ULN2003: driver per a motors elèctrics

En aquest post, examinarem el pinout, la funció i els esquemes de connexió del ULN2003, així com un exemple d'aplicació, a més de la seva funció com a controlador de relé. D'aquesta manera afegim un altre nou component més a la nostra llarga llista de dispositius presentats.

Per què es necessita un ULN2003

Una sola unitat de control té un conjunt de funcions de control que controlen els nivells de tensió a les entrades i sortides, així com temporitzadors, PWM, interrupcions i mètodes de commutació. Aquestes funcions de control ens permeten produir múltiples funcions sense interferir amb el circuit controlador. Per produir múltiples operacions, es va utilitzar un controlador i un processador senzills. El problema era minimitzar el circuit dels equips de corrent continu d'alt voltatge.

Els motors de corrent continu d'alt voltatge s'havien utilitzat àmpliament per la seva eficiència energètica. El problema era com controlar i minimitzar el circuit dels equips de CC dalt voltatge. Per controlar les càrregues de CC d'alta tensió de fins a 50 V i 500 mA, es feia servir un circuit lògic amb un transistor Darlington (NPN). Aquest circuit només era capaç de controlar una sola càrrega. Per solucionar aquest problema, es van introduir els CI ULN2003.

Què és el ULN2003?

Aquest QI té una àmplia selecció d'aplicacions. Podeu controlar fins a set càrregues alhora utilitzant set transistors Darlington. L'ULN2003 està disponible en diversos tipus d'encapsulat, com ara SOP, PDIP, TSSOP i SOIC. L'ULN2003 conté set pins de sortida que es poden utilitzar independentment dels pins d'entrada per crear un circuit de transistors. El CI és compatible amb qualsevol circuit sense ocupar gaire espai.

Com que la tensió de les sortides és independent de la tensió d'entrada, es pot utilitzar en qualsevol circuit com a microcontrolador o microprocessador. El rang de tensió per a les càrregues és de 50V, però el rang de corrent és de 500mA. Aquest rang es pot ampliar si es fan servir diversos pins de sortida. L'ULN2003 està protegit contra les contrafreqüències i té un sistema de protecció intern contra el retrocés per protegir el dispositiu.

Característiques de l'ULN2003

Quant a les característiques més destacades de l'ULN2003 estan:

• Podeu gestionar tensions de fins a 50V (hi ha versions que poden tolerar fins a 100V).
• El corrent que es pot fer servir és de fins a 500mA per cada entrada.
• Inclou un díode clap intern per protegir el dispositiu.
• També té una protecció interna del sistema flyback i un pin es pot fer servir per a càrrega inductiva.
• Es pot integrar perfectament amb microcontroladors i amb plaques tipus Arduino.
• És compatible amb lògica TTL i CMOS de 5v.
• El xip ULN2003 pot venir a diferents empaquetats com SOP, TSSOP, PDIP, etc.
• Generalment, al mercat ve amb altres elements extra muntat en un mòdul per facilitar la connexió.

Pintura

El xip DIP de l'ULN2003 es compon de Pins 16. Aquests són una sèrie d'entrades i sortides que detallo aquí:

1. Entrada 1: aquest pin es fa servir per al control de la sortida corresponent (sortida 1). Si està a alt nivell (5v) llavors hi haurà una sortida, altrament no n'hi hauria.
2. Entrada 2: igual que l'anterior, però afecta la sortida 2.
3. Entrada 3: el mateix, en aquest cas per a la sortida 3.
4. Entrada 4: igual, per a la sortida 4.
5. Entrada 5: ídem, en aquest cas per a la sortida 5.
6. Entrada 6: com les anteriors, però per a la sortida 6.
7. Entrada 8: el mateix però aplicat a la sortida 7.
8. GND: aquest pin número 8 és usat per a la terra i anirà connectat a la font d'alimentació.
9. COM: aquest pin pot complir múltiples funcions. Generalment es fa servir com un pin de test per posar en marxa totes les sortides. També es pot utilitzar com una càrrega inductiva.
10. Eixida 7: és la sortida controlada per l'entrada 7 i es pot connectar qualsevol càrrega de 50V i 500mA.
11. Eixida 6: igual que l'anterior, però està afectat per l'entrada 6.
12. Sortida 5: igual però el corresponent a l'entrada 5.
13. Sortida 4: igual que els anteriors, però és controlat per l'entrada 4.
14. Sortida 3: exactament el mateix però és la corresponent a l'entrada 3.
15. Sortida 2: com les anteriors, però correspon a l'entrada 2.
16. Sortida 1: controlada per lentrada 1, però amb les mateixes característiques que les anteriors.

Com veus, les entrades i les sortides estan invertides en l'ordre, per tant, vés amb compte amb això. Per a més informació, pots descarregar-te el datasheet del fabricant del que hagis adquirit el mòdul o xip ULN2003.

aplicacions

algunes de les aplicacions més destacades d'aquest xip poden ser:

• Controlador de fins a 7 relés o motors pas a pas.
• Controlar càrregues inductives.
• Controlar llums LED dʻalta càrrega.
• Utilitzar-se com a memòria intermèdia lògica en la majoria de circuits electrònics digitals.
• Etc

Com es fa servir l'ULN2003

On comprar

Si necessites adquirir un d'aquests ULN2003, tens diverses opcions, tant comprar-lo en un mòdul com comprar el xip sol. També venen kits amb els motors i connectors que es necessiten per començar. L'elecció és vostra. En qualsevol cas, són força barats. Aquí et deixo algunes recomanacions: