En esta actividad se estudiarán los siguientes aspectos:
El puente H, como indica su nombre, es un circuito con forma de “H” que permite controlar el flujo de corriente hacia una carga, normalmente un motor, para hacerlo girar en ambas direcciones. Suele estar compuesto por VCC, GND, diodos, la carga (motor) y conmutadores (transistores). Es común encontrar circuitos integrados que ya incluyen los transistores, de modo que solo se requiere un controlador que genere las señales de control. Dependiendo de qué transistores se activen, se dirige la corriente en una u otra dirección, lo que determina si el motor gira en sentido horario o antihorario. Los transistores que se encienden son los opuestos; nunca se encienden los del mismo lado por lo que puede quemar los transistores y fuente al hacer un corto a tierra.
Como se mencionó, los puentes H pueden presentarse como circuitos integrados. En estos casos, lo único necesario es generar las señales de control desde el microcontrolador para manejar el IC. El L293D es un puente H diseñado para suministrar corrientes bidireccionales de hasta 1 A, operando entre 4.5 V y 36 V, y está pensado para manejar cargas inductivas como motores. En este dispositivo, los transistores internos están configurados en pares Darlington.
El chip cuenta con 16 pines cuya configuración y funciones se detallan en la página 3 de la hoja de datos del fabricante. Para este proyecto, los pines relevantes son: el pin 1 (enable del driver), los pines 2 y 7 (entradas para controlar la dirección), el pin 8 (VCC1 para la lógica interna), el pin 16 (VCC2 para el motor), los pines 3 y 6 (salidas hacia el motor) y los pines 4, 5, 12 y 13 (tierra).
El pin enable permite encender o apagar el chip, por lo que puede utilizarse con una señal PWM para variar la velocidad del motor. Los pines 2 y 7 pueden colocarse en nivel ALTO o BAJO y, según la combinación, se define la dirección de giro: si sus estados son distintos, el motor gira en una dirección; si son iguales, el motor se detiene. La direccion cambia la polaridad de la tensión en los pines 3 y 6.
Es fundamental revisar siempre las especificaciones máximas del chip en la hoja de datos para evitar daños. En el caso del L293D, tanto VCC1 como VCC2 están limitados a 36 V, las entradas no deben superar los 7 V y la frecuencia máxima de operación es de 5 kHz.
Para armar el circuito es necesario los siguientes componentes:
Conecte los pines del L293D de la siguiente manera:
Conecte el interruptor de la siguiente manera:
Conecte el potenciómetro de la siguiente manera:
Una vez armado el circuito, cargue el programa en el STM32 y verifique el funcionamiento. El potenciómetro debería ajustar la señal PWM del pin 1 del L293D, permitiendo variar la velocidad del motor, mientras que el interruptor debería seleccionar entre dos direcciones modificando la combinación de estados ALTO y BAJO en los pines 2 y 7.