Controlador de Velocidade PWM 2A 5-35VCC: Manual Técnico Completo

Introdução

Neste manual, será apresentado como instalar, configurar e utilizar o Controlador de Velocidade PWM 5A 5-35VCC. Se desejar adquirir este produto, clique aqui.

O Controlador de Velocidade PWM 5A 5-35VCC (código RB0522) é um módulo compacto de regulação de potência em corrente contínua que utiliza modulação por largura de pulso (PWM — Pulse Width Modulation) para variar a velocidade de motores DC, a intensidade de iluminação e a potência entregue a cargas resistivas. O ajuste é feito por um potenciômetro rotativo integrado à placa, que altera o ciclo de trabalho (duty cycle) do sinal de $10\,\text{kHz}$ entre $1\,\%$ e $100\,\%$, mantendo a tensão de entrada praticamente inalterada e comutando a carga por meio de um MOSFET de potência em encapsulamento DPAK. Este documento técnico destina-se a estudantes, técnicos de manutenção, projetistas de bancada e desenvolvedores que precisam dimensionar o acionamento de motores e cargas DC de até $90\,\text{W}$, bem como supervisionar esse acionamento por meio de Arduino ou ESP32.

O conteúdo está organizado na sequência em que o módulo é colocado em serviço: primeiro as especificações elétricas e térmicas, depois a descrição funcional com o mapeamento completo dos quatro bornes, em seguida o procedimento de ligação com a tabela de conexões e os cuidados de segurança, e por fim o guia de operação, os ajustes possíveis e dois exemplos de firmware comentados linha a linha. Ao final, o leitor terá condições de instalar o módulo, identificar corretamente os terminais de entrada e saída, calcular a dissipação de potência do conjunto e integrar o acionamento a um sistema de supervisão com detecção de travamento.

Especificações técnicas

O módulo adota topologia de chaveamento estático em série com a carga (series chopper), na qual um transistor MOSFET de canal N opera em corte e saturação a uma frequência fixa de $10\,\text{kHz}$. O controle do ciclo de trabalho é analógico, realizado por uma rede RC ajustável ligada ao potenciômetro da placa, sem qualquer interface digital ou protocolo de comunicação.

Principais especificações

Parâmetro	Especificação Técnica
Modelo Comercial	Controlador de Velocidade PWM 5A 5-35VCC
Código de Referência (SKU)	RB0522
Tensão de Operação ($V_{\text{IN}}$)	$3\,\text{V}$ a $35\,\text{V CC}$ (faixa nominal recomendada: $5\,\text{V}$ a $35\,\text{V}$)
Corrente Nominal Contínua	$2\,\text{A}$ sem dissipador adicional
Corrente Máxima de Pico	$5\,\text{A}$ (com dissipador e ventilação forçada)
Potência Máxima de Controle	$90\,\text{W}$ (envelope máximo do estágio de potência)
Corrente de Repouso (Standby)	$0{,}015\,\text{A}$ ($15\,\text{mA}$)
Ciclo de Trabalho (Duty Cycle)	$1\,\%$ a $100\,\%$
Frequência de Modulação PWM	$10\,\text{kHz}$ (fixa)
Elemento de Comutação	MOSFET de canal N em encapsulamento DPAK (TO-252)
Diodo de Roda Livre	Diodo Schottky SS34 ($40\,\text{V} / 3\,\text{A}$) integrado à placa
Filtro de Barramento	Capacitor eletrolítico de alumínio (dezenas a centenas de $\mu\text{F}$ / $50\,\text{V}$)
Controle de Ajuste	Potenciômetro rotativo de 1 volta com eixo de $6\,\text{mm}$ e manípulo plástico
Conector de Potência	Borne de parafuso azul de 4 vias, passo $5{,}08\,\text{mm}$
Dimensões da PCB ($C \times L$)	$24 \times 30\,\text{mm}$
Temperatura de Operação	$-20\,^\circ\text{C}$ a $+70\,^\circ\text{C}$ (com derating acima de $40\,^\circ\text{C}$)
Temperatura de Armazenamento	$-40\,^\circ\text{C}$ a $+85\,^\circ\text{C}$
Proteções Integradas	Nenhuma (sem fusível, sem proteção de polaridade inversa, sem limitação de corrente)

⚠️ Atenção: o módulo não possui proteção contra inversão de polaridade. A ligação invertida da alimentação coloca o capacitor eletrolítico e o diodo Schottky em condução direta, provocando aquecimento imediato e destruição do conjunto. Confira a polaridade com multímetro antes de energizar.

Características elétricas e operacionais

A tabela a seguir consolida os limites absolutos, os valores típicos de operação e as condições de contorno do estágio de potência:

Parâmetro Elétrico	Mínimo	Típico	Máximo	Unidade	Condição / Observação
Tensão de Entrada ($V_{\text{IN}}$)	$3$	$12$	$35$	$\text{V CC}$	Acima de $35\,\text{V}$ o capacitor de barramento e o diodo entram em regime de ruptura
Corrente de Carga Contínua ($I_{\text{OUT}}$)	$0$	$1$	$2$	$\text{A}$	Sem dissipador térmico adicional
Corrente de Pico ($I_{\text{PK}}$)	—	—	$5$	$\text{A}$	Partidas de motor e regime intermitente, com ventilação
Corrente de Repouso ($I_{\text{q}}$)	—	$15$	$25$	$\text{mA}$	Módulo energizado com potenciômetro no mínimo
Frequência de Chaveamento ($f_{\text{PWM}}$)	$9{,}5$	$10$	$10{,}5$	$\text{kHz}$	Definida pela rede RC do oscilador, não ajustável pelo usuário
Ciclo de Trabalho ($D$)	$1$	—	$100$	$\%$	Não existe posição de corte total: há sempre um resíduo de $1\,\%$
Resistência em Condução ($R_{\text{DS(on)}}$)	—	$15$	$25$	$\text{m}\Omega$	Valor típico do MOSFET DPAK; varia entre lotes de produção
Queda de Tensão em Condução	—	$0{,}03$	$0{,}13$	$\text{V}$	Medida com $I_{\text{OUT}} = 2\,\text{A}$ e $D = 100\,\%$
Eficiência de Conversão	$94$	$97$	$99$	$\%$	Perda restrita à condução e ao chaveamento do MOSFET
Ripple de Corrente na Carga	—	—	$\Delta I_L$	$\text{A}$	Depende da indutância do motor, conforme equação adiante
Isolação Galvânica	—	—	—	—	Inexistente: entrada e saída compartilham o mesmo potencial de referência

O comportamento da tensão aplicada à carga é definido por dois valores distintos, que não devem ser confundidos. A tensão média é a grandeza lida por um multímetro comum em escala DC e determina o ponto de operação do motor em regime permanente:

$$V_{\text{méd}} = D \cdot V_{\text{IN}} - I_{\text{OUT}} \cdot R_{\text{DS(on)}}$$

Já a tensão eficaz (RMS) é a grandeza que define o aquecimento de cargas resistivas, como resistências de aquecimento e lâmpadas incandescentes, pois a potência dissipada depende do valor quadrático da tensão:

$$V_{\text{RMS}} = V_{\text{IN}} \cdot \sqrt{D}$$

A ondulação de corrente no enrolamento do motor, por sua vez, é função da indutância da carga e da frequência de chaveamento. Como o módulo opera em $10\,\text{kHz}$, a ondulação é baixa mesmo em motores de pequeno porte, o que reduz o aquecimento por efeito Joule e o ruído audível:

$$\Delta I_L = \frac{V_{\text{IN}} \cdot D \cdot (1 - D)}{L \cdot f_{\text{PWM}}}$$

A dissipação total no MOSFET combina as perdas por condução e as perdas por chaveamento, e é o parâmetro que define a necessidade ou não de dissipador:

$$P_D = I_{\text{OUT}}^2 \cdot R_{\text{DS(on)}} \cdot D + \frac{1}{2} \cdot V_{\text{IN}} \cdot I_{\text{OUT}} \cdot (t_r + t_f) \cdot f_{\text{PWM}}$$

A temperatura de junção resultante é obtida pela resistência térmica entre junção e ambiente do encapsulamento DPAK soldado à PCB, que tipicamente situa-se entre $60\,^\circ\text{C/W}$ e $100\,^\circ\text{C/W}$ em placas sem plano de cobre dedicado:

$$T_j = T_a + P_D \cdot R_{\theta\text{JA}}$$

Aplicando as equações a um motor de $12\,\text{V}$ que consome $2\,\text{A}$ em carga nominal, com $D = 0{,}8$, $R_{\text{DS(on)}} = 15\,\text{m}\Omega$, $t_r + t_f = 200\,\text{ns}$ e $R_{\theta\text{JA}} = 80\,^\circ\text{C/W}$, obtém-se $P_D \approx 0{,}13\,\text{W}$ e elevação de junção de aproximadamente $10\,^\circ\text{C}$ acima da ambiente. O limite prático de $2\,\text{A}$ sem dissipador não decorre, portanto, do silício, mas da capacidade de condução de corrente das trilhas da PCB e do próprio borne de parafuso, que sofrem aquecimento resistivo e degradam o contato com o tempo.

Tensão de Entrada	Corrente Contínua Recomendada (sem dissipador)	Corrente Máxima com Dissipador + Ventilação	Potência Resultante
$5\,\text{V}$ a $12\,\text{V}$	$2\,\text{A}$	$5\,\text{A}$ (limitada pelo borne)	$10\,\text{W}$ a $60\,\text{W}$
$24\,\text{V}$	$2\,\text{A}$	$3{,}5\,\text{A}$	$48\,\text{W}$ a $84\,\text{W}$
$35\,\text{V}$	$1{,}5\,\text{A}$	$2{,}5\,\text{A}$	$52\,\text{W}$ a $87\,\text{W}$

Descrição do produto

O que é o Controlador de Velocidade PWM 5A 5-35VCC?

O Controlador de Velocidade PWM 5A 5-35VCC é um regulador de potência DC de montagem em placa, construído sobre PCB de fibra de vidro FR-4 nas dimensões de $24 \times 30\,\text{mm}$, com borne de parafuso de quatro vias em uma das extremidades e potenciômetro rotativo na extremidade oposta. A placa reúne, em um único conjunto, o oscilador que gera o sinal PWM de $10\,\text{kHz}$, o estágio de comando de gatilho, o MOSFET de potência em DPAK, o diodo Schottky de roda livre SS34, o capacitor eletrolítico de barramento e a rede de ajuste do ciclo de trabalho.

