domingo, 17 de março de 2013

Ponte H para Motores com L298

Ponte H com L298 http://eletronicaemcasa.blogspot.com.br/Entenda o funcionamento básico de uma Ponte H e do integrado L298 para o controle de motores CC. Confira a sugestão para montagem de uma placa eletrônica que controla 4 motores de forma independente utilizando o L298. Esse circuito é essencial para o controle de motores CC, possibilitando mudanças de sentido e até mesmo velocidade de rotação.






Introdução


Ponte H é a denominação de um circuito eletrônico com posto basicamente por 4 transistores e que tem como objetivo controlar o sentido da corrente que circula na carga. Em geral esse circuito é amplamente utilizado no controle do sentido e velocidade de rotação nos motores CC. 
Os motores CC alteram seu sentido de rotação quando invertemos sua polaridade. A capacidade de controlar o sentido e velocidade de um motor se torna interessante em aplicações na robótica.


Funcionamento Básico de um Ponte H


O funcionamento da Ponte H pode ser descrito, basicamente, por quatro chaves (Figura 1a). O acionamento pré-determinado  dessas chaves impõem o sentido da corrente que irá circular no motor CC (Figura 1b e 1c).

Funcionamento de uma Ponte H
Figura 1 - Funcionamento básico de uma Ponte H.
Devemos notar que não podemos acionar as chaves do mesmo braço ao mesmo tempo, como por exemplo S1 e S4 ou S2 e S3. Pois a ligação dessas chaves proporcionará um estado de curto circuito da fonte de alimentação, podendo assim ocorrer a queima das chaves, dos fios ou da própria fonte. 

A substituição das chaves por transistores, permite o controle do sentido de rotação por meio de sinais elétricos. Circuitos adicionais podem ser utilizados para facilitar o comando e não permitir os estados proibidos das chaves.


Ponte H com o circuito integrado L298


A L298 (figura 2) é um circuito integrado no incapsulamento multiwatt 15 que possui internamente duas Pontes H's. Ela é um drive de alta tensão e alta corrente, podendo opera com até 46V de alimentação e conduzir até 2A (por canal) para a carga. Projetada para aceitar níveis lógicos padrão TTL  e acionar cargas indutivas como relés, solenoides, motores CC e motores de passo. Duas entradas de habilitação (EnA e Enb) são fornecidas para ativar ou desativar o dispositivo, independentemente dos sinais de entrada (In1, In2, In3 e In4). Os emissores dos dois transistores inferiores de cada ponte são ligados entre si e ao terminal correspondente externo, possibilitando a ligação de uma resistência externa para medir a corrente ou limitá-la. Um entrada de alimentação adicional é fornecida de modo que a lógica funcione em um nível de tensão mais baixa.

Pinagem da L298
Figura 2 - Pinagem da L298

O circuito interno da L298 é apresentado na figura 3. Os resistores Rsa e Rsb podem ser suprimidos se não desejarmos medir a corrente ou se a potência de pico da carga for inferior a 2A.  A escolha dos resistores dependem da aplicação e podem ser determinado pela lei de ohms.

Circuito L298
Figura 3 - Circuito interno da L298
Maiores informações sobre as características da L298 podem ser adquiridas no seu data-base (datasheet):  Datasheet L298

Funcionamento da L298


Cada ponte H interna da L298 é controlada por 3 entradas, sendo duas para determinar a circulação interna da corrente (In1 e In2 por exemplo) e uma entrada  de habilitação (EnA) que ativa ou desativa a ponte H independente das entradas de controle ou pode ser utilizada para o controle da velocidade de um motor com PWM.

O funcionamento de uma das pontes podem ser descritos nas figuras 4 e 5  a seguir para o pino de habilitação em estado alto (EnA=1).

Como funciona a L298
Figura 4 - Funcionamento da L298
 
Como funciona a L298
Figura 5 - Funcionamento da L298

Tabela logica para o comando da L298.



EnA
In1
In2
Motor
0
X
X
Parado
X
0
0
Parado
1
0
1
Giro anti-horário
1
1
0
Giro horário
X
1
1
Parado



Driver Ponte H para 4 Motores baseado no CI L298


A seguir temos uma sugestão de layout para um drive para acionar 4 motores de forma independente. O circuito é baseado em duas L298 que comanda dois motores cada. As conexões para a correta utilização da placa é dado na figura 6.

Driver L298 4 motores
Figura 6 - Drive para 4 motores


A baixo o layout sugerido para o drive de 4 motores.

Placa para L298, circuito ponte H
Figura 7 - Layout sugerido A

Placa L298
Figura 7 - Layout sugerido B

Exemplo de aplicação na robótica:

 

  

Lista de Componentes: Drive de comando para 4 motores CC


Resistores

R1* ,R2* ,R3* ,R4*
6Ω (podem ser suprimidos)
Capacitor

C1*², C2*² ,C3*² ,C4*²
100nF (podem ser suprimidos)
Semicondutores

D1 a D16
1N4148
CI1, CI2
L298
Diversos

Fios para jumpers

Dissipador de calor

10 Bornes de 2 vias

1 Borne de 3 vias


(*) Os resistores devem ser de potência e podem ser suprimidos ou modificados de acordo a necessidade do projeto (ver texto).
(*²) Os capacitores podem ser suprimidos de acordo com a necessidade, alguns motores de baixa qualidade não suportam frequências elevadas quando controlados pela técnica de chaveamento PWM. Em geral não necessitamos dos capacitores na saída.


