PUENTE H.
Antes que nada quisiera decirles que el puente H juega un papel muy importante en el área de la robótica y la automatización.
Imagina por un momento que requieres cambiar el giro de tu motor.
¡pues sí! eso tan sencillo lo puedes hacer invirtiendo la polaridad de tu pila, pero!! ¿no es eso muy tedioso? ¡PUES CLARO! ¿quien en su sano juicio le gusta invertir en cada momento la polaridad de la pila para cambiar el sentido de giro del motor? ¡a nadie!.
Ahora bien, ¡imagina hacer esto en la industria con un motor monofásico o trifásico! ¡muy feo verdad!.
Bueno querido amigo hoy que te inicias en el mundo de la electrónica quiero decirte que invertir el giro de un motor es posible gracias a dispositivos semiconductores y contactores eléctricos.
afortunadamente el mercado y los avances en ciencia y tecnologías eléctrica y electrónica nos proveen de materiales, herramientas y dispositivos que nos simplifican la vida y el boom de la innovación seguirá tomando más auge puesto que si o si nunca dejará de ser la tecnología del futuro.
Ahora bien: el puente H es un mecanismo electrónico que se encarga de invertir el giro de un motor usando un elemento básico en electrónica como lo es el TRANSISTOR.
Este versátil dispositivo tiene la habilidad de comportarse como un interruptor electrónico y como un amplificador. Cómo se hace necesario su uso para invertir el giro de un motor, solo para este caso se utilizará como un INTERRUPTOR.
PUENTE H: FUNCIONAMIENTO Y EXPLICACION DETALLADA.
imagina tener 4 interruptores en forma de letra H y un motor en el centro tal como se muestra en la siguiente figura.
figura 1. conexión de un motor para invertir su giro.
ahora imagina por un momento que requerimos que el motor que está ubicado en el centro de dicho circuito se mueva hacia la derecha es decir que tenga un giro normal.. ¿ cuales son los interruptores que requerimos activar? ¡EXACTO, EL A Y EL D! ¡vas muy bien!
figura 2. giro en sentido horario.
¡muy bien! ¡vas avanzando! ahora ¿ que se necesita para que el motor gire en sentido anti horario? ¡ exactamente! desactivar los interruptores A Y D, y activar los interruptores B y C tal y como se muestra en la siguiente figura.
figura 3. giro en sentido anti-horario.
PUENTE H: FUNCIONAMIENTO Y EXPLICACION DETALLADA.
ahora bien ¿ que pasa si se activa en interruptor A y B? no ocurre absolutamente nada debido a que no hay diferencia de potencial o voltaje que le llegue a una de las terminales del motor de DC para este caso se debe ASUMIR que el motor tiene polaridad de la siguiente forma:
figura 3. polaridad del motor.
a continuación observaremos el funcionamiento en un vídeo.
EXPLICACIÓN
si asumimos que el motor tiene polaridad, de + a – ( más a menos) y activamos los interruptores A y D la corriente circundante será de menos a más por la batería por lo cual circulará la corriente por el interruptor A, pasando por la polaridad positiva del motor, luego trasladándose hacia la polaridad negativa y por ende por el interruptor D habrá circulación de corriente por lo cual ese será el circuito o la malla circundante de corriente. al haber diferencia de potencial entre las terminales positiva y negativa habrá fuerza contra electromotriz por el motor de corriente directa DC.
desactivando los interruptores A y D y activando los interruptores B y C se puede observar que la corriente no circulará por el polo positivo del motor sino por el polo negativo del mencionado, por lo cual la corriente entrará por el interruptor B y saldrá por el interruptor C y de esta manera habrá fuerza electromotriz en sentido anti-horario.
para nuestro circuito mostrado anteriormente deduciremos la siguiente tabla:
tabla 1. estados de funcionamiento del puente H
ES POR ESA RAZÓN QUE EL MOTOR GIRARÁ EN LOS SENTIDOS MENCIONADOS DEPENDIENDO DEL ESTADO DE CADA UNO DE LOS INTERRUPTORES.
una vez comprendido el principio de funcionamiento ahora si vamos con el diseño usando transistores y para ello en-listaremos los siguientes materiales.