O princípio de funcionamento é o chaveamento série: o MOSFET é colocado entre a fonte de alimentação e a carga e permanece alternando entre o corte e a saturação a $10\,\text{kHz}$. O potenciômetro altera a constante de tempo da rede RC do oscilador, modificando a largura do pulso ativo e, consequentemente, a fração de tempo em que a carga recebe energia. Como a frequência é muito superior à constante mecânica do motor, o enrolamento responde à média da tensão aplicada, e não aos pulsos individuais — o resultado é uma rotação suave e proporcional ao ciclo de trabalho, sem a perda de torque característica dos reguladores lineares por resistor série.

O ajuste é puramente analógico e local. Não há microcontrolador embarcado, barramento I²C, SPI ou UART, nem entrada de referência de $0$–$5\,\text{V}$ ou $0$–$10\,\text{V}$. A velocidade é definida exclusivamente pela posição do potenciômetro, o que simplifica a instalação e dispensa firmware, mas impede o controle remoto sem uma modificação física no circuito (tratada adiante, na seção de ajustes).

Para que serve?

• Variação de rotação de motores DC com escovas: controle progressivo de velocidade em motores de ímã permanente de $3\,\text{V}$ a $35\,\text{V}$, como os utilizados em esteiras de pequeno porte, ventiladores, exaustores, bombas de circulação, agitadores, mini-retíficas e mecanismos de acionamento de bancada.
• Regulação de potência em cargas resistivas: ajuste de intensidade em fitas e módulos de LED com resistor limitador, resistências de aquecimento de baixa potência, mantas térmicas e elementos PTC, sempre respeitando o limite de $2\,\text{A}$ contínuos.
• Controle de velocidade em protótipos e maquetes: acionamento de motores de kits didáticos, robôs de tração diferencial e mecanismos de exposição, nos quais se deseja um ajuste manual simples, sem a complexidade de uma ponte H ou de um driver com interface digital.

Por que devo usar?

• Eficiência elevada com perda térmica desprezível: por operar em comutação, o MOSFET dissipa apenas a parcela correspondente à sua resistência em condução ($\approx 15\,\text{m}\Omega$) e às perdas de chaveamento, alcançando eficiência acima de $95\,\%$ — muito superior à de reguladores lineares, que convertem toda a diferença de tensão em calor.
• Torque preservado em baixa rotação: ao manter a tensão de pico igual à da fonte e reduzir apenas o tempo de aplicação, o módulo preserva a corrente de partida e o torque do motor em velocidades baixas, condição em que os reguladores por queda de tensão falham.
• Integração mínima e custo reduzido: com apenas quatro bornes, o módulo entra em serviço sem firmware, sem biblioteca e sem configuração, sendo adequado a painéis de manutenção, bancadas de teste e aplicações em que o ajuste manual é suficiente.

Quando devo usar?

O módulo é a escolha adequada quando a aplicação exige ajuste manual local de velocidade ou potência, a carga opera em corrente contínua de até $2\,\text{A}$ contínuos ($5\,\text{A}$ de pico com ventilação) e a tensão de alimentação não ultrapassa $35\,\text{V}$.

Não é a escolha adequada nos seguintes cenários, em que se recomenda outra solução:

• Reversão de sentido de rotação: o módulo aciona a carga em um único sentido. Para inversão, utilize uma ponte H, como o CI L293D Ponte H Dupla para Motores DC ou um driver de ponte H com MOSFETs.
• Controle remoto, PID ou rampas programáveis: sem interface digital, o módulo não aceita comandos de um microcontrolador. Para esses requisitos, utilize o Controlador de Velocidade PWM 20A com Controle Remoto, que oferece display, controle RF e nove funções programáveis.
• Cargas acima de $90\,\text{W}$ ou motores de indução CA: para potências superiores, empregue controladores de maior corrente; para motores de corrente alternada, a variação de velocidade exige inversor de frequência (VFD), pois o corte de fase danifica o enrolamento.
• Cargas cujo terminal negativo é aterrado ao chassi: como o chaveamento padrão do módulo ocorre no ramo negativo, a carga deve ficar flutuante em relação ao terra. Em veículos e quadros metálicos, isole a carga ou utilize um módulo com chaveamento no lado positivo.

Pinout e diagrama de entradas/saídas

O módulo expõe quatro terminais de potência em um único borne de parafuso azul, além do potenciômetro de ajuste. A disposição física é linear, com os bornes de entrada e de saída no mesmo bloco, o que exige atenção redobrada na identificação antes da energização.

Pino / Terminal	Serigrafia Típica na PCB	Direção	Função Técnica Detalhada
Borne 1	V+ / IN+ / ”+”	Entrada DC	Terminal positivo da fonte de alimentação ($3\,\text{V}$ a $35\,\text{V CC}$). Internamente conectado ao positivo do capacitor de barramento e ao catodo do diodo Schottky. É o ramo comum do conjunto no chaveamento padrão em lado negativo.
Borne 2	V− / IN− / GND / ”−”	Entrada DC	Terminal negativo da fonte, referência de terra do módulo. Conectado ao terminal source do MOSFET e ao ânodo do diodo SS34.
Borne 3	M+ / OUT+ / ”+”	Saída DC	Terminal positivo da carga. Eletricamente comum ao Borne 1 no chaveamento em lado negativo, servindo de retorno positivo para o motor ou a resistência.
Borne 4	M− / OUT− / ”−”	Saída DC	Terminal negativo da carga, conectado ao drain do MOSFET. É o nó chaveado: alterna entre $0\,\text{V}$ e $V_{\text{IN}}$ a $10\,\text{kHz}$, conforme o ciclo de trabalho ajustado.
Potenciômetro (VR1)	Eixo com manípulo	Entrada mecânica	Ajuste do ciclo de trabalho. O giro no sentido horário aumenta a largura de pulso e a velocidade ($D \to 100\,\%$); o giro anti-horário reduz ($D \to 1\,\%$). Curso mecânico de aproximadamente $270^\circ$.

⚠️ Atenção: a ordem física dos quatro bornes varia entre lotes de fabricação. Nunca conecte a fonte confiando apenas na posição do terminal. Confirme a serigrafia gravada na PCB e, em caso de dúvida, execute o teste de continuidade descrito na seção de ligação antes de aplicar energia.

O módulo não possui LED indicador de estado, botão de reset, jumper de seleção de modo ou conector de sinal. Os únicos elementos de interface são o borne de potência e o potenciômetro, o que significa que todo o diagnóstico de funcionamento é feito por medição elétrica na carga.

Como fazer a ligação

Requisitos de instalação e alimentação

A instalação correta depende de três decisões de projeto tomadas antes da montagem: a fonte, a proteção e o condutor.

1. Fonte de alimentação: utilize fonte estabilizada com tensão igual ou inferior a $35\,\text{V}$ e corrente nominal no mínimo $30\,\%$ acima do consumo previsto do motor em carga. Para um motor de $12\,\text{V}$ que consome $1{,}5\,\text{A}$, por exemplo, empregue fonte de $12\,\text{V} / 2\,\text{A}$ ou superior. Fontes de bancada com limitação de corrente ajustável são ideais para a primeira energização, pois permitem detectar curto-circuito ou inversão de polaridade sem danificar o módulo.
2. Proteção contra sobrecorrente: instale um fusível de ação rápida em série com o condutor positivo, dimensionado em $1{,}5$ a $2$ vezes a corrente nominal da carga (por exemplo, $3\,\text{A}$ para cargas de $2\,\text{A}$). O módulo não possui fusível interno, e um travamento mecânico do motor eleva a corrente até o limite da fonte, destruindo o MOSFET em poucos segundos.
3. Bitola dos condutores: use cabos flexíveis de cobre de $0{,}75\,\text{mm}^2$ ($18\,\text{AWG}$) para correntes de até $2\,\text{A}$ e de $1{,}5\,\text{mm}^2$ ($16\,\text{AWG}$) para correntes de até $5\,\text{A}$. Termine os condutores com ilhós tubular, evitando fios espetados diretamente sob o parafuso do borne, prática que reduz a área de contato e provoca aquecimento localizado.
4. Fixação mecânica: o módulo deve ser fixado por meio dos furos de montagem da PCB, com espaçadores de nylon, de modo que o potenciômetro fique acessível no painel. Evite apoiar a face inferior da placa sobre superfícies metálicas, pois as soldas ficam expostas e energizadas.
5. Ventilação: para correntes acima de $2\,\text{A}$, fixe um dissipador de alumínio sobre o encapsulamento DPAK com pasta térmica e adicione ventilação forçada. Mantenha no mínimo $20\,\text{mm}$ de espaço livre ao redor do módulo.

Diagrama de ligação elétrica

O diagrama representa a ligação mínima do módulo: a fonte DC entra pelos bornes 1 (V+) e 2 (V−), passando por um fusível no condutor positivo, e a carga é conectada entre os bornes 3 (M+) e 4 (M−). Observe que o diodo Schottky já está soldado na placa, em antiparalelo com a carga, e é ele que absorve a energia armazenada na indutância do motor no instante em que o MOSFET abre — sem esse diodo, a tensão induzida no enrolamento ultrapassaria em várias vezes a tensão da fonte e destruiria o transistor.

Como o chaveamento ocorre no ramo negativo, o borne 3 (M+) permanece permanentemente no potencial positivo da fonte, enquanto o borne 4 (M−) alterna entre $0\,\text{V}$ e $V_{\text{IN}}$. Essa característica tem duas consequências práticas: a carga não pode ter o negativo ligado ao terra do sistema, e a medição de tensão sobre a carga deve ser feita entre os bornes 3 e 4, e não entre o borne 4 e o terra.

Tabela de conexões dos terminais

Origem	Terminal do Módulo	Destino	Observação Técnica
Positivo da fonte DC ($+V$)	Borne 1 (V+)	—	Passar obrigatoriamente por fusível de ação rápida em série
Negativo da fonte DC ($-V$ / GND)	Borne 2 (V−)	—	Referência de terra do módulo; não confundir com o borne 4
—	Borne 3 (M+)	Positivo do motor ou da carga	Comum ao borne 1 no chaveamento em lado negativo
—	Borne 4 (M−)	Negativo do motor ou da carga	Nó chaveado em $10\,\text{kHz}$; não aterrar
Fusível (saída)	—	Positivo da fonte DC	Instalar o mais próximo possível do borne 1
Relé ou contator (opcional)	—	Em série com o borne 1	Permite corte total do circuito, já que o módulo não desliga em $0\,\%$

Procedimento de identificação dos terminais (com o módulo desenergizado):

1. Ajuste o multímetro na função de continuidade (ou resistência) e confirme a leitura de $0\,\Omega$ ao unir as pontas de prova.
2. Meça entre os quatro bornes, dois a dois. O par que apresentar continuidade franca ($\approx 0\,\Omega$) é o ramo comum: se a continuidade aparecer entre o borne 1 e o borne 3, o positivo é comum e o chaveamento é no lado negativo (configuração padrão); se aparecer entre o borne 2 e o borne 4, o negativo é comum e o chaveamento é no lado positivo.
3. Meça entre o ramo comum e o quarto borne. A leitura deve ser alta ou aberta em um sentido e apresentar a queda do diodo Schottky ($0{,}2\,\text{V}$ a $0{,}4\,\text{V}$) no outro, quando medida na função diodo.
4. Identifique o borne positivo do capacitor eletrolítico: ele é contínuo ao terminal positivo de entrada, o que confirma a polaridade da fonte.

💡 Dica: antes de conectar o motor, faça a primeira energização com uma carga fictícia de baixo custo — uma lâmpada incandescente de $12\,\text{V}$ ou um resistor de potência — e gire o potenciômetro lentamente. Se a intensidade variar de forma progressiva, a ligação está correta e a carga real pode ser conectada com segurança.

Cuidados e observações de segurança

⛔ Perigo: este módulo opera exclusivamente em corrente contínua de até $35\,\text{V}$. Nunca conecte a saída a rede elétrica de $110\,\text{V}$ ou $220\,\text{V AC}$, mesmo com o potenciômetro no mínimo: a tensão de pico ultrapassa em mais de dez vezes o limite do capacitor e do MOSFET, provocando explosão do componente e risco de incêndio.

⛔ Perigo: não utilize o módulo em cargas cujo terminal negativo seja ligado ao chassi ou ao terra do sistema, como a carroceria de um veículo. Com o chaveamento no ramo negativo, essa ligação curto-circuita o MOSFET e coloca a carga permanentemente energizada.

⚠️ Atenção: em caso de travamento mecânico do motor, a corrente sobe até o limite da fonte em menos de um segundo. O fusível em série é obrigatório; sem ele, o MOSFET entra em curto e a falha pode propagar para a fonte.

⚠️ Atenção: o potenciômetro no mínimo não desliga a carga, pois o ciclo de trabalho mínimo é de $1\,\%$. Para parada total e segura, instale um interruptor ou relé em série com o borne 1, ou corte a alimentação da fonte.

⚠️ Atenção: a tensão de saída em vazio não deve ser medida esperando $0\,\text{V}$ no mínimo do potenciômetro. Em motores pequenos, o resíduo de $1\,\%$ pode ser suficiente para manter uma rotação lenta perceptível, o que é normal e não indica defeito.

💡 Dica: em instalações com cabos longos entre o módulo e o motor, acrescente um capacitor de $100\,\text{nF}$ (cerâmico) diretamente nos terminais do motor e um eletrolítico de $470\,\mu\text{F}$ junto aos bornes 1 e 2. Isso reduz a emissão de ruído eletromagnético conduzido e evita falsos disparos em sensores e microcontroladores próximos.

Como usar

Guia de operação passo a passo

1. Verifique a identificação dos bornes com o multímetro, conforme o procedimento da seção anterior, e confirme a polaridade da fonte.
2. Gire o potenciômetro totalmente no sentido anti-horário, deixando o ciclo de trabalho no mínimo ($1\,\%$). Nunca energize o conjunto com o ajuste no máximo e o motor travado.
3. Conecte a fonte aos bornes 1 e 2, respeitando a polaridade e mantendo o fusível no condutor positivo.
4. Conecte a carga entre os bornes 3 e 4. Se a carga tiver polaridade definida, como um motor DC, observe que a inversão dos dois fios apenas inverte o sentido de rotação.
5. Energize a fonte e observe o consumo em repouso, que deve ficar próximo de $15\,\text{mA}$ sem carga. Consumo muito superior indica inversão de polaridade ou curto na saída.
6. Gire o potenciômetro lentamente no sentido horário e acompanhe o comportamento da carga. A resposta deve ser progressiva e praticamente linear em relação ao ângulo do eixo.
7. Meça a tensão média entre os bornes 3 e 4 com o multímetro em escala DC. Em $50\,\%$ de ciclo de trabalho, a leitura será aproximadamente metade da tensão de entrada; um multímetro true RMS indicará cerca de $70\,\%$ da tensão de entrada, pois mede o valor eficaz e não a média.
8. Verifique a temperatura do MOSFET e do borne após dez minutos de operação contínua. Aquecimento confortável ao toque (até $60\,^\circ\text{C}$) é aceitável; acima disso, reduza a corrente ou instale dissipador e ventilação.
9. Para desligar, gire o potenciômetro até o mínimo e, em seguida, corte a alimentação. Em sistemas com inércia elevada, aguarde a parada completa antes de inverter a ligação do motor.

Modos de operação e ajustes

O módulo possui um único modo de operação — chaveamento PWM com ciclo de trabalho ajustável — e não oferece jumpers, trimpots auxiliares ou menus. Ainda assim, três ajustes são possíveis em bancada:

• Ajuste de faixa por tensão de alimentação: a velocidade máxima do motor é proporcional à tensão de entrada. Alimentar um motor de $24\,\text{V}$ com $12\,\text{V}$ reduz a rotação máxima à metade, o que pode ser útil para limitar mecanicamente a velocidade de um mecanismo sem alterar o curso do potenciômetro.
• Substituição do potenciômetro por controle remoto de painel: o potenciômetro da placa pode ser dessoldado e substituído por um potenciômetro linear de mesmo valor, instalado no painel e ligado por três fios. Para percursos longos, use cabo blindado com a malha aterrada no borne 2, pois o nó do wiper é sensível a ruído capacitivo.
• Controle digital por potenciômetro digital: é possível substituir o potenciômetro por um CI de potenciômetro digital, como o X9C103 ($10\,\text{k}\Omega$, interface up/down), acionado por Arduino ou ESP32. Antes de adotar essa modificação, meça a corrente que circula pelo wiper do potenciômetro original; se for superior a $1\,\text{mA}$, o potenciômetro digital não suporta o circuito e a alteração deve ser descartada.

⚠️ Atenção: qualquer modificação na placa invalida a garantia do produto e exige instrumentação adequada. Em ambiente industrial ou em aplicações críticas, prefira um controlador com interface de controle remoto nativa, em vez de adaptar o potenciômetro.

A frequência de $10\,\text{kHz}$ é fixa e não deve ser alterada: ela resulta do compromisso entre ruído audível (praticamente inaudível nessa faixa), ondulação de corrente no motor e perdas de chaveamento no MOSFET. Reduzir a frequência aumenta a ondulação e o ruído; aumentá-la eleva a dissipação no chaveamento sem ganho mecânico relevante.

Exemplos práticos de uso

Exemplo 1: esteira de bancada com ajuste manual e proteção de travamento

Nesta aplicação, o módulo RB0522 faz o ajuste de velocidade, enquanto um Arduino Uno supervisiona a rotação por meio de um encoder óptico de 20 fendas acoplado ao eixo do motor. Se a rotação cair abaixo de um limite mínimo com o conjunto energizado — situação típica de travamento mecânico, correia rompida ou objeto preso —, o microcontrolador corta a alimentação por meio de um relé, protegendo o MOSFET e a fonte.

Ligação	Pino do Arduino	Destino
Sensor óptico (saída em coletor aberto)	D2	Entrada de interrupção externa
Módulo relé (bobina)	D7	Comando do relé em série com o borne 1 do RB0522
LED ou buzzer de alarme	D8	Sinalização de falha
Alimentação do Arduino	5V / GND	Fonte auxiliar, independente da fonte do motor

/*
 * ============================================================
 *  Supervisao de rotacao e protecao de travamento
 *  Modulo: Controlador de Velocidade PWM 5A 5-35VCC (RB0522)
 *  Placa de teste: Arduino Uno / Nano (ATmega328P, 5 V)
 *  ------------------------------------------------------------
 *  O modulo RB0522 NAO recebe sinal do Arduino: a velocidade
 *  continua sendo ajustada pelo potenciometro da placa.
 *  O microcontrolador apenas mede a rotacao, detecta travamento
 *  e corta a alimentacao do estagio de potencia por rele.
 * ============================================================
 */

#include <Arduino.h>

// ----- Mapeamento de hardware -----
const uint8_t PINO_SENSOR = 2;    // encoder optico: 1 pulso por fenda
const uint8_t PINO_RELE   = 7;    // rele que alimenta o borne V+ do modulo
const uint8_t PINO_ALARME = 8;    // LED ou buzzer de falha

// ----- Parametros de processo -----
const uint8_t  FENDAS_POR_VOLTA = 20;    // disco do encoder
const uint16_t JANELA_MS        = 500;   // janela de medicao (0,5 s)
const uint16_t RPM_MINIMO       = 60;    // abaixo disso = travamento
const uint8_t  FALHAS_PARA_TRIP = 3;     // 3 janelas seguidas = desliga

// ----- Estado do sistema -----
volatile uint32_t pulsos = 0;            // incrementado pela interrupcao
uint32_t pulsosAnteriores = 0;
uint32_t instanteAnterior = 0;
uint8_t  falhasSeguidas   = 0;
bool     motorLigado      = false;
float    rpmAtual         = 0.0;

// Rotina de interrupcao: deve ser curta e sem Serial
void contarPulso() {
  pulsos++;
}

// Liga ou desliga o estagio de potencia
void comandarMotor(bool ligar) {
  digitalWrite(PINO_RELE, ligar ? HIGH : LOW);
  motorLigado = ligar;
  falhasSeguidas = 0;
  Serial.print(F("Motor: "));
  Serial.println(ligar ? F("LIGADO") : F("DESLIGADO"));
}

// Calcula a rotacao a partir da quantidade de pulsos na janela
float calcularRpm(uint32_t novosPulsos) {
  // rpm = (voltas na janela / duracao da janela em minutos)
  float voltas = (float)novosPulsos / (float)FENDAS_POR_VOLTA;
  float minutos = (float)JANELA_MS / 60000.0;
  return voltas / minutos;
}

void setup() {
  Serial.begin(115200);

  pinMode(PINO_RELE, OUTPUT);
  digitalWrite(PINO_RELE, LOW);       // carga desligada no boot

  pinMode(PINO_ALARME, OUTPUT);
  digitalWrite(PINO_ALARME, LOW);

  // Entrada com pull-up: o sensor optico fecha para GND
  pinMode(PINO_SENSOR, INPUT_PULLUP);
  attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(PINO_SENSOR), contarPulso, FALLING);

  instanteAnterior = millis();
  Serial.println(F("Supervisor RB0522 pronto."));
  Serial.println(F("Comandos: L = ligar | D = desligar | S = status"));
}

void loop() {
  // ---- Comandos pela serial ----
  if (Serial.available() > 0) {
    char comando = toupper(Serial.read());
    if (comando == 'L') comandarMotor(true);
    if (comando == 'D') comandarMotor(false);
    if (comando == 'S') {
      Serial.print(F("RPM atual: "));
      Serial.println(rpmAtual, 1);
    }
  }

