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Arduino: reconocer colores con el módulo TCS230 – TCS3200

En principio hay que dejar en claro que nos vamos a encontrar en los sitios de venta y en la información técnica en-línea con diversos formatos de soporte físico de este sensor. Voy a mostrar al menos 4 en la imagen que sigue.

Confusiones de Mercado:

Antes de seguir se presenta la necesidad de aclarar que hay una controversia difícil de resolver: los vendedores, sea en sitios como Mercadolibre o internacionales como eBay, nombran a estos sensores como «TCS230 TCS3200 Recognition Color Sensor Detector Module» («Módulo Sensor Detector de Reconocimiento de Color TCS230 TCS3200»). Es decir, en el nombre descriptivo aparecen dos códigos, y estos códigos son los nombres de dos chips diferentes: TCS230 y TCS3200. Modelos diferentes. Si alguien desea dilucidar qué chip detector posee su propio módulo recomiendo leer y seguir este debate en el foro oficial de Arduino. O más fácil, una observación detallada de la ventana del chip permite ver de cuántos fotodiodos se compone. Si es una matriz de 8×8 (es visible con facilidad), su sensor corresponde a la descripción y ejemplos que tratamos aquí. Si la matriz es de 4×4 o 8×4, usted se encuentra en presencia de otro sensor. Digamos que, de ser así, y la cantidad y nombre de los pines de entrada/salida de su módulo coinciden con las descripciones que ofrezco aquí, usted puede probar con su sensor los diagramas de conexión y programas propuestos en este artículo. Para mayor tranquilidad, según sus hojas de datos, tanto el TCS230 como el TCS3200 poseen una matriz de 8×8 fotodiodos y la descripción de funcionamiento de la primera hoja coincide en todos sus parámetros, excepto en el tamaño de los fotodiodos, que es de 110 μm x 110 μm separados 134-μm centro a centro en el TCS3200, y de 120 µm x 120 µm separados 144-µm en el TCS230. También se nota una diferencia física en el diagrama de ambos chips, visible en la forma de sus conexiones metálicas internas. La opinión en el debate del foro de Arduino es que el TCS230 en una versión anterior de fabricación del TCS3200, lo cual es muy posible porque la empresa fabricante originalmente era TAOS, y luego se convirtió en AMS.

Diagrama en la hojas de datos del chip TCS230 y TCS3200:

Módulo Sensor/Detector de reconocimiento de color

Descripción básica:

Este módulo utiliza un sensor integrado provisto de 64 fotodiodos. De estos 64 fotodiodos, 16 tienen filtro para el color rojo, 16 para el color verde, 16 para el color azul y 16 para luz directa (sin ningún filtro).

Al estar distribuidos uniformemente sobre el chip, estos fotodiodos captan la luz, filtran los colores, y generan una salida de señal de onda cuadrada cuyo ancho de pulso indica la información sobre la intensidad del rojo (R = red: rojo), verde (G = green: verde) y azul (B = blue: azul).

Si observa de cerca un chip TCS3200, se pueden ver los diferentes filtros:

En el módulo que se ve en la foto de cabecera, el sensor se ha montado junto con cuatro LEDs blancos que aportan la iluminación. El módulo posee ocho pines de conexión.

El rango de distancia para la medición es de 10 mm. El módulo mide 31,6 mm x 24,4 mm. Sus pines están separados entre sí con la separación estándar de la placas de circuito impreso preperforadas y de las protoboard, o placas de prototipo.

El módulo acepta una alimentación de 3 a 5 voltios aplicada en dos pines, y para la conexión con un Arduino u otro microcontrolador se utilizan 6 pines:

  • Control: S0, S1, S2, S3
  • OUT (SALIDA): que se encarga de enviar la información
  • OE (Output Enable: habilitación de la salida)

Las entradas se pueden controlar desde una salida digital del Arduino u otra plaqueta de control, o en el caso de OE, conectarla a tierra (lado ─, o negativo, de la alimentación) para habilitar el módulo de manera constante.



Funcionamiento:

Los TCS3200 son sensores que convierten en frecuencia la intensidad de luz medida por una matriz de fotodiodos. La frecuencia entregada por el sensor TCS3200 es mayor cuanta mayor luminosidad se detecte. La configuración en matriz de los fotodiodos permite lograr un promedio del valor que se mide para compensar diferencias de color en la superficie que se muestrea. También dispone de filtros de color distribuidos de manera uniforme por la superficie, ubicados sobre los fotodiodos, que, al ir alternando su estado, sirven para distinguir cada componente de la luz.

