver IN1 | Motor A | D0 |
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| Driver IN2 | Motor B | D4 |
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### 3.4 Driver de Potencia
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- Modelo: DRV8871
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- Control PWM bidireccional
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- Polaridad definida por IN1 / IN2
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## 4. Lógica de Control
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## 3. Conexiones y Pinout
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### 4.1 Máquina de Estados
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### 3.1 Módulo de Interfaz a ESP8266
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| Estado | Descripción |
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| Etiqueta PCB | Función | Pin ESP8266 | Observaciones |
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|------|-------------|
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| ------------ | --------------------- | ----------- | --------------------------------------- |
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| WAITING_START | Sistema armado, motor bloqueado |
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| CON | Confirmar / Adelante | D3 (GPIO0) | Pin de boot. No presionar al encender |
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| SELECT_DIR | Selección explícita de sentido |
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| SDA | I2C Data (OLED) | D2 (GPIO4) | — |
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| RUNNING | Operación normal |
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| SCL | I2C Clock (OLED) | D1 (GPIO5) | — |
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| CHANGING_DIR | Inversión controlada |
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| PSH | Botón Encoder (Start) | D7 (GPIO13) | — |
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| RTA | Encoder Fase A | D5 (GPIO14) | — |
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### 4.2 Arranque Seguro
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| TRB | Encoder Fase B | D6 (GPIO12) | — |
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| BAK | Atrás / Reversa | D8 (GPIO15) | Pin de boot. Debe estar LOW al encender |
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El motor permanece apagado hasta confirmación explícita del usuario. Previene reinicios peligrosos tras fallas de energía.
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| GND | Tierra | G (GND) | — |
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| VCC | Alimentación | 3V (3.3V) | — |
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### 4.3 Selección de Sentido
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- BACK → Reversa
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- CONFIRM → Adelante
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No existe sentido por defecto.
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### 4.4 Control de Velocidad Adaptativo
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- Giro lento → ±1 %
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- Giro rápido (< 50 ms) → ±5 %
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- Rango: 0–100 %
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### 4.5 Rampa de Aceleración
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Variables desacopladas:
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- `targetSpeed` → intención del usuario
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- `currentSpeed` → acción física
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Incremento/decremento: 0.5 % por ciclo (~2.5 s a plena escala).
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### 4.6 Inversión Inteligente
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Secuencia obligatoria:
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1. Rampa descendente hasta 0 %
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2. Pausa mecánica
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3. Cambio de polaridad
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4. Rampa ascendente
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## 5. Firmware
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### 3.2 Driver DRV8871 a ESP8266
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### 5.1 Inicialización (`setup()`)
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| Etiqueta PCB | Función | Pin ESP8266 | Observaciones |
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| ------------ | ------------- | ----------- | ------------------------- |
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- Configuración de GPIO
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| IN1 | Entrada PWM A | D0 (GPIO16) | PWM limitado por hardware |
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- Motor apagado por defecto
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| IN2 | Entrada PWM B | D4 (GPIO2) | Comparte LED azul interno |
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- Botones con pull-up interno
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- Inicialización OLED
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### 5.2 Bucle Principal (`loop()`)
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- Lectura del encoder
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- Ejecución de máquina de estados
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- Control de rampa
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- Render de interfaz
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### 5.3 Funciones Críticas
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- `readEncoderSpeed()` → velocidad adaptativa
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- `handleDirectionButtons()` → solicitud de inversión
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- `updateMotorRamp()` → núcleo de control
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- `drawInterface()` → visualización
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## 6. Interfaz de Usuario
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## 4. Lógica de Operación
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- Flechas grandes indican sentido
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### 4.1 Máquina de Estados de Seguridad
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- Porcentaje central = velocidad real
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- Indicador secundario = velocidad objetivo
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Diseño orientado a lectura inmediata.
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Para prevenir daños y accidentes, el sistema implementa cuatro estados definidos:
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* **WAITING_START (Armado):**
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* Motor bloqueado
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* Pantalla solicita pulsar **PSH** para iniciar
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* **SELECT_DIR (Dirección):**
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* Espera selección del sentido
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* **CON** = Adelante
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* **BAK** = Reversa
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* **RUNNING (Operación):**
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* Motor en giro
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* Encoder ajusta `targetSpeed`
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* **CHANGING_DIR (Transición):**
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* Rampa baja progresivamente a 0%
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* Pausa de seguridad
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* Rampa sube en el nuevo sentido
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## 7. Limitaciones Actuales
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### 4.2 Control de Velocidad Adaptativo
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- GPIO al límite
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* **Giro lento:** Ajustes finos de ±1%
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- Sin indicadores periféricos
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* **Giro rápido:** Ajustes de ±5% (intervalo entre pulsos < 50 ms)
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- Expansión restringida
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* **Rampa de seguridad:** Incrementos de 0.5% por ciclo
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## 8. Versión 2 (V2)
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## 5. Interfaz de Usuario (HMI)
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### 8.1 Migración a ESP32
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La pantalla OLED presenta información crítica del sistema:
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- Mayor número de GPIO
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* **Iconos de sentido:** Flechas grandes indicando el giro
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- PWM por hardware
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* **Velocidad real:** Porcentaje actual aplicado por la rampa
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- Escalabilidad
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* **Velocidad objetivo:** Valor configurado por el usuario
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* **Alertas del sistema:**
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### 8.2 LED RGB de Estado
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* `SISTEMA BLOQUEADO`
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* `CAMBIANDO GIRO`
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| Color | Significado |
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|------|-------------|
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| Amarillo | Standby / 0 % |
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| Verde | Adelante |
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| Rojo | Reversa |
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| Rojo/Verde | Inversión |
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### 8.3 Cambios en Firmware
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- Nueva función `updateLeds()`
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- GPIO dedicados (25, 26, 27)
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- Mezcla de color por PWM
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## 9. Conclusión
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## 6. Hoja de Ruta — Versión 2 (V2)
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El sistema establece una base sólida para control seguro y profesional de motores DC, con una arquitectura preparada para evolucionar hacia una solución embebida más robusta en ESP32.
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### 6.1 Migración a ESP32
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* Sustitución por **ESP32 DevKit V1**
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* Eliminación de restricciones de GPIO
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* PWM por hardware con mayor resolución
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### 6.2 Indicadores de Estado Visuales (LED RGB)
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| Color | Estado del sistema |
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| ------------------ | ----------------------------- |
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| 🟡 Amarillo | Sistema en espera (0%) |
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| 🟢 Verde | Motor girando adelante |
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| 🔴 Rojo | Motor girando en reversa |
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| 🔵 Azul (parpadeo) | Cambio de dirección / frenado |
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## 7. Limitaciones Técnicas Actuales
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* **D3 / D8:** Pines sensibles al arranque por resistencias internas
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* **PWM en D0:** Frecuencia no estándar, compensada por software
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**Desarrollado por:** Marco Gallegos
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