INGENIERIA EN INSTRUMENTACION ELECTRONICA

EXPERIENCIA EDUCATIVA: DISPOSITIVOS ELECTRÓNICOS

CATEDRÁTICO: VARELA LARA LUIS JULIAN

PRÁCTICA #5

EQUIPO:

DE LA CRUZ PÉREZ NOÉDEL ÁNGEL ARRIETA FREDDY

RAMÍREZ GUATSOZÓN ESTEBAN DE JESÚSSORIANO BERISTAIN ALEJANDRA

SOSA MEDELLÍN ADRÍAN

XALAPA VERACRUZ 23 ABRIL DEL 2015

PRÁCTICA N° 5

PUENTE H CON BJT

INTRODUCCION

Un Puente H o Puente en H es un circuito electrónico que permite a un motor eléctrico DC girar 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 (ver primera figura) 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.

Con la nomenclatura que estamos usando, los

interruptores S1 y S2 nunca podrán estar

cerrados al mismo tiempo, porque esto

cortocircuitaría la fuente de tensión. Lo mismo

sucede con S3 y S4.

El circuito Puente H sólo permite un funcionamiento SÍ-NO del motor, a plena potencia en un sentido o en el otro (además del estado de detención, por supuesto), pero no ofrece un modo de controlar la velocidad. Si es necesario hacerlo, se puede apelar a la regulación del voltaje de la fuente de alimentación, variando su potencial de 7,2 V hacia abajo para reducir la velocidad. Esta variación de tensión de fuente produce la necesaria variación de corriente en el motor y, por consiguiente, de su velocidad de giro. Es una solución que puede funcionar en muchos casos, pero se trata de una regulación primitiva, que podría no funcionar en aquellas situaciones en las que el motor está sujeto a variaciones de carga mecánica, es decir que debe moverse aplicando fuerzas diferentes. En este caso es muy difícil lograr la velocidad deseada cambiando la corriente que circula por el motor, ya que ésta también será función —además de serlo de la tensión eléctrica de la fuente de alimentación— de la carga mecánica que se le aplica (es decir, de la fuerza que debe hacer para girar).

Una de las maneras de lograr un control de la velocidad es tener algún tipo de realimentación, es decir, algún artefacto que permita medir a qué velocidad está girando el motor y entonces, en base a lo medido, regular la corriente en más o en menos. Este tipo de circuito requiere algún artefacto de senseo (sensor) montado sobre el eje del motor. A este elemento se le llama tacómetro y suele ser un generador de CC (otro motor de CC cumple perfectamente la función, aunque podrá ser uno de mucho menor potencia), un sistema de tacómetro digital óptico, con un disco de ranuras o bandas blancas y negras montado sobre el eje, u otros sistemas, como los de pickups magnéticos. Ver más en Control de motores de CC con realimentación.

Existe una solución menos mecánica y más electrónica, que es, en lugar de aplicar una corriente continua, producir un corte de la señal en pulsos, a los que se les regula el ancho. Este sistema se llama control por Regulación de Ancho de Pulso (PWM, Pulse-Width-Modulated, en inglés).

Objetivo*Elaborar un PUENTE H con transistores, calculando las resistencias en función de la β y observar a qué frecuencia se detiene el motor

Variar la frecuencia aplicada en el circuito

MATERIAL

2 Transistor NPN 2N2222A 2 Transistor NPN BC558 2 Resistencias de 1 kΩ 2 Resistencias de 2.2 kΩ 1 Motor a 5V DC 1 Generador de funciones 1 Osciloscopio 1 Fuente de alimentación

PROCEDIMIENTO

Calculando los valores de las resistencias en función de las características de los transistores:

Transistor BC558 (β = 125) TRANSISTOR 2N2222 (β = 75)

Iβ=220 A

12 5=1.76mA

Iβ=220 A

75=2.9mA

5V−0.7V

1.76 A∗10−3=2440Ω

5V−0.7V

2.9 A∗10−3=1482.7Ω

YA QUE LA RBB ≤ RβResistencia utilizada: 220kΩ Resistencia utilizada: 1kΩ

Se comienza aplicando una FEM y variando la frecuencia, así como el ancho de sus pulsos. Se procede a verificar en qué punto el cambio en la frecuencia y el ancho de los pulsos a detenido el

motor por completo

CONCLUSIÓN

Después de lo visto en la parte teórica pudimos observar la aplicación de una variación en la frecuencia en uso como un control de velocidad. En la práctica pudimos observar que el motor no se detuvo sino hasta los 45.5 Hz y en 100 Hz ya se podía comenzar a controlar.La aplicación de una variación en la frecuencia, así como en el ancho de pulsos nos da una posibilidad más para controlar la variación de velocidad en un motor.Con respecto a los transistores pudimos observar su funcionamiento como Switches ya que bajo condiciones específicas se cerraban 2 transistores permitiendo el paso de corriente.Una de las cosas muy importantes que se deben tener en cuenta en el control de este circuito es que las señales Izquierda y Derecha jamás deben coincidir. Si esto ocurre, los transistores cerrarán circuito directamente entre el positivo de la fuente de alimentación y tierra, sin pasar por el motor, de modo que es seguro que se excederá la capacidad de corriente Emisor-Colector y los transistores, se dañarán para siempre. Y si la fuente no posee protección, también podrá sufrir importantes daños. Al efecto existen varias formas de asegurarse de esto, utilizando circuitos que impiden esta situación (llamados "de interlock"), generalmente digitales, basados en compuertas lógicas.