Bueno pues después de un fin de semana algo loco que ha culminado pasando la noche de san Juan en la playa, como lo prometido es deuda, te dejo aquí mi deseño, para ti y para quien quiera aprender en este foro. Supongo que tienes bastantes conocimientos de electrónica, pero como mi intención es que todo el que lea mi mensaje aprenda voy a tratar de explicar cómo se controla el sentido de giro de un motor a partir de un puente H.
De hecho en base a mi explicación te darás cuenta que el diseño del circuito es casi inmediato y pensarás !Por qué coño no lo he pensado antes, con lo simple que es!
Veamos un puente H:
Este puente es del tipo Puente H Complementario, ya que los elementos de conmutación (transistores bipolares, Mosfets, Triodos, Reles, etc.) de la parte superior (los Upper Side) se activan con la señal invertida (de ahí el puntito en la entrada que indica inversión lógica) a los elementos de la parte inferior (lower side). Este puente tiene cuatro estados, suponiendo Vcc igual a 12V:
-Entradas A y B a 0, quedan activados ambos US y desactivados los LS. La diferencia de potencial entre los extremos del motor es 0V (12V - 12V) y el motor está parado.
-Entradas A y B a 1, quedan activados ambos LS y desactivados los US. La diferencia de potencial entre los extremos del motor es 0V (0V - 0V) y el motor está parado.
-Entrada A a 0 y B a 1, queda activado US_A y LS_B, los otros dos elementos quedan desactivados. Tenemos 12V (12V - 0V) en el motor.
-Entrada A a 1 y B a 0, queda activado US_B y LS_A. Tenemos -12V (0V - 12V) en el motor.
Por lo tanto, vemos que los estados 1-1 y 0-0 dejan el motor parado, y para que gire en un sentido será el estado 0-1 y el sentido inverso el 1-0.
Hay otro tipo de puente, que es el puente cruzado. Es más fácil de controlar ya que no hay que invertir las entradas de los Upper Side, pero tiene el problema de que el estado 1-1 está prohibido ya que al conducir tanto la parte baja y alta de un mismo ramal provoca cortocircuito:
Para nuestro diseño lo mejor es usar un puente H complementario (como el que tu tienes, aunque yo prefiero un puente hecho con mosfets que se puede controlar sin problemas desde chips lógicos al no requerir de corriente en sus entradas de control).
Partimos de este esquema base:
Consta de dos conmutadores, controlando la activación y desactivación de los transistores de su ramal, A o B. Este tipo de configuración es la clásica que se usa en instalaciones eléctricas cuando se quiere controlar el encendido y apagado de una bombilla con 2 conmutadores, solo que metiendo entre medias el puente H con el motor.
En este caso, cuando los 2 conmutadores están a 1 o a 0, el motor queda parado, y si uno de los conmutadores cambia de estado, provocará el giro del motor en un sentido o en otro, hasta que bien el mismo conmutador vuelva a su posición inicial o el otro conmutador cambie de posición, momento en el que se parará el motor. Si el paro se produce en el conmutador que no fue accionado al principio, tenemos que cuando se para el motor, se encuentra en el estado opuesto al original, es decir, si antes los dos interruptores estaban a 1-1, pasan a estar a 0-0. Si ahora se acciona el interruptor primero de nuevo, el motor girará en sentido contrario ya que la corriente circulará a través de el al revés.
Bueno, pues resulta que queremos que uno de los conmutadores sea controlable por nosotros lo llamaremos Maestro" y el otro conmutador será controlado por las condiciones del circuito (ya sea por detección de final de carrera, por temporización, o por cualquier otro tipo de sensor), lo llamaremos "Esclavo".
Para implementar el conmutador Esclavo teniendo 2 estímulos, el de "he llegado al final" y "he vuelto al principio", lo podemos hacer perfectamente mediante un biestable RS. Así nuestro conmutador manual accionará el giro del motor cuando nosotros cambiemos su estado, y el motor se parará cuando al conmutador esclavo le haya llegado una condición de STOP.
