Placa emuladora de Arduino con puente H incluido

Esta pequena placa fue pensada como sustituto económico del Arduino para utilizarse en robótica, especialmente en pequeños robots móviles, ya que incluye la electrónica de potencia para el control de motores de corriente contínua de hasta 600 mA.

Sus características principales son:

La programación se hará con el entorno de Arduino, quemando el micro luego mediante el programador USBASP construido en clase (ver: Arduino de Bajo Costo.pdf) o con un programdor paralelo, si se dispone de ese puerto.Obviamente todos los programas y conexiones indicados son válidas para las versiones de Arduino compatibles, salvo en donde se especifique alguna diferencia puntual.

La mayoría de los conceptos referidos al puente H de este trabajo son idénticos a los de puenteH.htm, la versión en protoboard del circuito de control de motores, en su forma más simple. Repetimos aquí, a continuación, los conceptos más importantes sobre el mismo.

Utilizaremos el circuito  integrado L293D que dispone de 4 medios puente H en un encapsulado DIL de 16 pines (l293(4Half_H_Bridges).pdf). La principal comodidad que brinda el integrado designado con la D final es la de tener incluidos ya en su interior los diodos de protección, de modo que podemos utilizar cargas inductivas (motores, relays, etc.) sin temor a picos inversos de tensión y sin necesidad de diodos externos. 

Obviamente, puede utilizarse la versión sin la letra D final, más económica, pero habría que agregar en forma externa los 4 diodos por motor, necesarios para proteger el integrado.

Las características principales de este integrado son:

La configuración que se utilizará para el control de dos motores es la siguiente:

L293

Detalles constructivos

Diagrama esquemático:

Listado de componentes:

Parte    Valor          Device          Package      Library             Sheet
C1       27p            C-EU025-024X044 C025-024X044 rcl                 1
C2       27p            C-EU025-024X044 C025-024X044 rcl                 1
C3       10u            CPOL-EUE2.5-5   E2,5-5       rcl                 1
IC1      ATMega8        AT90S4433P      DIL28-3      atmel               1
IC2      L293D          L293D           DIL16        st-microelectronics 1
IC3      78L05Z         78L05Z          TO92         linear              1
JP1                     PINHD-1X5       1X05         pinhead             1
JP2                     PINHD-1X6       1X06         pinhead             1
JP3                     PINHD-1X7       1X07         pinhead             1
JP4                     JP3Q            JP3Q         jumper              1
JP5                     PINHD-1X7       1X07         pinhead             1
LED1                    LED3MM          LED3MM       led                 1
M1                      W237-102        W237-102     con-wago-500        1
M2                      W237-102        W237-102     con-wago-500        1
PWR                     W237-102        W237-102     con-wago-500        1
Q1       12MHz          CRYTALHC49S     HC49/S       crystal             1
R1                      R-US_0204/7     0204/7       resistor            1

Placa de circuito impreso:

En el diseño se ha incluido, frente a las líneas de entrada/salida 0 a 4 del micro, dos líneas de pines (JP5 y JP6) conectadas a +V y Masa respectivamente, para facilitar la conexión de sensores y otros dispositivos externos a la placa

Aspecto final del prototipo construido

Programación y control

Debe tenerse en cuenta que la denominción adoptada para los pines es  la correspondiente al Arduino, de modo que es necesario utilizar la siguiente equivalencia entre pines del Arduino y Atmega8:

Pinout ARduino-ATmega8

Es así que el motor 1 tendrá como pines de dirección las salidas digitales 7 y 8 del Arduino, mientras que las del motor 2 serán las salidas 5 y 6.

Los respectivos controles de Enable de cada rama del puente H han sido conectados a las salidas 10 (Motor 1) y 9 (Motor 2) del Arduino, ya que éstas ofrecen la facilidad de PWM, lo que nos permitirá controlar con precisión y eficiencia la velocidad de los motores en ambos sentidos de giro.

Aquí hay una archivo excel PINOUT Arduino Atmega8 Puente H SIMPLE FAZ.xls que puede ayudar a relacionar con mayor facilidad cada uno de los pines de la placa con el correspondinte pin de Arduino.