La matriz de los sensores TCS3200 está formada por 16 fotodiodos con un filtro rojo, 16 con un filtro verde, 16 con un filtro azul y otros 16 sin filtrar. Los 64 fotodiodos no funcionan de manera simultánea sino que se activan por grupos de color antes de realizar la medición de la intensidad de luz que incide en ellos. Para elegir qué filtros deben activarse en cada momento, los TCS3200 disponen de dos pines, S2 y S3, con las que configurarlos.

Una vez obtenida la lectura de la iluminación, la corriente se convierte a frecuencia en forma de onda cuadrada con un ciclo de trabajo del 50% (mitad pulso alto, mitad pulso bajo). Enviar al microcontrolador una frecuencia en lugar de una corriente (intensidad) permite que sea más estable y soporte mejor las interferencias producidas por las pistas del circuito o los cables que unan el TCS3200 con el micro.

La máxima frecuencia que los TCS3200 puede generar (sin producir saturación) dependiendo de la intensidad de la luz medida y del color (longitud de onda de la luz) es de 600 KHz. Para poder utilizar un microcontrolador (u otros componentes) a poca velocidad, es posible escalar la frecuencia en tres niveles, la normal (máxima) al 100%, una media al 20% y otra baja al 2%. Los pines S0 y S1 de los TCS3200 son para establecer estos valores de frecuencia.

Conexiones del sensor

GND Tierra de la fuente de alimentación
OE (entrada) Habilitar la salida de frecuencia (activo bajo)
OUT (salida) Frecuencia de salida
S0, S1 (entradas) Entradas de selección de la escala de frecuencia de salida
S2, S3 (entradas) Entradas de selección del tipo de fotodiodo
VDD Voltaje de alimentación

Selección de filtro:

Para seleccionar el color que se lee de los fotodiodos, se utilizan los pines de control S2 y S3. Dado que los fotodiodos están conectados en paralelo, estableciendo S2 y S3 en diferentes combinaciones de BAJO y ALTO permite seleccionar diferentes grupos de fotodiodos. La tabla de abajo indica las opciones:

Escala de frecuencia:

Para el Arduino es común usar una escala de frecuencia del 20%. Por lo tanto, se establece el pin S0 en ALTO y el pin S1 en BAJO.




Sensor de color con Arduino y TCS3200:

En este ejemplo, se va a detectar colores con el Arduino y el sensor de color TCS3200. Esta configuración sensor no es muy precisa, pero funciona bien para detectar colores en proyectos simples.

Esquemático:

Conectar el sensor TCS3200 al Arduino es bastante sencillo. Simplemente se debe seguir el siguiente diagrama esquemático. Utilizo en este ejemplo el modelo que aparece en la foto en el encabezado de esta nota.

Las primeras pruebas serán:

1. Lectura y visualización de la frecuencia de salida en el monitor serie. En esta parte, anotaremos los valores de frecuencia al colocar diferentes colores frente al sensor.

2. Distinguir entre diferentes colores. En esta sección, insertaremos los valores de frecuencia seleccionados en el código previo, para que el sensor pueda distinguir entre diferentes colores. Detectaremos colores rojos, verdes y azules.

Leyendo la frecuencia de salida

Abrir el monitor serie configurado a una velocidad de 9600 baudios.

Colocar un objeto AZUL frente al sensor a diferentes distancias. Registrar dos mediciones: cuando el objeto se coloca a distancia del sensor, y cuando el objeto está cerca de él (ideal 1 cm).

Comprobar los valores que muestra el monitor serie. La frecuencia para el AZUL (B) debe ser la más baja en comparación con las lecturas de frecuencia del ROJO (R) y VERDE (G).

Con el objeto AZUL delante del sensor, los valores de frecuencia para el AZUL (B) oscilan entre dos valores que pueden estar separados por una relación cercana a 4 a 1 para las mediciones de cerca y de lejos.

Los valores que mostremos en este ejemplo no deben ser tomados como referencia. Para su código, usted debe medir los colores de su objeto específico con su propio sensor de color. Guarde los límites de frecuencia superior e inferior para el color AZUL, porque son necesarios más adelante.