MATERIALES
2 transistores TIP 42
2 transistores TIP 41
2 transistores 2N2222A
4 diodos 1N4004
1 motor DC (entre 6 y 9 volts)
resistencias de 1 kilo-ohm
resistencias de 100 ohms
1 pila o batería de 9 volts
2 diodos led ( para indicar el estado de funcionamiento del puente H)
2 pulsadores tipo botón normalmente abiertos NA
cable de timbre( preferiblemente) 1metro
HERRAMIENTAS.
1 pinza pela-cable
1 pinza tipo alicate (mini)
1 protoboard.
figura 4. circuito puente H con transistores
CLIC EN LA IMAGEN PARA AMPLIAR EL CIRCUITO.
el procedimiento de rutina es el siguiente: se deben montar todos los componentes propuestos tal como está especificado el diagrama anterior.
se debe tener en cuenta que los transistores tip 41 y 42 son de encapsulado especial por lo que se debe tener en cuenta la configuración y conexión de cada uno de los componentes. en este caso mencionaremos los dispositivos que poseen polaridad para no cometer errores en el montaje del protoboard.
transistores TIP 42
transistores TIP 41
transistores 2N2222A
diodos 1N4004
diodos led
el funcionamiento del puente H con transistores es el siguiente. si se activa el pulsador de retroceso, se generará una corriente de base por el transistor 2n2222 cuya corriente se le aplicará al transistor Q1 tip 42 creando una baja impedancia entre colector y emisor de cada uno de los transistores conectados en pivote conducirá la corriente entre colector y emisor llegando hasta Q4 y de esta manera producir un giro en sentido anti-horario, de igual manera se encenderá un led indicando el sentido de giro del motor.
para desactivar el sistema, se suelta el pulsador y se presiona el que se encuentra posterior a este y ocurrrirá el mismo fenómeno presentado pero esta vez para los transistores Q2 y Q3 descritos en el diagrama.
De igual manera se encenderá un led y activará el motor en sentido horario. si los dos pulsadores se presionan al tiempo, el motor se frenará
APLICACIONES Y ADAPTACIONES
Para este tipo de circuitos en vez de pulsadores se le pueden adaptar fotoceldas y controlar el giro de un motor por luz, de igual manera se pueden usar sensores ranurados o sensores ópticos, es decir que es posible hacer uso de componentes optoelectrónicos.
De igual manera usted puede conectar sistemas de emisión recepción haciendo uso de un control remoto para de esta manera controlar a distancia el puente H.
Respecto a las aplicaciones tenemos las siguientes: control de apertura y cierre de persianas, control de apertura y cierre de puertas de supermercado, control de giro de una banda transportadora lineal, control de apertura-cierre de una válvula de control.
No se puede usar para avance-retroceso de un vehiculo de dos ruedas debido a que este puente H controla solamente un motor, no varios.
Si usted requiere controlar dos motores es necesario hacer uso de un puente H integrado correspondiente al circuito L293 D el cual hablaremos en otro post.
AQUI LES COMPARTO EL VIDEO DEL FUNCIONAMIENTO DEL PUENTE H.
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CONTENIDOS MÁS RELEVANTES.
Hola, un saludo!. el esquema que proporcionas funciona excelente en simulación pero resulta que en la practica sucede un caso particular y es el siguiente cuando se alimenta el circuito se va a corto….la configuración pull up para el pulso de activación del 2N2222A ese es el error ya que para evitar eso debe ser lo contrario una configuración pull down. Pero si simulamos lo que ocurrio en la practica no funciona en si en simulación.
lo otro es que si la fuente no tiene ninguna protección de inversión de polaridad (se puede dañar)….si usan la configuración pull up para que no se vaya a corto la fuente de alimentación deberian presionar un pulsador a la vez pero de igual forma se recalientan los reguladores en la fuente que use y es tedioso por lo cual es mejor usar la configuración pull down para enviar el pulso de activación a los transistores y asi funciona perfectamente bien.