Controlador de motores VNH5019
Esta módulo é uma placa de suporte para o CI controlador de motores VNH5019 da ST, uma H-bridge (Ponte-H) totalmente integrada que pode ser usada para controle de velocidade bidirecional de motores CC. O funcionamento básico desta placa é descrito abaixo mas a leitura do datasheet do VNH5019é altamente recomendada antes da utilização deste produto. Esta placa incorpora muitos dos componentes de uma aplicação típica deste CI incluindo resistores de elevação e limitadores de corrente e um módulo FET para proteção de alimentação reversa. É enviada com todos os componentes SMD soldados.
Características
- Voltagem operacional: 5,5 a 24 V1
- Corrente de saída: 12A contínuos (máximo de 30)
- entradas compatíveis com 3V
- Operação de PWM de até 20kHz para operação silenciosa
- saída de sentido de corrente porporcional à corrente do motos (~140mV/A)
- LEDs indicadores do motor (permitem a monitoração mesmo quando não há um motor conectado)
- Robusto:
- Proteção contra voltagem-reversa
- Pode sobreviver a cargas de até 41V
- desligamento automático em sub ou super alimentação
- proteção térmica
- proteção contra curtos ao terra e curtos ao Vcc
1A proteção por super aliemntação tipicamente é disparada a 27V, mas isso também pode acontecer a valores próximos de 24V. Desse modo a utilização deste controlador não é recomendada com baterias de 24V que podem exceder siginificativamente este valor quando completamente carregadas.
Utilizando o controlador
As conexões do motor e da alimentação estão em um dos lados da placa e as conexões de controle no lado oposto. A alimentação do motor se conecta aos pinos GND e VIN; e deve ser entre 5,5 e 24V e ter capacidade para fornecer toda a corrente requisitada para o motor. A alimentação de nível lógico se conecta nos pinos VDD e GND e é utilizada para alimentar as elevações nas linhas ENA e ENB. Qualquer aliemntação acima de 2,1V é suficiente. POrtanto esta placa pode fazer uma interface direta com sistemas de 3,3 e 5V.
O diagrama abaixo mostra as conexões mínimas necessárias para a interface entre este controlador e um microcontrolador:
Diagrama de cabeamento mínimo para a conexão de um micorocontrolador à placa de suporte do VNH5019.
Nesta configuração a direção do motor é determinada pelos estados dos pinos INA e INB e a velocidade controlada pelo duty cilce de um sinal PWM conectado ao pino PWM. O pino PWM é rebaixado pela placa, portanto as saídas do controlador estão efetivamente desligadas por padrão. Os pinos INA e INB são flutuantes (não estão direcionados para nenhum valor em particular).
Esta placa tem LEDs indicadores do motor que podem ser utilizados para testar se as saídas do controlador estão funcionando como esperado antes de se conectar um motor (isto pode ser útil na detecção de problemas devidos a alimentação insuficiente). O brilho do LED aumenta com a velocidade do motor e a cor do LED muda com a direção.
Pinagem
| PINO | Estado Padrão | Descrição |
|---|---|---|
| VIN | Lado positivo da alimentação de 5,5 a 24V do motor. | |
| VDD | Lado positivo da alimentação de nível lógico (tipicamente de 2,5 a 5V). | |
| VOUT | Este pino permite o acesso à alimentação do motor após o MOSFET de proteção de alimentação reversa. Pode ser utilizado para fornecer alimentação protegida a outros componentes no sistema mas não deve ser usado para correntes altas. | |
| GND | Conexão terra para a aliementação do motor e de nível lógico. Ambas devem compartilhar o mesmo aterramento. | |
| OUTA | Saída A (conectada a um dos terminais do motor). | |
| OUTB | Saída B (conectada a um dos terminais do motor). | |
| PWM | LOW | Entrada de sinal PWM. |
| INA | FLOAT | Entrada A de direção do motor (entrada a favor do relógio). |
| INB | FLOAT | Entrada B de direção do motor (entrada a favor do relógio). |
| CS | Saída de sentido de corrente. A voltagem deste pino é aproximadamente 140mV por ampere da corrente de saída quando o pino CS_DIS está rebaixado ou desconectado. O sentido de corrente é mais preciso para correntes mais altas. Este circuíto é protegido para uso com entradas analógicas de 3V. | |
| ENA/DIAGA | HIGH | Combinação habilitação/diagnóstico para a saída A. Quando o controlador está funcionando corretamente este pino age como uma habilitação de entrada. Com um valor lógico "HIGH" a linha está hablitada e com um "LOW" desabiltada. Quando ocorre um problema com o controlador o CI direciona este pino para "LOW" e a linha é desabilitada. |
| ENB/DIAGB | HIGH | Combinação habilitação/diagnóstico para a saída B. Quando o controlador está funcionando corretamente este pino age como uma habilitação de entrada. Com um valor lógico "HIGH" a linha está hablitada e com um "LOW" desabiltada. Quando ocorre um problema com o controlador o CI direciona este pino para "LOW" e a linha é desabilitada. |
| CS_DIS | LOW | Desabilita a saída de sentido de corrente. Pode ser deixado desconectado na maioria das aplicações. |
Este esquema também está disponível em pdf: Esquema do controlador de motores VNH5019
