Proyecto #1 Parte 2

Etapa de potencia para los motores

Para el control de los motores se usará un PIC18F4550, sin embargo, sería muy imprudente conectar sus salidas directamente a los motores; por tal motivo se ha optado por emplear el circuito integrado L293D, uno de los “puentes h-en-chip” más usados para el accionamiento de motores pequeños.  En la fig. 1 se muestra el pin-out de un L293D de 16 pines tal y como el que se usará en el proyecto.

Fig. 1 Pin-out de un L293D de 16 pines.

Siguiendo la propuesta hecha por el fabricante en el datasheet (fig. 2) se ha armado el circuito mostrado en la fig. 3, el cual se explicará a continuación.

Fig. 2 Circuito para el accionamiento de motores propuesto en el datasheet.

Fig. 3 Circuito armado para el accionamiento de los motores delantero y trasero del carro de juguete.

Se espera que el circuito de la fig. 3, este alimentado por un voltaje de entre 9 a 12 Voltios. Dicha alimentación vendrá de baterías y será regulada por 7808. La razón del regulador es la siguiente: Se espera que a los motores llegue un voltaje seguro para que estos trabajen y, dado que, el integrado L293D tiene una caída de voltaje para nada despreciable, se tiene que los motores finalmente reciben aproximadamente 6 de los 8 Voltios a la salida del regulador.

Se nota que se  conectan a las salidas del regular 7808 todos los Vcc (Vss y Vs) y GND. Además los GND de este circuito con el GND de la fuente que alimenta la etapa de control, donde está el microcontrolador deberán de ser unidos. Esto se explicará más a detalle en las siguientes entradas.

Ahora, al centrar la atención al L293D se tiene que las salidas OUT1 y OUT2 controlan el sentido de giro del motor delantero, mientras que las salidas OUT3 y OUT4 controlan el sentido de giro del motor trasero. El sentido de giro se controla siguiendo lo mostrado en la fig. 4. Donde 1A equivale a IN1 (en la fig. 3) y 2A equivale a IN2 (en la fig. 3), de igual forma se aplica para IN3 e IN4, respectivamente.

La tabla se puede leer de la siguiente manera: Cuando la entrada EN1 y EN2 estén recibiendo un estado alto, del microcontrolador, y las entradas IN1, IN2, IN3 e IN4 estén recibiendo un estado bajo ambos motores se mantendrán detenidos. Ahora, al concentrar la atención en el motor delantero, si IN1 recibe un alto mientras IN2 se mantiene con un estado bajo entonces el motor girará en un sentido, en caso contrario si IN1 recibe un bajo e IN2 un alto el motor comenzará a girar en el sentido contrario, siempre y cuando EN1 siempre se mantenga en alto. Si ambas entradas (IN1 e IN2) se ponen en alto entonces el motor se detendrá. Este comportamiento es igual para el motor trasero (EN2, IN3 e IN4) y se puede observar su funcionamiento en el Video 1.

Fig. 4 Tabla de verdad del control bidireccional de un motor mediante los pines EN,1A y 2A (EN1, IN1 e IN2 en la fig. 3)

Video 1: Comportamiento del L293D accionando únicamente un motor.

Es posible también accionar ambos motores simultáneamente como es mostrado en el Video 2. Sin embargo, se debe de tener en cuenta que al accionar ambos motores habrá más caída de potencial en el L293D y como resultado se puede notar como el motor se ralentiza un poco. Si la caída de Voltaje es excesiva puede que los motores dejen de funcionar.

Video 2: Comportamiento del L293D accionando los dos motores simultáneamente.

En los videos la etapa de potencia, con el puente h, y la etapa de control, con el microcontrolador, no están unidas; así que, se simula el microcontrolador enviándole estados altos y bajos a las entradas mediante cables y conectando los mismos a Vcc o GND de la alimentación.

Ya con esta etapa en funcionamiento, ahora solo resta la etapa de control y una fuente de alimentación apropiada para el carro.