  // ---- Janela de medicao nao bloqueante ----
  uint32_t agora = millis();
  if (agora - instanteAnterior < JANELA_MS) return;

  // Le e zera o contador de forma atomica
  noInterrupts();
  uint32_t total = pulsos;
  interrupts();

  uint32_t novos = total - pulsosAnteriores;
  pulsosAnteriores = total;
  instanteAnterior = agora;

  rpmAtual = calcularRpm(novos);

  // ---- Deteccao de travamento ----
  if (motorLigado) {
    if (rpmAtual < RPM_MINIMO) {
      falhasSeguidas++;
    } else {
      falhasSeguidas = 0;
    }

    if (falhasSeguidas >= FALHAS_PARA_TRIP) {
      comandarMotor(false);            // corta a potencia
      digitalWrite(PINO_ALARME, HIGH); // sinaliza a falha
      Serial.println(F("FALHA: travamento detectado. Potencia cortada."));
    }
  } else {
    digitalWrite(PINO_ALARME, LOW);
  }

  // ---- Telemetria ----
  Serial.print(F("pulsos="));
  Serial.print(novos);
  Serial.print(F("  rpm="));
  Serial.print(rpmAtual, 1);
  Serial.print(F("  estado="));
  Serial.println(motorLigado ? F("ON") : F("OFF"));
}

O ponto central do firmware é a separação de responsabilidades: o ajuste fino de velocidade permanece manual, no potenciômetro, e o microcontrolador atua como supervisor, sem interferir no estágio de chaveamento. A janela de $500\,\text{ms}$ com $20$ fendas por volta fornece resolução de $6\,\text{RPM}$ por pulso, suficiente para detectar travamento em motores de bancada. O corte por relé, e não por comando ao módulo, é intencional: como o RB0522 não aceita sinal de enable, a única forma de interromper a energia com segurança é atuar em série com a alimentação.

Exemplo 2: supervisão remota com ESP32 e interface web

Neste segundo exemplo, um ESP32 publica a rotação medida em uma página web servida pelo próprio microcontrolador e permite ligar ou desligar o estágio de potência por meio de um relé. A arquitetura é útil em bancadas de teste e em máquinas didáticas, nas quais se deseja acompanhar o comportamento do conjunto sem instrumentos adicionais.

/*
 * ============================================================
 *  Supervisao remota do Controlador PWM 5A 5-35VCC (RB0522)
 *  Placa: ESP32 DevKit V1 (Wi-Fi integrado)
 *  ------------------------------------------------------------
 *  GPIO 26 -> rele em serie com o borne V+ do modulo
 *  GPIO 27 -> encoder optico do eixo do motor
 *  O ajuste de velocidade continua sendo manual (potenciometro).
 * ============================================================
 */

#include <WiFi.h>
#include <WebServer.h>

// ----- Credenciais da rede local -----
const char* SSID  = "SUA_REDE";
const char* SENHA = "SUA_SENHA";

// ----- Mapeamento de hardware -----
const uint8_t PINO_RELE    = 26;
const uint8_t PINO_ENCODER = 27;

// ----- Parametros de processo -----
const uint8_t  FENDAS_POR_VOLTA = 20;
const uint16_t JANELA_MS        = 500;

WebServer servidor(80);

volatile uint32_t pulsos = 0;
uint32_t pulsosAnteriores = 0;
uint32_t instanteAnterior = 0;
float    rpmAtual = 0.0;
bool     motorLigado = false;

// Rotina de interrupcao: precisa estar na IRAM no ESP32
void IRAM_ATTR contarPulso() {
  pulsos++;
}

// Converte pulsos da janela em rotacao por minuto
float calcularRpm(uint32_t novosPulsos) {
  float voltas   = (float)novosPulsos / (float)FENDAS_POR_VOLTA;
  float minutos  = (float)JANELA_MS / 60000.0;
  return voltas / minutos;
}

// Pagina principal: exibe rotacao e oferece os comandos
void paginaRaiz() {
  String html;
  html.reserve(700);
  html += F("<!DOCTYPE html><html lang=\"pt-BR\"><head><meta charset=\"utf-8\">");
  html += F("<meta name=\"viewport\" content=\"width=device-width,initial-scale=1\">");
  html += F("<title>Supervisor RB0522</title></head>");
  html += F("<body style=\"font-family:Roboto,Arial,sans-serif;margin:24px\">");
  html += F("<h1>Controlador PWM RB0522</h1>");
  html += F("<p>Rotacao medida: <strong>");
  html += String(rpmAtual, 0);
  html += F(" RPM</strong></p><p>Estado do rele: <strong>");
  html += motorLigado ? F("LIGADO") : F("DESLIGADO");
  html += F("</strong></p><p><a href=\"/motor?on=1\">Ligar</a> &nbsp;|&nbsp; ");
  html += F("<a href=\"/motor?on=0\">Desligar</a></p>");
  html += F("</body></html>");
  servidor.send(200, "text/html; charset=utf-8", html);
}

// Aciona o rele de potencia conforme o parametro ?on=0|1
void comandoMotor() {
  if (!servidor.hasArg("on")) {
    servidor.send(400, "text/plain", "Parametro 'on' ausente");
    return;
  }
  motorLigado = (servidor.arg("on") == "1");
  digitalWrite(PINO_RELE, motorLigado ? HIGH : LOW);
  servidor.sendHeader("Location", "/");   // volta para a pagina principal
  servidor.send(303, "text/plain", "");
}

void setup() {
  Serial.begin(115200);

  pinMode(PINO_RELE, OUTPUT);
  digitalWrite(PINO_RELE, LOW);           // potencia desligada no boot

  pinMode(PINO_ENCODER, INPUT_PULLUP);
  attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(PINO_ENCODER), contarPulso, FALLING);