Download


No link abaixo se encontra todos os arquivos para a confecção da placa de circuito impresso. A senha para descompactar o arquivo é: www.eletronicaemcasa.blogspot.com.br

Link dos arquivos: Drive Ponte H para 4 motores 




Confira o nosso Kit de Montagem Transmissor FM.
 
Enviamos para todo o Brasil


28 comentários:
  1. Boa tarde, Guilherme

    Achei interessante esse seu projeto. Você tem como disponibilizar o esquema elétrico?
    Meu e-mail: mattos22borges@hotmail.com

    Obrigado.

    ResponderExcluir
    Respostas
    1. Olá Borges,
      Envie um e-mail com o esquema elétrico solicitado.
      Aproveitei e atualizei o arquivo para download "Drive Ponte H para 4 motores" com o esquema elétrico.

      Obrigado pela visita!
      Curta nossa pagina no Facebook!

      Excluir
    2. gostaria tbm do esquema, teria como enviar ?
      caiquevallim@hotmail.com

      Excluir
    3. O link se encontra no poste amigo.
      Obrigado pela visita !

      Excluir
  2. Boa tarde, estou com um projeto com o PIC para controlar dois motores CC ... esse projeto serve para mim. Você não teria o esquema para somente dois motores? Já curti a página no face!! Onde eu acho os esquemas que você disponibiliza para dowload?
    Obrigado!
    Bruno J. Shimabukuro

    brunojs@hotmail.com

    ResponderExcluir
    Respostas
    1. Oi Bruno,
      Sim vc pode usar a placa para acionar dois motores, sem problemas. Para somente dois motores vc pode suprimir um dos CI's.
      Eu não tenho outro layout disponível no momento, mas colocarei aqui no blog em outro momento!

      Excluir
    2. Olá, uma duvida, meu projeto precisarei controlar 2 motores DC e 1 de passo.No caso eu poderia utilizar este circuito sem problema certo? Obrigado
      Vc teria como me enviar o esquema desta placa ? Alexandre_popadiuk@hotmail.com

      Excluir
    3. Olá, uma duvida, meu projeto precisarei controlar 2 motores DC e 1 de passo.No caso eu poderia utilizar este circuito sem problema certo? Obrigado
      Vc teria como me enviar o esquema desta placa ? Alexandre_popadiuk@hotmail.com

      Excluir
    4. Sim, sem problema Alexandre ! Para o controle dos motores DC é bem direto,entretanto para o motor de passo a logica deve ser desenvolvida... uma solução sugerida pelo fabricante é o uso do CI L297.

      Você pode efetuar o download no link do post !

      Excluir
  3. Ah..obrigado...deixa eu perguntar...o CI L298 substitui a ponte H no acionamento dos motores CC?? ou trabalham em conjunto? Tendo a ponte H é necessário utilizar o L298?
    Obrigado

    Bruno José Shimabukuro

    ResponderExcluir
    Respostas
    1. Oi Bruno,
      Então o CI L298 é um circuito ponte H duplo... Um CI L298 corresponde a duas pontes H's o que permite assim controlar dois motores de forma independente. Cada circuito integrado L298 possui duas pontes H's internamente o que te permite controlar dois motores... por isso que vc pode fazer a placa descrita acima e utilizar somente a metade das entradas correspondentes, ou seja, um CI somente. Qualquer duvida é só perguntar !

      Obrigado por visitar o blog e por contribuir !

      Excluir
  4. Eu que agradeço pela ajuda e no que eu puder colaborar também pode contar.
    Bruno J. Shimabukuro

    ResponderExcluir
  5. Quando puder posta um layout de uma ponte H para 2 motores!!
    Obrigado
    Bruno J Shimabukuro

    ResponderExcluir
  6. Bom dia Guilherme,

    Primeiramente gostaria de parabenizar pela excelente explicação!

    Estou com uma dúvida, esse motor driver tem uma entrada VMS e uma entrada 5V, gostaria de saber o que seria esse VMS pois vi alguns tutoriais do pessoal ligando uma fonte externa no 5V e esse VMS indo no 5V do arduino, mas achei meio estranho.
    Você conseguiria me explicar?

    Agradeço desde já!

    http://bimg1.mlstatic.com/arduino-l298-h-bridge-motor-driver-board-2a_MLB-F-3406958547_112012.jpg
    http://bimg1.mlstatic.com/arduino-l298-h-bridge-motor-driver-board-2a_MLB-F-3406927709_112012.jpg

    ResponderExcluir
    Respostas
    1. Bom dia amigo,

      Normalmente nesses circuitos de drive Ponte H possui dois tipos de alimentação mesmo. Uma seria para compatibilidade de lógica e a outra é uma alimentação que consiga fornecer uma potência as cargas que serão ligadas a ponte H.

