Proyecto de Control de Motor DC: Consola Digital v1.0

Autor: Marco Gallegos Fecha: Enero 2024

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1. Descripción General

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.

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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2. Especificaciones de Hardware

2.1 Módulo de Control (Placa Azul)

La interfaz de usuario se centraliza en un módulo que incluye un OLED de 0.96", un encoder con botón y dos botones laterales.

Orden físico de los pines:

CON | SDA | SCL | PSH | RTA | TRB | BAK | GND | VCC

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2.2 Driver de Potencia (DRV8871)

• Voltaje de Motor: Hasta 45V (fuente externa)
• Corriente: Pico de 3.6A
• Control: PWM bidireccional (Puente H)

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3. Conexiones y Pinout

3.1 Módulo de Interfaz a ESP8266

Etiqueta PCB	Función	Pin ESP8266	Observaciones
CON	Confirmar / Adelante	D3 (GPIO0)	Pin de boot. No presionar al encender
SDA	I2C Data (OLED)	D2 (GPIO4)	—
SCL	I2C Clock (OLED)	D1 (GPIO5)	—
PSH	Botón Encoder (Start)	D7 (GPIO13)	—
RTA	Encoder Fase A	D5 (GPIO14)	—
TRB	Encoder Fase B	D6 (GPIO12)	—
BAK	Atrás / Reversa	D8 (GPIO15)	Pin de boot. Debe estar LOW al encender
GND	Tierra	G (GND)	—
VCC	Alimentación	3V (3.3V)	—

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3.2 Driver DRV8871 a ESP8266

Etiqueta PCB	Función	Pin ESP8266	Observaciones
IN1	Entrada PWM A	D0 (GPIO16)	PWM limitado por hardware
IN2	Entrada PWM B	D4 (GPIO2)	Comparte LED azul interno

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4. Lógica de Operación

4.1 Máquina de Estados de Seguridad

Para prevenir daños y accidentes, el sistema implementa cuatro estados definidos:

• WAITING_START (Armado):

  • Motor bloqueado
  • Pantalla solicita pulsar PSH para iniciar

• SELECT_DIR (Dirección):

  • Espera selección del sentido
  • CON = Adelante
  • BAK = Reversa

• RUNNING (Operación):

  • Motor en giro
  • Encoder ajusta targetSpeed

• CHANGING_DIR (Transición):

  • Rampa baja progresivamente a 0%
  • Pausa de seguridad
  • Rampa sube en el nuevo sentido

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4.2 Control de Velocidad Adaptativo

• Giro lento: Ajustes finos de ±1%
• Giro rápido: Ajustes de ±5% (intervalo entre pulsos < 50 ms)
• Rampa de seguridad: Incrementos de 0.5% por ciclo

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5. Interfaz de Usuario (HMI)

La pantalla OLED presenta información crítica del sistema:

• Iconos de sentido: Flechas grandes indicando el giro

• Velocidad real: Porcentaje actual aplicado por la rampa

• Velocidad objetivo: Valor configurado por el usuario

• Alertas del sistema:

  • SISTEMA BLOQUEADO
  • CAMBIANDO GIRO

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6. Hoja de Ruta — Versión 2 (V2)

6.1 Migración a ESP32

• Sustitución por ESP32 DevKit V1
• Eliminación de restricciones de GPIO
• PWM por hardware con mayor resolución

6.2 Indicadores de Estado Visuales (LED RGB)

Color	Estado del sistema
🟡 Amarillo	Sistema en espera (0%)
🟢 Verde	Motor girando adelante
🔴 Rojo	Motor girando en reversa
🔵 Azul (parpadeo)	Cambio de dirección / frenado

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7. Limitaciones Técnicas Actuales

• D3 / D8: Pines sensibles al arranque por resistencias internas
• PWM en D0: Frecuencia no estándar, compensada por software

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Desarrollado por: Marco Gallegos