  WiFi.mode(WIFI_STA);
  WiFi.begin(SSID, SENHA);
  Serial.print(F("Conectando ao Wi-Fi"));
  uint8_t tentativas = 0;
  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED && tentativas < 40) {
    delay(500);
    Serial.print('.');
    tentativas++;
  }

  if (WiFi.status() == WL_CONNECTED) {
    Serial.println();
    Serial.print(F("Endereco IP: "));
    Serial.println(WiFi.localIP());
  } else {
    Serial.println(F("\nFalha na conexao. Verifique SSID e senha."));
  }

  servidor.on("/", paginaRaiz);
  servidor.on("/motor", comandoMotor);
  servidor.begin();

  instanteAnterior = millis();
}

void loop() {
  servidor.handleClient();   // atende requisicoes HTTP

  // Atualiza a rotacao a cada 500 ms, sem bloquear o servidor
  uint32_t agora = millis();
  if (agora - instanteAnterior < JANELA_MS) return;

  noInterrupts();
  uint32_t total = pulsos;
  interrupts();

  uint32_t novos = total - pulsosAnteriores;
  pulsosAnteriores = total;
  instanteAnterior = agora;
  rpmAtual = calcularRpm(novos);

  Serial.print(F("rpm="));
  Serial.print(rpmAtual, 1);
  Serial.print(F("  rele="));
  Serial.println(motorLigado ? F("ON") : F("OFF"));
}

O servidor é assíncrono em relação à medição: servidor.handleClient() roda a cada iteração do laço e a atualização da rotação ocorre apenas quando a janela de $500\,\text{ms}$ expira, sem delay() bloqueante. O relé é comandado por um parâmetro de URL (/motor?on=1), o que mantém a interface compatível com qualquer navegador, inclusive de celular, sem a necessidade de bibliotecas JavaScript.

💡 Dica: alimente o ESP32 por uma fonte separada da usada no motor. Compartilhar a mesma fonte submete o regulador da placa a quedas de tensão durante a partida do motor e provoca reinicializações por subtensão — sintoma que aparece na serial como rst:0x1 (POWERON_RESET).

Projetos

O acionamento de cargas DC por PWM é a base de diversos projetos práticos publicados no blog da RoboBuilders. Para levar a supervisão do RB0522 ao nível de aplicação completa, com interface web, telemetria e comando remoto, consulte:

• Painel Web de Diagnóstico para ESP32: projeto de código aberto com servidor web embarcado, no qual os canais PWM do ESP32 podem ser usados para comandar um estágio de potência externo e monitorar variáveis do sistema em tempo real pelo navegador — arquitetura que se integra diretamente ao exemplo 2 deste manual.
• CI L293D Ponte H Dupla para Motores DC: manual técnico do estágio de acionamento bidirecional, indicado quando a aplicação exige inversão de sentido de rotação, recurso que o RB0522 não oferece por ser um chaveador unidirecional.

Conclusão

Neste manual técnico do Controlador de Velocidade PWM 5A 5-35VCC (RB0522), foram apresentados os fundamentos elétricos, o mapeamento dos terminais e os procedimentos de instalação e operação do módulo:

• Arquitetura e princípio de funcionamento: chaveamento série por MOSFET de canal N em DPAK, operando a $10\,\text{kHz}$ fixos, com ciclo de trabalho ajustável entre $1\,\%$ e $100\,\%$ por potenciômetro rotativo e diodo Schottky SS34 integrado para absorver a energia da carga indutiva.
• Limites elétricos e térmicos: operação de $3\,\text{V}$ a $35\,\text{V CC}$, corrente nominal de $2\,\text{A}$ sem dissipador, pico de $5\,\text{A}$ com ventilação forçada e envelope máximo de $90\,\text{W}$, com consumo de repouso de apenas $15\,\text{mA}$.
• Pinout e ligação: quatro bornes de potência em bloco único, com entrada nos bornes 1 e 2 e carga nos bornes 3 e 4, além do procedimento de identificação por continuidade que elimina o risco de inversão entre lotes.
• Segurança operacional: ausência de fusível e de proteção de polaridade, chaveamento no ramo negativo e impossibilidade de corte total pelo potenciômetro — três características que exigem proteção externa e atenção ao tipo de carga utilizada.
• Operação e supervisão: resposta linear entre ângulo do potenciômetro e tensão média aplicada, distinção entre valor médio e valor eficaz na medição, e dois firmwares comentados que adicionam detecção de travamento e interface web sem alterar o estágio de potência.

O RB0522 é, portanto, um estágio de potência simples e eficiente para ajuste manual de velocidade em cargas DC de pequeno e médio porte. Seu uso seguro depende menos do módulo e mais do dimensionamento externo: fonte adequada, fusível em série, ventilação acima de $2\,\text{A}$ e supervisão de rotação em aplicações sujeitas a travamento mecânico.

Solução de problemas

Olá! Sou o assistente técnico da RoboBuilders. Descreva seu problema com o Controlador de Velocidade PWM 2A 5-35VCC: Manual Técnico Completo e eu ajudarei a encontrar a solução.

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