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Conheça o L298 – Ponte H de 4 A (MEC525)

Um importante circuito integrado de potência para excitar motores DC ou outras cargas numa ponte H e amplamente usado em shields comerciais é o L298 da ST. O leitor tanto pode comprar o shield pronto como pode montar seu próprio shield numa placa ou matriz de contatos, mas sempre é importante saber como funciona para eventuais aplicações diferentes das convencionais ou ainda para saber utilizá-lo dentro de todas as suas possibilidades. Neste artigo analisamos este componente.

MEC392S

No controle de motores de corrente contínua e outras cargas bidirecionais uma ponte H é fundamental. Essas pontes podem controlar o sentido de rotação dos motores a partir de sinais lógicos de microcontroladores e outros circuitos e em alguns casos possuem controle de velocidade ou potência através de sinais PWM.

Se bem que o leitor possa encontrar shields prontos que fazem uso dessas pontes, inclusive com o L298 que descrevemos aqui, sua montagem numa matriz de contatos para avaliação de desempenho e eventuais alterações pode ser importante no seu projeto.

Se o leitor quer saber mais sobre as pontes H ou H-Bridges sugerimos acessar o artigo MEC438 e MEC068.

 

A ponte H L298 da ST

Esta é uma ponte H integrada da ST Microelectronics para 4 A e tensões até 46 V que pode ser encontrada em dois invólucros, mostrados na figura 1.

 

Figura 1 – Os invólucros
Figura 1 – Os invólucros

 

No invólucro Multiwatt15 temos o recurso para montagem de dissipador de calor e ele se encaixa numa matriz de contato diretamente. O invólucro Pòwer So20 já é para uma montagem SMD, sendo opção para o produto desenvolvido depois de acabado.

Os invólucros possuem 15 pinos e sua identificação é dada na figura 2.

 

   Figura 2 - pinagem
Figura 2 - pinagem

 

O circuito equivalente interno é mostrado na figura 3.

 

Figura 3 – Circuito interno
Figura 3 – Circuito interno

 

Observe que existem saídas de sensoriamento para as duas pontes e que a alimentação positiva é comum. A alimentação lógica é de 7 V e a tensão de sensoriamento deve ficar entre -1 e 2,3 V. Os dispositivos podem dissipar uma potência de 25 W.

Na tabela abaixo temos as características elétricas do L298.

 

   Características elétricas do datasheet do componente.
Características elétricas do datasheet do componente.

 

Na figura 4 temos um primeiro circuito de aplicação para este componente num controle bidirecional de um motor de corrente contínua. O circuito foi obtido do próprio datasheet do componente.

 

Figura 4 – Circuito de aplicação em controle bidirecional de motor
Figura 4 – Circuito de aplicação em controle bidirecional de motor

 

Observe que levando a entrada C ao mesmo nível que D o motor freia rapidamente (parada rápida). Este recurso é especialmente importante em robótica quando desejamos que o robô se detenha de forma rápida, por exemplo, diante de um obstáculo.

Uma possibilidade interessante para se controlar motores ou cargas de maior corrente é a ligação em paralelo das pontes contidas no L298, conforme mostra a figura 5.

 

Figura 5 – Conexão em paralelo para maior corrente
Figura 5 – Conexão em paralelo para maior corrente

 

Lembramos que todas as entradas deste circuito são compatíveis com lógica TTL o que permite sua conexão direta com as saídas de microcontroladores.

Uma sugestão importante, já abordada em artigos deste site, é a referente ao desacoplamento do circuito que pode causar instabilidades se a carga controlada for altamente indutiva.

A ST recomenda a conexão de um capacitor não indutivo (cerâmico) de 100 nF entre Vs, Vss para a terra. Isso deve ser feito quando o capacitor de filtro da alimentação (de alto valor) ficar afastado do circuito integrado.

Também é importante que o resistor de sensoriamento de corrente, se usado, deve ficar o mais próximo quanto seja possível do polo negativo ou Vs e deve ser do tipo de fio.

O L298 também pode ser usado no controle de motores de passo, conforme mostra a figura 6.

 

Figura 6 – Controle de motor de passo
Figura 6 – Controle de motor de passo

 

Este circuito pode ser usado para controlar motores de passo de até 2 A. Os diodos devem ser de recuperação rápida para correntes de pelo menos 2 A.

A ST Microelectronics no manual do componente que pode ser acessado pela internet em vários sites, sugere a placa de circuito impresso para esta aplicação. Seu desenho está na figura 7.

 

Figura 7 – Sugestão de placa
Figura 7 – Sugestão de placa

 

Observe a área de terra maior para servir de blindagem para o circuito, evitando problemas que podem ocorrer num circuito de comutação rápida de cargas indutivas como este. O circuito integrado L298N deve ser dotado de dissipador de calor.

Finalmente, na figura 8 temos um circuito de controle para um motor de passo de duas fases.

 

Figura 8 – Controle de motor de passo de duas fases
Figura 8 – Controle de motor de passo de duas fases

 

Este circuito também é do datasheet do componente. Observe que o resistor de sensoriamento e Rr dependem da corrente de carga.

 

Conclusão:

O uso deste circuito integrado em shields de controle bidirecional (pontes H) em projetos mecatrônicos facilita bastante a montagem tanto de protótipos como de aplicações definitivas, já que ele está disponível em dois tipos de invólucros. Além disso, diversos fabricantes de shields como a Sparkfun dispõem de shields prontos.

Sugerimos uma busca no site da Mouser para a compra tanto do componente como dos shields.

 

 

BUSCAR DATASHEET

 


N° do componente 

(Como usar este quadro de busca)

 

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