DRIVERS PARA MOTORES DC Y MOTORES PASO A PASOTodos los motores pueden ser controlados a travs de diseos a medida de puentes H hechos a base de transistores.Pero es mucho ms fcil usar un chip o integrados ya fabricados en lugar de construir el propio puente. Adems tienen otra ventaja, cada controlador cuenta ya con su hoja de datos que contiene sus caractersticas de trabajo. Por desgracia, muchos chips controladores de motores aparecen y desaparecen con el paso de los aos, por lo tanto no se recomiendan nmero de parte en especficos, en lugar de ello, se presentaran algunos tipos de chips, diferentes unos de otro, con ejemplos de los tipos de opciones disponibles, junto con algunos criterios de evaluacin para elegir que driver de motor utilizar.Debido a que hay muchos tipos de drivers de motores para diferentes tipos de tareas, existe una infinidad de productos a nuestro alcance. Elegir cual es el mejor depende del motor y la tarea a realizar.Un driver perfecto, sera el que cumplira con lo siguiente: Acepta de entradas lgicas las tensiones y corrientes de chips y microcontroladores. Permite que el motor comande en los cuatro modos: avance, retroceso, freno y sin inercia. Proporciona control de velocidad. Permite el control de mltiples motores. Proporciona en sus salidas las tensiones y corrientes necesarias para el ptimo funcionamiento del motor. Asla la lgica de control del ruido elctrico y los fallos del motor. Protege al control del motor y al mismo motor del sobrecalentamiento. Opcionalmente permite el uso de una fuente de alimentacin externa distinta al que se est utilizando para alimentar la lgica (por ejemplo un paquete de bateras solo para el motor). Proporciona informacin al control del motor en cuanto a consumo de potencia del motor y la operacin, incluyendo cualquier condicin de falla. Incluye un modo seguro en caso de que el control lgico del motor, no est en funcionamiento, o durante se restablece en caso de una desconexin de comunicacin. Consume muy poca energa para su propia operacin. Genera poco calor Cuenta con un embalaje sencillo y no complicado, tipo DIP o de montaje superficial dependiendo nuestra aplicacin. Requiere muy pocos o ningn componente adicional. Es de bajo costo y fcil acceso.

Puente H (L293)UnPuente HoPuente en Hes uncircuito electrnicoque permite a unmotor elctrico DC girar en ambos sentidos,avanceyretroceso. Son ampliamente usados enrobticay como convertidores de potencia. Los puentes H estn disponibles comocircuitos integrados, pero tambin pueden construirse a partir de componentes discretos.El trmino "puente H" proviene de la tpica representacin grfica del circuito. Un puente H se construye con 4 interruptores (mecnicos o mediante transistores). Cuando los interruptores S1 y S4 estn cerrados (y S2 y S3 abiertos) se aplica una tensin positiva en el motor, hacindolo girar en un sentido. Abriendo los interruptores S1 y S4 (y cerrando S2 y S3), el voltaje se invierte, permitiendo el giro en sentido inverso del motor.

Un clsico puente H creado a base de transistores PNP o NPN se muestra en la siguiente figura.

Los transistores pueden ser del tipo BJT como en este caso o tipo MOSFET, pero dependiendo de los transistores utilizados, el circuito tendr la capacidad de manejar diferentes potencias.Como hemos dicho el puente H se usa para invertir el giro de un motor, pero tambin puede usarse para frenarlo (de manera brusca), al hacer un corto entre las bobinas del motor, o incluso puede usarse para permitir que el motor frene bajo su propia inercia, cuando desconectamos el motor de la fuente que lo alimenta. Como el puente H se compone de cuatro interruptores de transistor con dos estados cada uno (abierto y cerrado). Eso significa que hay 16 combinaciones posibles, cinco son los ms tiles y de los once restantes, cuatro proporcionan frenado en una sola direccin, y los otros siete dan resultado a un corto circuito. En el siguiente cuadro se resumen las diferentes acciones.