      Por exemplo observe a figura 3 do post. O Vss é destinado para definir os sinais de lógica que devem ser enviados para a ponte H, ja o Vs é a fonte que vai alimentar o motor por exemplo... repare na figura que a fonte ira acionar diretamente as cargas conectadas a ponte h, essa fonte deve ser capaz de fornecer a potência para a carga.

      Se a carga for de baixa potência e se a fonte do seu circuito de processamento aguentar fornecer a potência para a carga ai sim você pode conectar tudo na mesma fonte do circuito de processamento. é bom fazer uma analise antes para não ter problemas.

      Obrigado pelos elogios e pela visita ao blog!

      Excluir
  7. Bom dia Guilherme.
    Primeiramente parabéns pelo post.
    Poderia me disponibilizar o esquema elétrico desta ponte h no email patriniw@hotmail.com.

    Montei um controle remoto com modulos tx rx e consigo acionar led's remotamente pelo controle, eu conseguiria acionar motores remotamente com esta sua ponte h.
    Obrigado

    ResponderExcluir
    Respostas
    1. Bom dia Pratrick,
      Legal, vai ser bem interessante a montagem, os resultados serão legais!
      Os arquivos para baixar estão no próprio post. Se for possível comente sobre seus resultados depois aqui no post, com certeza vai ser de grande ajuda para os demais!

      Obrigado pelo elogio e por participar do blog !

      Excluir
  8. Ola...tenho que fazer um projeto para o tcc, esse projeto ira me ajudar a controlar os 4 motores do robo que estou projetando, poderia me mandar o esquema elétrico dele? Obrigado! (rochaduran2009@hotmail.com)

    ResponderExcluir
    Respostas
    1. Os arquivos estão no próprio post Renan é so baixar.

      Obrigado pela visita e boa sorte no seu trabalho !

      Excluir
  9. Olá guilherme, tudo bem? Tenho uma dúvida... este projeto serve para controlar motores de passo também? ou somente motores CC?

    ResponderExcluir
    Respostas
    1. Boa noite Rangel,
      Esse projeto é indicado para motores CC.

      Obrigado pela visita!

      Excluir
  10. boa.noite Guilherme!
    sou novo no aqui!nao sei se viu o que perguntei anteriormente,por via das duvidas vou repetir.
    Tenho um motor de passo entrada 38 vcc que trabalha com um 297 e um 298 o caso que esse projeto queima.muito 298 e 297 gostaria de estar trocando meu 298 pois esquenta muito.Gostaria de saber se existe outro compativel com 298 que colocaria sem mudar o projeto pois e um projeto meio complexo que roda bem mas.queima.muito esse 298.
    ja tive em contato com a grekco do brasil.mas eles nao sabem se o driver deles serve para substituir.caso possa me ajude
    desde ja agradeco

    ResponderExcluir
    Respostas
    1. Boa Hemerson,
      Não recebi sua msg... realmente não chegou para min...

      Hemerson eu não conheço outro circuito integrado que seria compatível com L298... Provavelmente o seu problema não é o componente em si, mas sim o dimensionamento do seu circuito. A queima deve estar sendo provocada pelo mau dimensionamento dos componentes...

      Verifique se os diodos de roda livre são os corretos para essa aplicação se o motor de passo possui níveis de potência compatíveis com o L298 e se o dimensionamento térmico e fixação do dissipador foram corretamente realizados.

      Os diodos de roda livre devem ser do tipo "Fast Diode" e não podem ser suprimidos hipótese nenhuma !

      Obrigado pela visita e por contribuir com o blog !
      Curta nossa página no face

      Excluir
  11. Olá Guilherme,

    Estou trabalhando em um projeto parecido com o seu, e encontrei um problema. Como faço pra descobrir qual o melhor dissipador para ser usado no CI L298.

    Obrigado !!!

    ResponderExcluir
  12. Oi Debora,
    Você deve calcular a resistência térmica necessária para que o circuito possa funcionar corretamente nas condições nominais e de sobre carga sem se danificar. Após ter calculado resistência térmica associada você pode entrar no site do fabricante para achar o dissipador que possui a resistência igual ou menor a calculada.
    Entre nesse site para conferir o catálogo http://www.hsdissipadores.com.br/

    O calculo da resistência térmica é análogo ao calculo do circuito elétrico e pode ser encontrado muito material de apoio na net. Os parâmetros de resistência térmica do componente já é fornecida nos datasheet ficando a tarefa de calcular resistência térmica do dissipador...

    Obrigado pela visita Debora !

    ResponderExcluir
  13. Como vai Guilherme?
    Gostaria de saber se posso utilizar esse circuito para motores de passo bipolar.
    Grato.

    ResponderExcluir
    Respostas
    1. Oi Shin,
      Sim, você pode usar ele para esse tipo de motor de passo. Existe uma solução dada pelo fabricante no datasheet do L298. A solução seria a utilização do L297 (drive de controle) em conjunto do L298.
      Leia o datasheet para maiores informações.

      Obrigado pela Visita !

      Excluir

Digite seu cometário...
(Seu comentário será visível apos a moderação)

Related Posts Plugin for WordPress, Blogger...
Paginas