Você já deve ter precisado alimentar uma carga que puxa muita corrente com microcontroladores. E deve ter descobrido que é necessário criar um circuito externo para isso. Mas, no caso de motores, existe um circuito específico chamado ponte h. Portanto vamos aprender sobre esse circuito bem útil e prático.
O que é
A ponte H é um circuito que serve para variar o sentido da corrente em uma determinada carga, bem como controlar sua potência. A imagem abaixo é o circuito típico de uma ponte h.
Recomendo a leitura de outro post que expliquei sobre um circuito muito parecido com esse: inversor de tensão.
A ideia principal da ponte h, em relação ao inversor de tensão, é a mesma: Acionando a chave S1 e S4 a corrente flui em um sentido; Acionando a chave S2 e S3, a corrente flui no sentido contrário; e acionando S1 e S2 ou S3 e S4 nada acontece.
A principal diferença é que, na ponte h, nós mantemos um par de chave fixo (S1 e S4 ou S2 e S3). Isto é, a corrente só fluirá em um sentido ao longo do funcionamento da carga. É claro que, se você quiser alterar o sentido de rotação do motor, outro par de chaves deve ser acionado.
É possível também fazermos o controle da tensão em cima do motor de modo a controlar sua velocidade. Abaixo explicarei como isso é feito.
Funcionamento
Para facilitar nossas vidas existem alguns CI’s com o circuito da ponte h internamente. São eles:
- L293d
- L298
- LMD18200
- L9110
Entretanto, para facilitar o entendimento, vou focar no circuito do L293d que pode ser visto abaixo.
L293d
Antes de explicar o funcionamento, vamos esclarecer o que são alguns pinos de acordo com o datasheet.
- Vss – Pino 16: Serve para alimentar o CI com 5v
- Vs – Pino 8: Recebe a mesma tensão de funcionamento do motor para poder alimentá-lo
- GND – Pinos 4,5,12 e 13: Recebem o GND
- Input 1,2 – Pinos 2,7: São as chaves que controlam o motor que pode ser ligado ao pino 3 e 6 (output – lado esquerdo)
- Input 3,4 – Pinos 10,15: São as chaves que controlam o motor que pode ser ligado ao pino 11 e 14 (output – lado direito)
- Enable 1 – Pino 1: Habilita ou desabilita o funcionamento do motor ligado do lado esquerdo
- Enable 2 – Pino 9: Habilita ou desabilita o funcionamento do motor ligado do lado direito
- Output 1,2 – Pinos 3,6: Usados para controlar o motor 1
- Output 3,4 – Pinos 11,14: Usados para controlar o motor 2
Veja a imagem abaixo com ligações de exemplo:
Se você jogar sinal de nível alto (5v) no pino 2 (Input1) e sinal de nível baixo (GND) no pino 7 (Input2), o motor gira no sentido anti-horário. Se você fizer o contrário, a rotação inverte. Isso tudo considerando que o pino Enable 1 esteja acionado (5v).
Repare que o pino Enable serve como uma chave para dizer se o motor pode ser acionado ou não. Sendo assim, podemos alimentar ele com um sinal de PWM e, assim, a tensão em cima do motor será de acordo com o PWM. Ou seja, podemos fazer o controle da velocidade do motor dessa forma.
A ponte h também pode ser utilizada para criar um inversor de tensão ou um circuito elevador de tensão. Enfim, agora você já é capaz de controlar motores em seus projetos de uma forma bem simples.
Este post ajudou-me muito a compreender o quê uma ponte H e como ela funciona.
Ótimo saber isto! Espero que os demais posts do site possam te ajudar da mesma forma.
Com o chaveamento da tensão do PWM do Arduino, a frequência é de 980 Hz.
A reatáncia do motor aumenta ?
Pois Xl = 2 pi f L
De fato faz sentido, Haroldo. Nos motores de indução esse fator é importante, pois a frequência nominal deles é 60Hz (aqui no Brasil), então esse tipo de acionamento talvez exija uma análise mais aprofundada.