En el capítulo 4 veíamos los bloques estructurales del robot. El sistema de propulsión ya está terminado y el sistema sensorial (bumpers) también. Nos quedarían los sistemas de potencia, control y alimentación.
En cuanto al sistema de control, inicialmente pensé que lo más sencillo era hacer un robot analógico, puramente reactivo y así es, pero he decidido complicar un poco más el proyecto y así hacerlo más didáctico y práctico. No utilizaré un sistema de control analógico, sino digital, con programación. En cualquier caso, el sistema de control analógico sería tal como se muestra en esta página, sobre el robot “pegatortas” del grupo Cucabot: LINK
Es muy común construir robots en los que todas las operaciones lógicas son realizadas, no dentro del propio robot, sino en un ordenador externo a él, con el que se comunica bien mediante un cable, o bien mediante un sistema de transmisión inalámbrica (wiffi, bluetooth, gsm/gprs/umts, radiomodem, infrarrojos,..). También es común construir robots que toman su energía, no de baterías, sino de alimentadores externos a él. Econobot será un robot de estos, con lógica y alimentación externa. Para la alimentación utilizará el alimentador de móvil (item 19), de 5 voltios. Para la lógica externa utilizaré el ordenador, de manera que nos conectemos a él a través de su puerto paralelo. Pero de eso ya hablaremos en otro capítulo. En este hablaremos de la Etepa de Potencia.
El puerto paralelo de un PC tiene varias salidas y entradas que funcionan a 5v. Las salidas son las que nos permitirán activar los motores, no obstante, cada salida del puerto paralelo solo puede entregar del orden de 2,6mA de corriente. Puesto que los motores que utilizamos consumen un mínimo de 60mA y un máximo de 300mA según sus hojas de especificaciones. Si se conectan los motores directamente a las salidas del puerto paralelo, los motores “pedirán” más corriente de la que pueden entregar estas salidas del puerto y “en su afán de entregar dicha corriente” se quemará el puerto paralelo. Por tanto, para poder entregar a dichos motores tal corriente, manteniendo el control, necesitamos una etapa de potencia. Una etapa de potencia es un circuito capaz de “aumentar” los 2,6mA entregados por las salidas del puerto paralelo en mucho más, para poder mover los motores.
Las etapas de potencia más conocidas son los Puentes-H, que utilizan varios transistores para conseguir ese aumento de potencia. Otro tipo de etapas de potencia la constituyen los Drivers de Potencia, que son circuitos integrados que poseen toda la electrónica necesaria en su interior y que son extremadamente sencillos de utilizar. Uno de los más comúnmente utilizados en robótica de afición es el L293D. Este tipo de circuitos dispone al menos de un par de pines para la alimentación, pines de entrada de baja corriente y pines de salida de media/alta corriente. En los pines de entrada de baja corriente es donde se conectan las salidas del puerto paralelo (o las salidas de un microcontrolador cualquiera) y en las salidas de media/alta potencia es donde se conectan los motores.
Nos hemos dedicado por tanto a caracterizar los diferentes componentes que tienen aspecto de ser drivers, tomando nota de sus números de referencia y buscando sus datasheets (hojas técnicas de especificaciones) en páginas especializadas, como
Tras una búsqueda entre los componentes de todas las placas electrónicas encontramos los siguientes drivers:
- BA6209 Driver dual. Alimentación: 6 a 18v. Corriente max: 1.6A
- LB1641 Driver dual. Alimentación: 5 a 18v. Corriente max: 1.6A
- TC4424 (2) Driver dual. alimentación: 5 a 22v. Corriente max: 3A
- BA5983FM BTL DRIVE
Utilizaremos los TC4424. Su datasheet es ESTE (PDF)
Una vez extraídos los chips, a base de romper la placa de circuitos (PCB), quedan como se muestra a continuación:
Este chip tiene 8 pines. Dos de ellos son para la alimentación (5v), dos para las entradas de baja corriente y dos para las salidas de media/alta corriente. Es un chip realmente sencillo de utilizar. Cada vez que apliquemos un 1 (alrededor de 5v) en las entradas de baja corriente, obtendremos un 1 (5v) en las de salida de media/alta corriente. Cada vez que apliquemos un 0 (alrededor de 0v) en las entradas de baja corriente, obtendremos un 0 (0v) en las de salida de media/alta corriente. Cada chip tiene dos entradas y dos salidas, así que podremos utilizar un chip para cada motor.
El puerto paralelo funciona con lógica TTL, es decir, 5v para indicar estado activo y 0v para indicar estado no activo.
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