Repetir el proceso con objetos de color VERDE y color ROJO y anotar los límites de frecuencia superior e inferior para cada uno de ellos.

Distinguir entre diferentes colores

El programa a continuación asigna los valores de frecuencia a valores RGB (que están cada uno entre 0 y 255).

En el paso anterior, cuando tomamos el máximo AZUL, digamos como ejemplo que obtuvimos una frecuencia de 60 y cuando colocamos el objeto AZUL a una distancia mayor obtuvimos 230.

Entonces, 60 en frecuencia corresponde a 255 (en RGB) y 230 en frecuencia a 0 (en RGB). La conversión se realiza con la función map() del lenguaje Arduino. En la función map() usted debe reemplazar los parámetros xx con los valores que usted ha registrado.

La explicación de las comparaciones es:

Cuando R es el valor máximo (en parámetros RGB), sabemos que tenemos un objeto rojo.
Cuando G es el valor máximo, sabemos que tenemos un objeto verde.
Cuando B es el valor máximo, sabemos que tenemos un objeto azul.

Al colocar algo delante del sensor, deberá mostrar en su monitor serie el color detectado: rojo, verde o azul.

Agregando al programa más comparaciones se puede ampliar la detección. Como se dijo a inicio de este artículo. se trata de un ejemplo simple de uso de este detector de colores, al que, con tiempo y dedicación, se puede ampliar a los niveles de complejidad que se desee.




Arduino: cómo hacer que los HEX queden en una carpeta conocida

Varias veces me han preguntado cómo se obtiene el archivo final de la compilación en «idioma de máquina» o hexadecimal (NombrePrograma.HEX) de un programa creado con el IDE de Arduino (también llamado Sketch por algunos).

Este archivo es útil para varias operaciones, como por ejemplo «descompilarlo» para ver el assembler, y también porque sería posible grabar el programa usando un programador de chips en un lote de microcontroladores que se necesite para un proyecto, sin usar bootloader ni una placa Arduino cuando vamos a producir una equis cantidad de plaquetas para uso personal, o para un cliente.

La secuencia para tenerlos en una carpeta accesible es:

1) Abrir el IDE de Arduino

2) Abrir el menú «Archivos» y allí elegir «Preferencias»

3) En el panel de Preferencias, abajo de todo, ingresar a la capeta de «preferences.txt» por medio del enlace que está debajo de un texto que dice «Más preferencias pueden se editadas [etc]…»

4) Una vez abierta la carpeta donde esta el archivo de preferencias, cerrar el IDE de Arduino (esto es muy importante)

5) Hacer una copia del archivo de preferencias para tenerlo de reserva por cualquier problema que se presente.

6) Abrir el TXT preferences.txt con un editor de texto simple, como el Bloc de Notas o Notepad

7) Hay una extensa lista allí. Buscar en el archivo de preferencias la zona donde está esta opción:

sketchbook.path=C:\Users\toshiba pc\Documents\Arduino

Obvio que la dirección dentro del disco C: que va luego del signo «=» será propia de cada máquina

8) Puede estar o no definida la opción build.path (es la que le indica al compilador dónde debe guardar el archivo compilado). Allí se puede crear o editarla. En mi caso, yo debí insertarla porque no existía y escribí:

build.path=C:\Users\toshiba pc\Documents\Arduino\HEX

Nota: En la publicación fuente de esta aplicación dice que es importante que este código agregado quede ubicado después de la opción export.application, pero sin embargo esto sería en una versión anterior, ya que ahora cada vez que se abre el IDE de Arduino estas opciones quedan ordenadas alfabéticamente.

9) Ahora sólo queda guardar este archivo editado y correr el IDE




10) Para comprobar que funciona, compilar cualquier programa y revisar si ha aparecido la carpeta HEX, y dentro de ella el compilado .HEX. Por ejemplo, si se compila el famoso ejemplo Blink.ino encontraremos el archivo Blink.ino.hex. Pero también encontrarán un Blink.ino.with_bootloader.hex. Es importante, ya que en este caso obtendrán un HEX con el que se podrán programar chips que además posean el habitual bootloader de la placa Arduino.

11) Luego uno puede ir distribuyendo estos .HEX en las carpetas de cada proyecto, ya que sólo estarán allí hasta que se haga la compilación de un nuevo programa. El IDE de la versión actual los borra antes de escribir un nuevo HEX.



