Controlador PID utilizando microcontrolador PIC

Abstract

This monograph proposes the implementation of a low cost PID controller utilizing a PIC microcontroller, and its application in a positioning system previously controlled by a dedicated integrated circuit for a positioning system. Applying the closed-loop PID control, the system instability was reduced, and its response was smoother, eliminating vibrations and mechanical wear compared to its response with the dedicated integrated circuit, which has a very limited control action. The actuator of the system is a DC motor, whose speed is controlled by the Pulse Width Modulation (PWM) technique, using a Full-Bridge circuit, allowing the shift of direction of rotation. The utilized microcontroller was the PIC16F684, which has an enhanced PWM module, with its analog converters used as reference and position feedback. The positioning sensor is a multiturn potentiometer coupled to the motor axis by gears. The possibility of programming the PID coefficients in the microcontroller, as well as the adjustment of the sampling rate, allows the implemented system achieving high level of versatility

Este trabalho tem como proposta a construção de um controlador PID de baixo custo com microprocessador PIC, e a aplicação em um sistema de posicionamento antes controlado por um circuito integrado dedicado para o controle de posicionamento. Ao aplicar o controle PID em malha fechada as instabilidades no sistema foram minimizadas, trazendo uma resposta mais suave, eliminando vibrações e desgaste mecânico comparado ao sistema com circuito dedicado, cuja ação de controle é muito limitada. O atuador na saída é um motor DC, cuja velocidade foi controlada pela técnica de Modulação por Largura de Pulso (PWM), utilizando uma ponte H para permitir duplo sentido de rotação. O microcontrolador utilizado foi o PIC16F684, que já possui um módulo PWM interno, com entradas analógicas que foram utilizadas como referência e realimentação de posições. O sensor de posição utilizado é um potenciômetro multivoltas acoplado ao eixo do motor por um conjunto de engrenagens. A possibilidade de programação dos coeficientes do PID no microcontrolador, bem como o ajuste da taxa de amostragem, permitem o sistema desenvolvido atingir elevado grau de versatilidade