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LABORATORIO DE ELECTRÓNICA GENERAL
Práctica Nº 7 CIRCUITO CON PUENTE H Alexander Paul Aucapiña Rojano, Jonathan Ricardo Laguas Paredes, Bryan Ilbay Raul Caiza apaucapina1@espe.edu.ec jrlaguas@espe.edu.ec brilbay@espe.edu.ec ABSTRACT. In the following work a circuit with bridge H is presented, the circuit is going to consist with four transistors two sources, resistors and a motor what we are going to demonstrate is the change of sense of a motor is for it that we must use a bridge H since this type of system this designed to be able to control the forced change of sense of rotation of a motor, in the work we demonstrate the calculations obtained of manual way and the calculations obtained in him simulator Proteus. The first thing we do is to look for information about the subject, once we understand the subject we will consider a circuit with ideal values in its resistances and sources, to finish we will simulate the circuit in Proteus and we will check the results. Keywords: H-bridge, Resistor, Voltage sources, Transistors, Diodes, Proteus Resumen: En el siguiente trabajo se presenta un circuito con puente H, el circuito va a constar con cuatro transistores dos fuentes, resistencias y un motor lo que vamos a demostrar es el cambio de sentido de un motor es por ello que debemos utilizar un puente H ya que este tipo de sistema está diseñado para poder controlar el obligado cambio de sentido de giro de un motor, en el trabajo mostramos los cálculos obtenidos de manera manual y los cálculos obtenidos en el simulador Proteus. Lo primero que realizamos es buscar información acerca del tema, una vez entendido el tema nos planteamos un circuito con valores ideales en sus resistencias y fuentes, para finalizar simularemos el circuito en Proteus y comprobaremos resultados. Palabras Clave: Puente H, Resistencia, Fuentes de voltaje, Transistores, Diodos, Proteus
1. INTRODUCCIÓN. Un puente-H es un circuito electrónico que permite activar los motores eléctricos (verdaderos impulsores de mecanismos), ser activados, en un sentido u otro y al mismo tiempo permitir controlar variables como, velocidad y torque de los mismos. Estos circuitos son de uso frecuente en robótica. Los puentes H están disponibles como circuitos integrados, o se pueden construir con componentes comunes. Sin embargo, el mundo real y físico, nos presenta ciertas dificultades a la hora de operar el puente-H. Así, entre otros, nos encontramos con la inercia del sistema mecánico, la velocidad de respuesta, el torque o fuerza de torsión, sin
olvidar el proceso de frenado y detención adecuados. Fig. 1 Esquema Puente H Para controlar la dirección en la que gira un motor de corriente continua, se necesita invertir la polaridad de la conexión eléctrica del motor en cuestión, de alguna manera hay que intercambiar los cables que alimentan el dispositivo. Si pensamos en una conexión normal como la de la siguiente imagen, vemos como cada terminal del motor recibe un polo distinto. Con la conexión anterior conseguimos que el motor gire en un sentido cualquiera, si necesitamos que gire en el sentido contrario, basta con intercambiar las conexiones, pero esto solo es útil si no necesitamos conmutar rápidamente entre una dirección u otra. Utilizando un transistor como interruptor, podemos replicar los esquemas anteriores, debemos recordar eso sí que los transistores son componentes electrónicos, no electromecánicos como los relés vistos anteriormente, aquí el circuito es un poco más complejo, no solo por el sub circuito que hace funcionar el transistor, hay algunas consideraciones sobre los voltajes que manejemos. Fig. 1.2. Esquema Puente H en Proteus El transistor actúa como una puerta desde un lado a otro, en este caso desde el colector al emisor, la base se comporta como el portero, si no recibe electricidad la puerta permanece cerrada, si recibe una señal, se abre. El voltaje que estimula la base es mucho menor que el que entra por el colector, por eso en este caso hay una resistencia a la base. Por último, debemos considerar que las características de cada componente van a determinar las capacidades del Puente H, tanto en voltaje y amperaje que pueda manejar, las características de las señales con que opera, el consumo del mismo circuito, etc. También debemos considerar las características del motor que deseamos controlar.
2. OBJETIVOS: ● Analizar el funcionamiento de un puente H con transistores. ● Diseñar un puente H con transistores para el cambio de giro de un motor DC.
5. PREGUNTAS
Es necesario utilizar los diodos.¿ por qué? Si ya que los diodos son utilizados en las fuentes de voltaje para poder convertir la corriente alterna (CA) en corriente directa (CD). También son usados en circuitos en los cuales han de pasar grandes corrientes a través del diodo. Si se oprime el conmutador al mismo tiempo para las dos posiciones los diodos protegen el circuito V o F? ¿Por qué? Falso ya que se produce un cortocircuito en el motor ya que están entrando dos voltajes de corriente al mismo tiempo ¿Dónde se puede aplicar un puente H? Como hemos dicho el puente H se usa para invertir el giro de un motor, pero también puede usarse para frenarlo, al hacer un corto entre las bornas 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.
6. CONCLUSIONES ● Para el funcionamiento exacto de los 2N2222 se requiere una corriente de base bastante grande pero que no dañe su funcionamiento. ● El diseño de un puente H es una de las maneras más fáciles que se utiliza para controlar el sentido de giro de un motor DC, permitiendo así su fácil uso en la industria. ● El transistor BJT no tiene alta potencia para este tipo de circuitos. 7. RECOMENDACIONES ● Para este tipo de circuitos es recomendable trabajar con los transistores mosfet, este tipo de transistor soporta una corriente alta. ● Hay que tener cuidado al momento de activar el sentido del motor, ya que si se activan ambos sentidos en un mismo instante esto produce un cortocircuito que dañara todo circuito 8. BIBLIOGRAFÍA. ● TEORÍA DE CIRCUITOS Y DISPOSITIVOS ELECTRÓNICOS, BOYLESTAD y NASHELSKY, décima edición, 2009, PEARSON-PRENTICE HALL. ● DISPOSITIVOS ELECTRÓNICOS, FLOYD THOMAS L, octava edición, 2007,PEARSON EDUCACIÓN. ● Muñoz-Galeano, N., Cano-Quintero, J. B., López-Lezama, J. M. (2016). Enseñando el funcionamiento de los inversores puente H: análisis del intercambio de potencia entre bobinas y condensadores. Formación universitaria , 9 (1), 117-124. ● Carmona, A., Arroyave, M., & Jaramillo, J. M. (2008). Diseño e Implementación de un Convertidor DC-AC Para Excitación con Pulsos Rectangulares de un Piezoactuador de PZT. Revista Colombiana de Física , 40 (1).} ● Contreras, A. C., Robles, J. C. G., & de Computo, E. S. (2001). CONTROL DE MOVIMIENTO PID DIGITAL PARA SERVOMOTOR DE DC 1.5 KW. Instituto Tecnológico de Chihuahua.
9. ANEXOS.
Fig. 1.4. Esquema Puente H Fig. 1.5. Giro del Motor en sentido horario con valores medidos