Ingresar lectura de varios sensores a través de un único pin analógico

Cuando queremos crear un robot que distinga el blanco del negro sobre una superficie, se realiza esa detección con sensores infrarrojos reflectivos. Si la necesidad de determinar las ubicaciones debajo del sensor requiere precisión, hay que usar conjuntos de varios sensores, y sus salidas conectarlas a varios pines de entrada de un microcontrolador.

Por ejemplo, para seguidores de línea veloces (velocistas) tenemos la opción de utilizar un sensor como el de la imagen de arriba, el QTR-8A, fabricado por Pololu. O un conjunto sensor similar hecho por nosotros con, por ejemplo, un conjunto de CNY-70.

La mayoría de las veces los microcontroladores que usamos para controlar un robot tienen una cantidad limitada de pines de entrada y salida, y si tenemos que usar uno de éstos por cada sensor infrarrojo tendremos problemas para añadir funcionalidades a nuestro robot: comunicación serie, acelerómetros, giroscopios, I2C, sensores de distancia, detectores de choque, pulsadores o llaves, motores, tacómetros, leds, etc.

En los robots seguidores de línea el mínimo es dos sensores infrarrojos, aunque con esta cantidad el robot seguidor se moverá oscilando, y es muy posible que se escape en curvas cerradas o cruces de líneas. En los robots de Sumo se necesitan 4, incluso más si es un diseño más sofisticado, y en los seguidores de línea velocistas suele colocarse una hilera de 6 sensores o más.

Esto lleva al uso de demasiado pines de entrada en nuestro micro. Se podría utilizar algún tipo de multiplexor (como el CD74HC4067) para ir leyendo cíclicamente los sensores, pero eso significa el uso adicional de al menos 3 líneas, necesarias para seleccionar las entradas del multiplexor si se trata de un conjunto desde 6 y hasta 8 sensores, o 4 líneas adicionales si tenemos hasta 16 sensores. (Esta cantidad de sensores no es excesiva en un robot medianamente operativo y desarrollado.)

Pero veremos una manera de leer varios sensores de infrarrojos usando sólo un pin analógico del microcontrolador.

La idea es vieja: convertir la activación de los sensores en una selección de resistores que aportan cada uno diferentes corrientes, y que al sumarse entregan una salida combinada, con valores diferentes de voltaje. A esta configuración se le llama “resistor ladder” (escala de resistores) y lo que construimos es, en concreto, un convertidor digital a analógico.

Al usar varias resistencias, dependiendo de la entrada que se active, el pin del micro recibe una tensión distinta. Si el conjunto de resistores está bien diseñado, se puede determinar cuál es la entrada que se ha activado.




Con sensores basados en led infrarrojos y fototransistores, la señal obtenida será analógica y relacionada con la luz que se refleja, a menos que los sectores blanco y negro sean muy definidos y que no haya luz ambiente que interfiera. Para convertir estos valores intermedios a ceros y unos utilizamos un chip CMOS inversor Schmitt trigger 40106 o 74HC14, y en sus salidas ponemos resistencias en serie de distintos valores, que al final de la cadena se unen a un punto en común.

Desde ese punto se tomará el valor de la tensión utilizando una entrada analógica, y si está bien calculado el conjunto de resistencias, el valor analógico será distinto dependiendo del sensor que se haya activado. De ese modo, en el caso de un seguidor de líneas, conoceremos la posición del robot respecto al curso que debe seguir.

La ventaja es que tener varios sensores CNY70, o un conjunto QTR-8A ya no es un problema, porque podemos leer todos los valores con un único pin de nuestro microcontrolador, y dejar el resto libre para otras funciones.

Recordemos que la conversión de analógico a digital dentro del módulo de un microcontrolador lleva tiempo. Por cada sensor que se lee con los pines analógicos se produce una pausa, ya que la lectura de un convertidor de analógico a digital (ADC) típico tarda un tiempo en completarse. Si se conectan y leen por separado, a este retardo hay que multiplicarlo por la cantidad de sensores.

Sin embargo, con esta solución sólo se hace UNA lectura analógica.

Como vamos a usar un inversor schmitt trigger, y éste sólo nos da una señal alta (5V) o baja (0V) en su salida, con las resistencias siempre vamos a obtener los mismos resultados de tensión, aunque cambiemos de entorno (pistas de competición, o caseras con distinta iluminación), por tanto no hay necesidad de calibrar.

