ponte h

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Ponte H Ponte H se trata de um circuito elétrico capaz de controlar motores de corrente contínua (DC) diretamente a partir de sinais elétricos, permitindo desde o controle de sentido de giro até o controle de potência e velocidade. Para o robô construído pela Equipe Labiras, foi preciso construir uma ponte H capaz de suportar elevada potência, usando, para isso, os transistores de efeito de campo – FET. O FET usado na ponte H foi o IRF3205, que, segundo seu fabricante, suporta até ±75A. O transistor FET é um dispositivo controlado por tensão onde a tensão no pino gate controla a corrente na saída, chamada de corrente de drain-source. A tensão no gate tem que ser maior que a tensão de gatilho (Vgs), geralmente entre 2 e 4 Volts acima para a maioria dos FETs canal N. Essa tensão deve ser medida entre o pino gate e o pino source do transistor. Como no nosso robô existe apenas uma fonte de tensão para os motores, foi preciso construir um circuito capaz de dobrar a tensão da bateria para que os transistores FET fossem habilitados. A Figura 1 apresenta o esquema do dobrador usado, que utiliza a técnica “charge pump” para dobrar a tensão, empregando um 555 como oscilador para chavear os capacitores e os diodos.

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Page 1: Ponte H

Ponte H

Ponte H se trata de um circuito elétrico capaz de controlar motores de corrente contínua (DC) diretamente a partir de sinais elétricos, permitindo desde o controle de sentido de giro até o controle de potência e velocidade.

Para o robô construído pela Equipe Labiras, foi preciso construir uma ponte H capaz de suportar elevada potência, usando, para isso, os transistores de efeito de campo – FET. O FET usado na ponte H foi o IRF3205, que, segundo seu fabricante, suporta até ±75A.

O transistor FET é um dispositivo controlado por tensão onde a tensão no pino gate controla a corrente na saída, chamada de corrente de drain-source. A tensão no gate tem que ser maior que a tensão de gatilho (Vgs), geralmente entre 2 e 4 Volts acima para a maioria dos FETs canal N. Essa tensão deve ser medida entre o pino gate e o pino source do transistor. Como no nosso robô existe apenas uma fonte de tensão para os motores, foi preciso construir um circuito capaz de dobrar a tensão da bateria para que os transistores FET fossem habilitados.

A Figura 1 apresenta o esquema do dobrador usado, que utiliza a técnica “charge pump” para dobrar a tensão, empregando um 555 como oscilador para chavear os capacitores e os diodos.

R4

DC7

Q3

GND

1VCC

8

TR2

TH6

CV5

U1

555

D11N4007

D2

1N4007

C2

10u

C310u

D2(K)

C10.022u

VCC

VCCPIN

GRNDPIN

J3PIN

R115k

R2

2k2

Figura 1- Dobrador de tensão

Page 2: Ponte H

Por causa do alto custo dos FETs tipo P, foi construído uma ponte H numa configuração que usa apenas FETs tipo N. Tal esquema é mostrado na Figura 2, abaixo.

Q1IRF3205

Q2IRF3205

Q3

IRF3205

Q4

IRF3205

1 2R1

100

1 2R2

1K

Q1(S) Q3(S)

1 2R3

10k

1 2R4

10k

VCC

Q5BC548

Q6BC548

Q7BC558

Q8BC558

1 2R7

10k

1 2R8

10k

1 2R9

100

1 2R10

1k

1 2R11

10k

1 2R12

10k

Q1(G)

Q4(G)

DOBRADORPIN

Chave 1

Chave 2

Figura 2- Ponte H usando apenas FETs canal N

No esquema da Figura 2, os transistores Q5, Q6, Q7 e Q8 são usados para amplificar o sinal enviado pelo arduino. Os transistores Q1, Q2, Q3 e Q4 são os FETs responsáveis pelo o funcionamento da nossa ponte h de potência.

Quando a chave 1 for habilitada, Q1 e Q4 serão habilitados consequentemente, fazendo com que a corrente flua pelo motor fazendo girar no sentido horário, quando a chave 2 for habilitada, de forma análoga Q2 e Q3 serão habilitados fazendo o motor girar no sentido ante-horário.

Esta configuração, a ponte-h pode receber um sinal do tipo pwm nas suas entradas, a fim de controlar por quanto tempo os transistores ficarão ativos e, assim, dosar a potência entregue ao motor e, consequentemente, controlar sua velocidade.

Page 3: Ponte H

REFERÊNCIAS

[1] FILHO, Daniel O. Basconcello. “Pont-H 12V 40 Amperes”. [Consult. 2013-03-03].Disponível na WWW. <URL: http://www.robotizando.com.br/artigo_ponte_h_pg1. php>.

[2] BARCELOS, Arlei; GONÇALVES, José Newton Coelho; FLORES, Maxsuel; BARBOSA, Warllem. “SISTEMA DE CONTROLE E MOTORIZAÇÃO DE CADEIRA DE RODAS”. [Consult. 2013-03-03].Disponível na WWW. <URL: http://www.aedb.br/seget/artigos08/445_Cadeira%20de%20rodas%20motorizada.pdf>.

Page 4: Ponte H

ANEXO I - ESQUEMÁTICOS

A) DOBRADOR

B) PONTE-H

Page 5: Ponte H

DADOS

JOSÉ ILTON DE OLIVEIRA FILHO

[email protected]

RENAN DE CALDAS PEREIRA BONA

[email protected]

WILK COELHO MAIA

[email protected]

Ranoyca Nayana Alencar Leão e Silva. (Silva, R. N. A. L)

[email protected]

Curso de Engenharia Elétrica - CEE, Universidade Federal do Piauí - UFPI,Campus Universitário Ministro Petrônio Portella - Centro de Tecnologia - CT, Bloco 08,- Bairro Ininga - Teresina - PI