Cuando trabajamos con motores de corriente continua no siempre las aplicaciones se limitan a una función de marcha plena en alguno de los dos sentidos posibles (CW y CCW). En la mayoría de los diseños debemos controlar las revoluciones por minuto de los motores de acuerdo al desarrollo efectuado y el sentido de giro que esta rotación debe tener. Es por esto que, cuando necesitamos invertir el movimiento mecánico del sistema debemos apelar a utilizar un puente H, en consecuencia, utilizaremos el mismo sistema que comenzamos a delinear en la segunda parte de esta serie de artículos. En esta etapa final, abordaremos los métodos más apropiados para controlar mediante la modulación de ancho de pulsos (PWM) la velocidad, el sentido de rotación y el frenado de un motor CC.
Haciendo un breve repaso de los conceptos elementales a tener en cuenta en nuestro desarrollo, donde será necesario controlar la velocidad, el sentido de giro y el frenado de un motor de corriente continua, podemos citar los principales fundamentos:
  • La inversión de giro será supervisada por un puente H.
  • Para un frenado dinámico del motor, utilizaremos los transistores de las ramas inferiores del puente H con inclusión de PWM para variar la intensidad del frenado.
  • Para un frenado regenerativo del motor, utilizaremos los diodos “volante” incorporados a cada transistor MOSFET de los cuatro que forman el puente H.
Con estos fundamentos bien razonados, asimilados y comprendidos, podemos dar paso al desarrollo de los programas (firmware) que utilizaremos en nuestra placa de entrenamiento vista en el artículo anterior. Como valor agregado, aquí te ofrecemos el modelo propuesto de circuito impreso para que puedas realizar también tú una placa de entrenamiento y logres experimentar todo lo necesario hasta descubrir cada uno de los misterios y secretos que encierra el funcionamiento de un motor gobernado por un puente H. Para el montaje y distribución de componentes sobre el PCB puedes guiarte con las imágenes del artículo anterior, el diagrama esquemático sugerido y los videos explicativos de aquel y del presente artículo. Además, queremos hacer hincapié en un detalle importante: no dejes de visitar los enlaces sugeridos en los puntos enumerados más arriba para refrescar los conceptos que darán soporte al desarrollo de este artículo.
El programa inicial
Como siempre, tomaremos el trabajo por su lado más sencillo para obtener, además de resultados inmediatos y con poco esfuerzo, aprendizajes importantes que sirvan a la comprensión de algunos secretos ocultos que encierran los puentes H, especialmente para aquellos que nunca han incursionado en su utilización. El primer ejemplo de lo mencionado se inicia en el artículo anterior. Para quienes no lo recuerdan, el avance (CW – Colckwise) en el sentido de las agujas del reloj o el  retroceso (CCW – Counterclockwise) en el sentido inverso de giro, lo obteníamos mediante la activación en forma opuesta de los transistores de las ramas superiores e inferiores (marcadas en azul en el gráfico inferior).

Ahora, no solo volveremos a invertir el giro del motor sino que además, lo haremos controlando la velocidad de funcionamiento mediante la utilización de la modulación de ancho de pulsos. ¿Cómo se te ocurre que podemos realizar este trabajo sobre el puente H? ¿Aplicando PWM a los Gates de los transistores que antes activábamos de manera fija? ¡Por supuesto que no amigo! Lo que haremos será tan sencillo como activar de manera fija (con un estado alto a la salida correspondiente del PIC) el Gate del MOSFET de la rama inferior para obtener el giro esperado y solamente aplicaremos PWM al transistor de la rama superior. Como ejemplo puedes ver en la figura anterior que para el movimiento de avance, activaremos de manera fija a Q4 y aplicaremos PWM sobre Q1.
De este modo, evitarás conmutaciones innecesarias en la rama inferior del puente H con los eventuales problemas de desfasaje de tiempos en la conmutación entre uno y otro transistor. Por sobre todas las cosas, el programa del PIC se abrevia y simplifica junto con los problemas de hardware que otros diseños pueden acarrear. Un claro ejemplo de esto serían temperaturas de funcionamiento indeseadas en los transistores. ¿Comprendes la idea? La rama inferior se hace conducir en forma permanente (se la utiliza como una llave fija)y el verdadero control de velocidad se obtiene sobre un solo transistor. Algo que perecía tan complejo se simplifica a un solo transistor. Por lo tanto, el funcionamiento se reduciría a lo mostrado en el siguiente diagrama:






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