puente H

1. Controlar motores de corriente continua con Puente H
1. Circuitos integrados
El circuito de un Puente H en general es muy utilizado, en robótica debe ser uno de los
imprescindibles, es por eso que, además de una infinidad de circuitos desarrollados a
partir de componentes sueltos, podemos encontrarlos como circuitos integrados, hay una
variedad suficiente como para desarrollar pequeños proyectos sin invertir en los gastos
de un desarrollo más grande, aunque en general no son componentes baratos. Hemos
probado el modelo L298, muy útiles y con un desempeño acorde a la mayoria de las
necesidades, sirve para controlar dos Motores DC.
El L298, en realidad, son cuatro circuitos independientes, que funcionan como medio
Puente H cada uno, de esta manera podemos utilizarlo para controlar dos motores
independientemente solo es cosa de orden al armar la circuiteria. En las imágenes se
ven las conexiones en base a la numeración de los terminales, no representan para nada
la forma en que se encuentran en el chip.

2. Hacer que funcione podría ser un sufrimiento eterno si no revisamos el datasheet, el
componente está pensado para ser más flexible que un par de Puentes H, esto mismo
es lo que nos complica al ver su gran cantidad de terminales si el circuito, que hemos
descrito hasta ahora, requiere menos que eso.
Veamos por partes, en este caso, al modelo Multiwatt15, sus terminales se encuentran
alternados adelante y atrás pero al mirarlo de frente podemos ubicar todos alineados de
izquierda a derecha, con la numeración de 1 a 15 respectivamente (los números no están
marcados, hay que contar de izquierda a derecha). Otros modelos Dip-16 por ejemplo,
siguen la logica habitual de numeracion.
Como la mayoría de los circuitos integrados, el L298 necesita una línea de alimentación
para su funcionamiento lógico interno, para eso contamos con el pin 9, aquí debe ir
conectada la fuente de alimentación lógica (hasta 7V, idealmente 5V) por otro lado los
motores que controla tienen una alimentación distinta, para eso tenemos el pin 4 (hasta
50V), la tierra es común a estas dos líneas de alimentación y se encuentra en el pin 8.
Para considerar este chip como 2 puentes h independientes debemos saber cuáles son
sus salidas y cuales sus entradas de control, para salida del primer puente están los
pines 2 y 3, es decir aquí va conectado uno de los motores. Para definir la dirección
necesitamos dos entradas, al activar una o la otra, el motor gira en uno u otro sentido.
Los pines correspondientes a las salidas 2 y 3, son 5 y 7. De la misma manera tenemos

3. el segundo Puente H, con salidas en los pines 13 y 14 (aquí va el segundo motor),
controladas por las entradas 10 y 12.
Como opciones extra tenemos un par de conectores que nos permiten activar o
desactivar los puentes h descritos, esto no se refiere al sentido en que giran los motores,
simplemente se trata de si los circuitos funcionan o no. Lo que hacen las entradas es
activar el funcionamiento del puente al recibir un voltaje cercano al de su alimentación
lógica (pin 9), entonces si queremos activar el funcionamiento del primer puente, el
terminal 6 debe estar activado, el segundo puente es controlado por el pin 11, podemos
conectar ambos terminales directamente a la alimentación lógica si queremos que
siempre estén habilitados. El ultimo bono en terminales lo dan los extremos, que al
compararse con el terminal 8 podemos determinar la carga a la que se somete cada
Puente H, el primero se monitorea en el pin 1, el segundo en la 15, podemos derivarlas
directamente a tierra si no nos interesa esta función.
Como ultima acotación, este chip funciona con voltajes TTL en sus entradas, debemos
asegurarnos que las entradas que no están activadas estén realmente desactivadas. En
general si trabajamos con algún micro controlador las salidas digitales de estos son High
o Low, con eso bastaría, ahora si queremos hacerlo funcionar con una botonera
tendríamos que pensar en utilizar pulldowns, resistencias relativamente altas conectadas
a tierra, para asegurarnos que las entradas estén en Low constantemente y al ser
activadas el voltaje de activación alcance los 5V.
Fuente: http://arteymedios.org/tutoriales/item/76-controlar-motores-de-corriente-
continua-con-puente-h
2. MOVIMIENTO DEL ROBOT CON MOTORES DE CD
MOVIMIENTO DEL ROBOT CON MOTORES DE PASOS
FUNDAMENTOS

4. Los motores de CD continuos son un poco imprecisos, sin la presencia de un tacómetro
como el expuesto anteriormente es muy difícil saber con exactitud las revoluciones que
este hace en un determinado tiempo, o la magnitud del giro para una determinada tarea
y en robótica para muchas de las partes del robot se requiere de precisión, es aquí donde
se introduce el uso de los motores a pasos, para este tipo de motores a diferencia de los
continuos se puede conocer con exactitud la magnitud del giro y además hacer que
ejecute ese giro con un solo pulso eléctrico proveniente de un sistema de control el cual
podría ser un puerto de una computadora, los motores a pasos son fáciles de usar, pero
en algunas aplicaciones son difíciles de conseguir y un poco caros.
El funcionamiento de un motor de cuatro fases es el que se muestra en la figura, el rotor
puede ser tanto de material ferromagnético como de imán permanente. El rotor toma
ángulos de 0º,45º,90º,...,cuando se excitan los devanados.
CONTROLADORES PARA UN MOTOR DE PASOS

5. Inicialmente los motores a pasos eran controlados por interruptores mecánicos, hoy en
día existen muchas otras formas de control por métodos electrónicos ya sea usando el
computador como el centro de control o usando dispositivos semiconductores como
transistores.
CONTROLADOR LSI
Por medio de un circuito controlador como el SAA-1027 o el UCN 4204, es posible
determinar cuando se debe dar el giro y en que dirección, la figura muestra la
configuración que se deben usar con el UCN 4202.

6. CONTROLADOR CON COMPUERTAS
Haciendo uso de compuertas lógicas y de la temporización es posible también crear un
control de pasos, la figura muestra la configuración:

7. El control de la dirección lo lleva a cabo un pequeño circuito combinacional capaz de
detectar un 1 o un 0 lógico a la entrada y a partir de este dar a su salida ( entrada de los
Flip-Flop) un valor que a la salida de toda la configuración ocasione un avance o un
retroceso, el pulso que determina que se de un paso del motor es el de las señal de los
CLK, o sea, la temporización.
El uso de estos sistemas digitales es muy útil en lo que ha robótica se refiere, ya que una
de las cosas mas importantes a la hora de diseñar el robot es el como controlarlo, este
tipo de controladores mostrado en los puntos anteriores precisamente busca ese detalle
, el facilitar el control del robot y hacerlo 100 % compatible con una computadora, así al
final del diseño el robot podrá ser controlado desde una PC fácilmente y de manera
eficaz. El modelo acabado al final recibe el nombre de ROBOT y ejecuta las funciones
que se le indiquen desde el panel de control.
Robot controlado por un computador, con movimientos
gracias al uso de motores continuos y de pasos.
La figura mostrada presenta un robot acabado el cual es controlado en su totalidad desde
un sistema de computador, en esta investigación se habló de los motores, pero es
importante destacar que adicionalmente hay otros elementos que se deben controlar
como lo son la visión, el sonido, los detectores de obstáculos, los brazos y extremidades
( donde se da el uso de motores ) y otras magnitudes que requieren de un sistema de
control general como lo sería un computador.
FUENTE: http://www.angelfire.com/sc/felipemeza/pub1.html
3. CITE UN EJEMPLO DE USO DE ESTA TECNOLOGIA A NIVEL INDUSTRIAL

8. EL L293 Y EL L298.
Actualmente son muchas las aplicaciones, donde el motor es de baja-mediana potencia,
en dichas ocasiones, se utiliza el conocido puente-H con el circuito integrado L293 (la
versión L293D incorpora los diodos de protección), y para mayor potencia se aconseja
el uso del L298.
Fig. 5
Este dispositivo lo he utilizado en algunas ocasiones en: el control de motores de
corriente continua, así como en motores bipolares, donde se aplica sin entrar a fondo en
el puente-H.
En cuanto al L298, es un integrado con dos puentes H que maneja hasta 2A, que integra
dos etapas (A, B) de salida de potencia. La etapa de potencia de salida es una
configuración en puente y sus salidas pueden conducir una carga inductiva en modo
común o diferencial, dependiendo del estado de las entradas. Para más detalles, vea
hojas del fabricante.

9. Fig. 6
La corriente que fluye a través de la carga que sale desde el puente en el sentido salida:
una resistencia externa RSA(1) o/y RSB (15), a masa, permiten detectar la intensidad de
esta corriente, mediante un circuito adecuado, se pueden mejorar las prestaciones.
Cada puente está accionado por medio de cuatro puertas de entrada, las cuales son:
In1; In2; ENA e In3; In4; ENB. Cuando la entrada EN es alta, las entradas In definen el
estado del puente. Un estado bajo, de la entrada EN (enhable), inhibe el puente. Todas
las entradas son compatibles TTL.
Fig. 7

10. La figura anterior, muestra el esquema de un control bidireccional de motor de CC, para
el cual, sólo se necesita un puente. El puente externo de diodos D1 a D4, se hace con
cuatro elementos de recuperación rápida (trr ≤ 200 nanosegundos) que deben ser
elegidos de una Vf tan baja como sea posible, en el peor de los casos, de la corriente de
carga.
Un condensador cerámico, por lo general de 100 nF, debe proveerse entre ambas
tensiones Vs ; Vss, y tierra, lo más cerca posible a estos pines y GND. Cuando el gran
condensador de la fuente de alimentación, está demasiado lejos del IC, un segundo
condensador más pequeño debe ser provisto cerca del L298.
Estos integrados, son buenos para tareas simples, no solo debe considerarse la corriente
continua, sino también los picos que se presentan cuando el motor arranca y o cuando
esta bloqueado. A veces esta corriente, puede ser de hasta 4 veces o más. El
performance, de estos integrados es algo limitado. En caso de usar PWM, verificar que,
la frecuencia de la PWM sea adecuada para este integrado.
Una forma muy eficiente de controlar un puente-H, consiste en utilizar la regulación por
ancho de pulso o PWM. Como ya sabemos, una señal PWM, es una señal cuadrada con
un ancho de pulso variable. El ancho de los pulsos del generador, varía del 5% al 95%,
lo que se conoce como, ciclo de trabajo (Duty Cycle). Mediante una resistencia variable,
la tensión es controlada, adecuando al ancho del pulso.
FUENTE: https://www.diarioelectronicohoy.com/blog/el-puente-h-h-bridge/l298