Seguramente tu robot ya funciona, quizá para este momento te inunden muchas preguntas y quieras que tu móvil responda a algún estímulo y funcione como un Robot auténtico, pero seamos pacientes, el construir un módulo de sensores no garantiza que nuestro móvil funcione de inmediato, porque si resolvemos el cómo va ha “sentir” ahora, faltan usar esas señales lógicas para poder moverse. Obviamente nuestras etapas de sensores no proporcionarán la fuerza o corriente suficiente para poder hacer funcionar a los motores de la parte mecánica ya construida, necesitamos fuerza, y para ello necesitamos una etapa que se valga de casi cualquier señal lógica, ya sea proveniente de algún microcontrolador genérico o de un simple sensor de luz, para eso precisamos de un módulo de potencia que dé vida a nuestros motores.
No sólo necesitamos que active a nuestros motores y proporcione la corriente necesaria, también necesitamos las prestaciones para que pueda invertir el sentido de circulación de corriente a través de nuestros motores y que pueda avanzar en ambos sentidos, para ello recurrimos a las prestaciones del puente “H”. Esta etapa de potencia se forma con cuatro transistores dispuestos en la configuración de la figura, podemos observar de manera sencilla que si aplicamos a la entrada “A” un voltaje positivo, el transistor NPN entrará en estado de conducción, el transistor PNP con ese voltaje sólo reforzará su estado de no conducción. Ahora necesitamos que la corriente fluya a través del motor y para ello necesitaremos que el transistor PNP del lado opuesto, entre en saturación y cierre el circuito. Esto lo logramos aplicando en la entrada “B” un voltaje negativo o tierra para que entre en estado de conducción, como se puede ver el circuito está cerrado y el motor gira en un sentido. Si invertimos los voltajes aplicados a las entradas “A” y “B” el sentido de la corriente cambiará provocando que nuestro motor gire en sentido contrario, como podrán ver nunca dos transistores de un mismo lado entrarán en conducción de forma simultánea porque el voltaje aplicado es el mismo y los transistores son complementarios, en dado caso que fuera así tendríamos un corto y por consiguiente dañaríamos a los transistores por el monto de corriente circulante al no tener resistores limitadores. Pero surge una pregunta, qué ocurre si se aplica el mismo voltaje simultáneamente en las dos entradas. La respuesta es sencilla, simplemente no ocurrirá nada puesto que el circuito no se cerrará ya que necesitamos que dos transistores complementarios entren en conducción simultáneamente, lo cual jamás va a ocurrir.

Funcionamiento de un puente “H”

El armar el circuito completo del puente “H” necesita algo más que cuatro transistores, necesita resistencias limitadoras, también necesita diodos de protección puesto que los motores en sí son una carga inductiva que provoca regresiones de voltaje que pueden dañar a algunos circuitos, además de que los transistores deben estar debidamente seleccionados para el monto de corriente necesaria, eso sin contar el espacio que ocuparán, el costo, etc, etc.
Lo importante es simplificarnos el trabajo y no convertir a nuestro móvil en un auténtico “Frankestein”, para ello recurrimos al CI L293D cuyo uso se ha extendido debido a su bajo costo y su ahora facilidad de conseguirse en el mercado electrónico. En un único encapsulado doble en línea tiene dos circuitos puente “H” completos, con la capacidad de poder manejar cargas de hasta 1 ampere, entrada de habilitación (enable) de cada puente “H” que es útil para manejar PMW, diodos de protección integrados, además de que acepta a su entrada niveles lógicos de hasta 7 volts máximos de amplitud. Dependiendo de la configuración, es capaz de manejar dos motores independientes con su respectivo control de inversión de sentido o hasta cuatro motores en un solo sentido de giro, como podrán apreciar no sólo es versátil, sino que reduce en gran medida a nuestra etapa de potencia y es simple de usar, y su costo es una fracción de lo que gastaríamos en armar a su contraparte de manera discreta, prácticamente conéctese y úsese.
El circuito de aplicación es sencillo y pequeño además que será compatible con todas las etapas posteriores de nuestro móvil y su funcionamiento es el siguiente.
Nuestro motor1 estará conectado a las terminales output1 y output2, como habíamos explicado al principio de esta nota, su funcionamiento será prácticamente igual a su contraparte discreta, si aplicamos niveles lógicos a la entrada input1 e input2 de acuerdo a la siguiente tabla su funcionamiento será:

X = No importa
H = Nivel lógico Alto
L = Nivel lógico Bajo

Como podrán observar, es necesario aplicar el nivel lógico “1” a la entrada enable1 para que el motor funcione, de aplicar un nivel lógico “0” el motor dejará de funcionar y girará únicamente por inercia hasta que se detenga, en caso de aplicar un estado lógico igual en ambas entradas sin importar si es “1” o ”0” el motor no será afectado por la inercia y se frenará, lo anterior es útil para cuando se utilice alguna etapa que requiera mayor precisión como el caso de un microcontrolador.
Para el motor 2 el funcionamiento se repite al igual que el motor1, solo tendremos que guiarnos por el diagrama de circuito. Al conectar los motores debemos verificar la polaridad del mismo para que los motores funcionen de acuerdo a la secuencia aplicada a las entradas.
En la figura 2 vemos la disposición de pines del integrado CI L293D.

Aplicacion del CI L293D y su representacion simplificada

Para las etapas posteriores, el módulo de potencia se simplificará de acuerdo a la figura para una representación simple de las conexiones, así lo interpretaremos como el módulo de potencia y sólo marcaremos las entradas, es recomendable que las terminales del impreso sean del tipo “header” vertical y en el cableado manejar conectores para simplificar su uso y poder intercambiar módulos.
En la figura 4 se observa el circuito impreso por el lado de los componentes y lado del cobre.
La alimentación será la misma de las cuatro pilas “AA”, en caso de que se use una batería de mayor voltaje es necesario agregar una etapa reguladora para la etapa de control lógico, su aplicación se puede extender a cualquier proyecto que involucre motores de DC, cualquier pregunta o modificación pueden consultar por e-mail a tellezcarlos@hotmail.com con el subject “Mini-robot”.
Como se aprecia en el impreso tiene dos pares de terminales JMP1 y JMP2, éstas corresponden a las terminales E1 y E2, su finalidad es que si se utiliza algún circuito adicional en el cual no se precise tener control sobre éstas terminales de habilitación, únicamente colocar en cada una un “Jumper” para header de dos terminales, así estas terminales estarán habilitadas permanentemente. Las salidas POW A hasta POW D son extensiones de la batería, razón por la cual está indicada su polaridad, esto facilitará el conectar la alimentación a otros módulos y así evitar empalmes de cables, las terminales E1, A1, B1 y GND corresponden al control para la salida M1, en caso de usar la terminal de control E1 con alguna señal de control deberemos retirar el jumper de JMP1 para evitar mal funcionamiento, lo descrito anteriormente es el mismo funcionamiento para las terminales E2, A2, B2, GND y E2 del lado contrario.