#S4S3S2S1ESTADO

10000El motor se detiene bajo su propia inercia

20001Solo frena en retroceso

30010Solo frena en avance

40011Corto circuito

50100Solo freno en avance

60101Freno en ambas direcciones (low side)

70110Giro en retroceso

80111Corto circuito

91000Solo frena en retroceso

101001Giro en avance

111010Freno en ambas direcciones (high side)

121011Corto circuito

131100Corto circuito

141101Corto circuito

151110Corto circuito

161111Doble corto circuito

Nota: Las combinaciones bsicas y ms utilizadas estn remarcadas.El integrado ms popular para un H-bridge es el L293B (o su variante L293D). El integrado dispone de 2 alimentaciones separadas: Vcc1 (pin 16):voltaje lgico (5 o 3.3V) Vcc2 (pin 8):voltaje motor (hasta 36 V)

El resto del integrado est dividido en 2 bloques funcionalmente equivalentes. Cada uno de ellos (situados a cada lado del L293). Por ejemplo, en la rama de la izquierda disponemos de:

Pin ENABLE : interruptor apagado/encendido (pin 1,2 EN) 2 Entradas IN1, IN2 (pines 1A,2A) 2 Salidas:OUT1, OUT2 (pines 1Y, 2Y). Tierra y disipador de calor (pines 4,5)Un nivel alto/bajo (respecto al voltaje de la lgica) en las entradas IN1, IN2 se traduce en un nivel alto/bajo de las salidas OUT1, OUT2 (pero en voltaje motor Vcc2y con mucha mayor capacidad de corriente). Cada rama puede dar unos 0.75A de forma continuada y picos de hasta 1A.

Al tener 2 puentes H completos, con un L293 podemos controlar 2 motores DC bidireccionales o 4 motores DC unidireccionales. Tambin son utilizados para trabaja con motores a pasos debido a que estos motores requieren del cambio de direccin de flujo de corriente a travs de sus bobinas en la secuencia apropiada.

Drivers de la familia 4427Curiosamente muchos chips pueden ser utilizados en el control de motores de baja corriente, incluso si ese no era su propsito, como en el caso de esta familia de integrados.Los drivers del tipo MOSFET de la familia 4427 (4427A, 4424, IXDN404, IR4427, TPS2812P, etc.) pueden utilizarse como drivers de motor independientes sin ningn transistor adicional. Por ejemplo el integrado 4427 tiene dos entradas de nivel lgica, y permite una salida de hasta 18 V, con corrientes de mximo 1.5 amperes.

SN754410 (alternativa a familia L293)Este driver de Texas Instruments es el sucesor de la clsica familia L293 y cuenta con todas sus caractersticas. Se pueden usar los 4 medio puentes independientes para distintos motores o bien en pares, utilizndolos como puentes completos y controlar dos motores DC, como en la siguiente imagen.

Con el SN754410, obtendr dos drivers completos en un cmodo DIP de 16 pines que van desde 4,5 V hasta 36 V. Entre eso y el bajo precio, este chip es muy popular en la comunidad de robtica. El SN754410 proporciona acceso a los cuatro estados de motor ms comunes ya mencionados anteriormente y evita cortocircuitos. Se ha incorporado diodos en las salidas y la proteccin de sobrecarga trmica.Al igual que la familia de integrados L293 puede ser utilizado para el control de motores paso a paso.

MC33887 (driver MOSFET de mltiples funciones)A diferencia de los simples drivers de motor presentados anteriormente, el MC33887 cumple con todo eso y muchas ms opciones. Este integrado va desde 5 V a 28 V, con entradas compatibles con voltajes lgicos. Puede entregar en sus salidas 5.2 amperes de forma continua, proporciona el uso de corriente del motor e informacin de retroalimentacin. Protege contra sobrecargas de corriente y temperatura, bajo voltajes y entradas desconectadas. Puede entraren modo de espera en el cual consume menos de 50 A. Proporciona todos los estados posibles de un motor, y tambin cuenta con una alimentacin diferente de la lgica para el motor, si as se desea.Si el MC33887 puede ser culpado por algo, es que no acepta pulsos (PWM) de ms de 10 kHz, adems sirve para controlar un solo motor. Otra de las desventajas es su complejidad.Esquema del MC33887 controlando un motor con todas sus caractersticas activas.

Esquema simple para controlar un motor sin retroalimentacin, opcin de modo de espera, y altas pulsaciones.

ULN2803El ULN2803 es un array de 8 transistores Darlington en un encapsulado de 18 pines. Es ideal para manejar cargas que requieran de gran corriente como pequeos motores. Puede proporcionar en su salida hasta 500 mA con una tensin de hasta 50 V, adems sus ocho salidas pueden ser puenteadas para proporcionar an ms corriente por canal. Se debe de tomar en cuenta que las salidas estn invertidas respecto a las entradas. Comnmente es utilizado como driver para motores paso a paso unipolares. A continuacin se muestra el esquema interno as como las conexiones necesarias para utilizarlo como driver de un motor a pasos.

Para ms informacin sobre las caractersticas y funcionamiento de cada uno de los drivers que se han presentado se debe revisar la hoja de datos correspondiente a cada uno de ellos.