ULN2003: driver para motores eléctricos

ULN2003

En este post, examinaremos el pinout, la función y los esquemas de conexión del ULN2003, así como un ejemplo de aplicación, además de su función como controlador de relé. De esta forma agregamos otro nuevo componente más a nuestra larga lista de dispositivos presentados.

Para qué se necesita un ULN2003

MÓDULO ULN2003

Una sola unidad de control tiene un conjunto de funciones de control que controlan los niveles de tensión en sus entradas y salidas, así como temporizadores, PWM, interrupciones y métodos de conmutación. Estas funciones de control nos permiten producir múltiples funciones sin interferir con todo el circuito controlador. Para producir múltiples operaciones, se utilizó un controlador y un procesador sencillos. El problema era minimizar el circuito de los equipos de corriente continua de alto voltaje.

Los motores de corriente continua de alto voltaje se habían utilizado ampliamente debido a su eficiencia energética. El problema era cómo controlar y minimizar el circuito de los equipos de CC de alto voltaje. Para controlar las cargas de CC de alta tensión de hasta 50 V y 500 mA, se utilizaba un circuito lógico con un transistor Darlington (NPN). Este circuito sólo era capaz de controlar una sola carga. Para solucionar este problema, se introdujeron los CI ULN2003.

¿Qué es el ULN2003?

PINOUT Y DATASHEET

Este CI tiene una amplia selección de aplicaciones. Puede controlar hasta siete cargas a la vez utilizando siete transistores Darlington. El ULN2003 está disponible en varios tipos de encapsulado, como SOP, PDIP, TSSOP y SOIC. El ULN2003 contiene siete pines de salida que pueden utilizarse independientemente de los pines de entrada para crear un circuito de transistores. El CI es compatible con cualquier circuito sin ocupar mucho espacio.

Como la tensión de las salidas es independiente de la tensión de entrada, puede utilizarse en cualquier circuito como microcontrolador o microprocesador. El rango de tensión para las cargas es de 50V, pero el rango de corriente es de 500mA. Este rango puede ampliarse si se utilizan varios pines de salida. El ULN2003 está protegido contra las contrafrecuencias y tiene un sistema de protección interno contra el retroceso para proteger el dispositivo.

Características del ULN2003

En cuanto a las características más destacadas del ULN2003 están:

  • Puede manejar tensiones de hasta 50V (existen versiones que pueden tolerar hasta 100V).
  • La corriente que se puede manejar es de hasta 500mA por cada entrada.
  • Incluye un diodo clap interno para proteger el dispositivo.
  • También tiene una protección interna del sistema flyback y un pin se puede usar para carga inductiva.
  • Se puede integrar perfectamente con microcontroladores y con placas tipo Arduino.
  • Es compatible con lógica TTL y CMOS de 5v.
  • El chip ULN2003 puede venir en diferentes empaquetados como SOP, TSSOP, PDIP, etc.
  • Generalmente, en el mercado viene con otros elementos extra montado en un módulo para facilitar la conexión.

Pinout

El chip DIP del ULN2003 se compone de 16 pines. Estos son una serie de entradas y salidas que detallo aquí:

  1. Entrada 1: este pin se usa para el control de la salida correspondiente (salida 1). Si está a alto nivel (5v) entonces habrá una salida, de lo contrario no la habría.
  2. Entrada 2: igual que el anterior, pero afecta a la salida 2.
  3. Entrada 3: lo mismo, en este caso para la salida 3.
  4. Entrada 4: igual, para la salida 4.
  5. Entrada 5: ídem, en este caso para la salida 5.
  6. Entrada 6: como las anteriores, pero para la salida 6.
  7. Entrada 8: lo mismo pero aplicado a la salida 7.
  8. GND: este pin número 8 es usado para la tierra e irá conectado a la fuente de alimentación.
  9. COM: este pin puede cumplir múltiples funciones. Generalmente se usa como un pin de test para poner en marcha todas las salidas. También puede usarse como una carga inductiva.
  10. Salida 7: es la salida controlada por la entrada 7 y se puede conectar cualquier carga de 50V y 500mA.
  11. Salida 6: igual que el anterior, pero está afectado por la entrada 6.
  12. Salida 5: igual, pero el correspondiente a la entrada 5.
  13. Salida 4: lo mismo que los anteriores, pero es controlado por la entrada 4.
  14. Salida 3: exactamente lo mismo, pero es la correspondiente a la entrada 3.
  15. Salida 2: como las anteriores, pero se corresponde a la entrada 2.
  16. Salida 1: controlada por la entrada 1, pero con las mismas características que las anteriores.

Como ves, las entradas y las salidas están invertidas en el orden, por tanto, ten cuidado con esto. Para más información, puedes descargarte el datasheet del fabricante del que hayas adquirido el módulo o chip ULN2003.

Aplicaciones

Algunas de las aplicaciones más destacadas de este chip pueden ser:

  • Controlador de hasta 7 relés o motores paso a paso.
  • Controlar cargas inductivas.
  • Controlar luces LED de alta carga.
  • Usarse como búfer lógico en la mayoría de circuitos electrónicos digitales.
  • Etc

Cómo se usa el ULN2003

Dónde comprar

Si necesitas adquirir uno de estos ULN2003, tienes varias opciones, tanto comprarlo en un módulo como comprar el chip solo. También venden kits con los motores y conectores que se necesitan para empezar. La elección es tuya. En cualquier caso, son bastante baratos. Aquí te dejo algunas recomendaciones:


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