Ahora, si en lugar de un conmutador queremos un pulsador que haga la función Toggle (cambie de estado por cada pulso del pulsador), pues podemos insertar un Biestable tipo T y así tenemos este diagrama:
Mi diseño no requiere otra parte mecánica más que el pulsador y el motor en sí mismos. Además la condición de STOP no quiero que sea temporizada más que nada para proteger el motor y la circuitería por sobrecorrientes que pasan demasiado tiempo por el circuito.
Así mi diseño se basa en finales de carrera electrónicos. En cada ramal, A y B, existe un circuito que detecta cuando el motor ha llegado al límite de recorrido, ya que cuando un motor se bloquea, éste consume mucha más corriente que con una carga moderada. Vamos a suponer que unas 4 veces más de corriente, aunque dependerá del motor, claro.
El diagrama se transforma en este:
Cada bloque DS es un Detector de Sobrecorriente, que pasa a valer 1 cuando la corriente supera un determinado valor de umbral ajustado previamente.
Con todos los bloques definidos, he implementado el circuito en el siguiente esquema:
Como ves no es muy complicado de implementar. Apenas utiliza dos integrados, no usa puertas lógicas, y muy pocos componentes discretos.
Si te has dado cuenta, el pulsador es de tipo conmutación de dos posiciones. No es imprescindible que sea así, pero esta forma es infalible como circuito antirrebotes y de respuesta casi inmediata de esa forma nos aseguramos que si pulsas el pulsador una vez, se genera sólo un pulso.
Los switches de conmutación del puente los he puesto Mosfets, porque me gustan más para estas tareas, pero si te sientes cómodo con bipolares, pues sólo asegúrate de tener bastante corriente de control para saturar los transistores.
He utilizado un sólo chip para implementar tanto el biestable T y el R-S, de hecho este chip son 2 flip-flops tipo J-K. El tipo T se implementa llevando ambas J y K a 1 y activando la entrada de reloj C por cada pulso del pulsador. El biestable RS aprovecha las entradas Set y Clear que hacen un bypas de las demás entradas del biestable.
Los circuitos de detección de sobrecorriente constan de una resistencia en serie con el switch LS de cada rama A y B, que medirá la corriente que pasa por cada rama conforme funciona el motor. Ese voltaje generado en la resistencia al pasar corriente a su través, filtrado para eliminar transitorios de conmutación y el ruido de las escobillas del motor, se lleva a un comparador que compara el nivel con uno prestablecido y a su salida genera una señal lógica para controlar el biestable esclavo.
Hemos ajustado el potenciometro para que los comparadores se activen cuando el voltaje en su entrada + supere los 1,5V. Supongamos que el motor funciona en régimen de carga normal. Pasa a su través digamos 0,25 amperios. Entonces en la resitencia tenemos 2,2*0.25=0,55V de caida y ambos comparadores están a 0. Ahora supongamos que el motor llega al final de su recorrido, se enclava y pasa la corriente de 0,25 a 1A. Ahora en la entrada + de uno de los comparadores tenemos 2,2*1=2,2V que es mayor que 1,5 y por lo tanto pasa a 1 lógico. Esto hace que el biestable RS cambie de estado haciendolo coincidir con el estado del biestable T, lo que efectivamente parará el motor.
¿y qué pasa si antes de que llegue al final se vuelve a pulsar el pulsador? pues que el motor se parará, y si se vuelve a pulsar de nuevo, continuará hasta que llegue al final.
Este sistema, a menos que se presente alguna falla eléctrica, no conlleva ningúin peligro de que se quede el motor accionado bloqueado, ya que no hay microinterruptores que puedan fallar ni relés.
Además el diseño es tan sencillo que merece ser construido por alguien que tenga que presentar un proyecto de ciencia para la escuela.
Espero que haya valido la pena esperar mi diseño
Un saludo.
