Análisis de Electrónica Analógica
Puente H. Control de giro de motor DC con
transistores.
Reporte
Franco García Alejandro
(alumno 1)
Heras Cervantes Mario
(Profesor)
Instituto Tecnólogico de Morelia
Torres Ramírez Miguel Ángel
(alumno 2)
Departamento de Ingeniería Electrónica
Ingeniería Mecatronica
Morelia Michoacán, México, 20 de Noviembre del 2019
Abstract—This report was made to describe the elaboration of
an H bridge with transistors to control the direction of rotation
of a DC motor. This H bridge is based on a simple switch
diagram.
Keywords—Transistors, motor, control, analog, npn.
I. INTRODUCCIÓN
El Puente en H es un circuito electrónico que
generalmente se utilizar para hacer girar un motor eléctrico
DC en ambos sentidos, avance y retroceso. Son ampliamente
usados en robótica y como convertidores de potencia. Los
puentes H están disponibles como circuitos integrados, pero
también pueden construirse a partir de componentes discretos.
El término "puente H" proviene de la típica
representación gráfica del circuito. Un puente H se construye
con 4 interruptores (mecánicos o mediante transistores).
Cuando los interruptores S1 y S4 están cerrados y S2 y S3
abiertos se aplica una tensión positiva en el motor, haciéndolo
girar en un sentido. Abriendo los interruptores S1 y S4 y
cerrando S2 y S3, el voltaje se invierte, permitiendo el giro en
sentido inverso del motor.
Figura 1. Diagrama de interruptores
simples de un puente H.
El puente H se usa para invertir el giro de un motor,
pero también puede usarse para frenarlo, al hacer un corto
entre las bornes del motor, o incluso puede usarse para
permitir que el motor frene bajo su propia inercia, cuando
desconectamos el motor de la fuente que lo alimenta. En la
Tabla 1 se resumen las diferentes acciones.
II. DESARROLLO PRÁCTICO
A. Objetivo de la práctica.
Utilizar los transistores de uso general como interruptores.
B. Material
4 transistores CTPN2222A.
Tabla 1. Estados del puente H.
2 transistores KSP2907A
2 resistencias de 130 Ohms.
2 resistencias de 470 Ohms.
1 motor de 3V--.
2 push buttorn
1 protoboard
C. Actividades
III. ANÁLISIS TEÓRICO
Primero se investigo un circuito modelo de un puente H en
donde se utilizaran transistores de uso general como
nterruptores. Después de investigar diversas opciones y
comprender sus funcionamientos, llegamos al circuito que
se muestra en la Figura 2.
Al accionar uno de los push button, uno de los
transistores se polariza de manera fija, simulando así un
interruptor cerrado. La corriente de base está dada por las
fórmula:
Tras simularlo en el Software Proteus 8.0, se recurrió a
armar el circuito en la protoboard. Se comprobó su
funcionamiento y se comprendió.
Como tenemos dos transistores para la activacion del
motor, consideraremos dos veces el voltaje base- emisor.
Sustituyendo los valores que tenemos, de manera teórica, la
corriente en la base el primer transistor npn es de I B= 7.14
mA.
El circuito funciona de la siguiente manera: Al activar el
interruptor push button de la izquierda, el voltaje pasa por
la resistencia de 130 Ohms, creando así una corriente que
activa el primer transistor CTPN2222A; al ser activado el
primer transistor, su colector recibe una corriente por
medio del transistor KSP2907A superior de la izquierda,
activando así el transistor CTPN2222A inferior de la
derecha, haciendo que el motor gire en un sentido. En el
caso de activar el interruptor push button de la derecha,
sucede lo mismo pero con el KSP2907A superior de la
derecha y el CTPN2222A de la izquierda.
IB=(Vcc-VBE)/RB
La corriente en colector Ic es β veces la corriente de
base IB. Al tener una β desconocida (por falta de multimetro
que mida la ganancia), se supondrá una ganancia de 5. por lo
tanto:
Ic= βIB=5*7.14mA= 35.744 mA
Esta corriente de colector, es la misma corriente que
hay en la base del KSP2907A, la corriente del emisor está dada
por:
IE=(β+1)IB
Sustituyendo los valores, tenemos que IE=214.46 mA.
Si consideramos que Ic~=IE,, la corriente IE será la corriente
aproximada que llegará al motor.
Figura 2. Diagrama realizado.
CONCLUSIONES
“En esta práctica utilizamos los transistores en una
aplicación que nos puede ayudar en el control de motores en la
industria, lo cual es muy interesante. Al utilizar los
transistores se evita el problema de los elementos mecánicos
los cuales son muy propensos a las fallas por fatiga, además la
pérdidas son mínimas, creando así un sistema de control muy
eficiente. Con esta actividad reforzamos los conocimientos
acerca de los transistores y sus posibles aplicaciones.”
-Miguel Á. Torres Ramírez.
“La teoría fue comprobada, así mismo se aprendió
que los transistores pueden ser útiles como interruptores,
siendo este el uso más aplicado dentro del control de
dispositivos mecatrónicos.”
-Alejandro Franco García.
REFERENCIAS
Se enlistan y enumeran las referencias utilizadas para el
desarrollo del reporte de la práctica.
[1]
Figura 3. Circuito
realizado en la
protoboard.
https://www.ingmecafenix.com/electronica/puente-h-transistores/
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