Y utilizando las resistencias correctas, sólo es necesario tener un ADC de 8 bits (0-255) para medir el voltaje (en tramos de 0,02V aproximadamente) con una referencia de 5V. En un Arduino el ADC tiene 4 veces más resolución, ya que su conversión es de 10 bits, o sea que entrega valores digitales entre 0 y 1023.

Pondremos como ejemplo 8 sensores infrarrojos que leen una superficie que tiene fondo blanco (que devuelve un valor cercano a 0), y la línea de color negro (que es cuando devuelve un voltaje mayor). Como inversor schmitt trigger se puede usar un 40106 o un 74HCT14. Ambos tienen 6 entradas/salidas. Como se necesitan 2 entradas más para llegar a las 8 del sensor, debemos usar un segundo chip inversor. También se necesitan 8 diodos y 9 resistores.

La salida de cada CNY-70, o de cada elemento del conjunto QTR-8A, va dirigida a una de las entradas de uno de los inversores. La salida correspondiente de ese inversor va a un diodo de señal como el 1N914 o 1N4148. Esto es necesario, ya que al estar unidas todas las salidas del otro lado de los resistores, con los diodos se evita que si una salida está a 5V, y otra a 0V, se derive una corriente entre ellas.

Después del diodo viene el resistor, que dependiendo de su valor hará que la tensión en el punto de unión caiga más, o menos. El valor del resistor debe ser único, diferente del de otros sensores, para que cada caída de tensión sea distinta.

Finalmente se unen todas las salidas a otro resistor para crear lo que se denomina un divisor de tensión. La línea que va al pin analógico del microcontrolador se debe conectar en ese punto, para que éste pueda medir el voltaje total y diferenciar qué sensor o sensores se activan.




Este resistor de terminación al que se une el resto va, en su otro extremo, a la alimentación (Vcc).

Esta configuración está diseñada para poder leer un fondo blanco con una línea negra, siempre y cuando los sensores nos den un valor cercano a 0 cuando leen el fondo blanco, y un valor mucho mayor cuando leen la línea negra. Si se necesita cambiar este comportamiento, se puede conectar la resistencia final a masa e invertir los diodos.

Ahora que ya recibimos distintas tensiones en el pin analógico del microcontrolador, dependiendo de los sensores que estén activos o no, debemos plantearnos cuántas mediciones posibles podemos obtener.

Como trabajamos en el ejemplo de un seguidor velocista, se pueden dar los siguientes casos:

  • Todos los sensores leen el fondo blanco.
  • Un sensor lee la línea negra y el resto el fondo blanco.
  • Dos sensores leen la línea negra y el resto el fondo blanco.

Con esta combinatoria, para conocer las variaciones debemos multiplicar el número de sensores por 2. En total tenemos 16 mediciones posibles (y diferentes) para todos los estados en que pueden estar los sensores.

He aquí un esquema con los distintos estados, el voltaje resultante (según una simulación) y el valor del ADC llevado a 8 bits:

Para un robot de Sumo ya no vale el cálculo anterior, ya que habría 7 combinaciones posibles de sus 4 sensores, y el fondo es negro con una línea blanca:

Ahora sólo queda medir una primera vez los diferentes valores de los sensores, y luego programar en nuestro microcontrolador una tabla con esos valores, para utilizar luego en las comparaciones del programa. Esta lista de valores servirá para siempre. Por supuesto, como los valores de los resistores tienen un margen de error, y la caída de tensión sobre los diodos no suele ser siempre el mismo, sólo podremos hablar de valores orientativos y únicamente podemos obtener los valores correctos midiéndolos directamente con un tester, o conectando el circuito al microcontrolador y que éste nos los informe a través del puerto COM y un monitor serie.



Comparación Arduino Uno – Arduino Nano

He aquí una comparación entre los pines del Arduino Nano y los del Arduino Uno. Para conocer más detalles de los pines de Arduino Uno se puede consultar esta publicación anterior.

Arduino Nano y Arduino Uno utilizan microcontroladores de la serie ATMega328, pero al ser de diferentes encapsulados, hay diferencias entre el modelo de configuración de pines del chip ATMega328 utilizado por Nano y el chip del Uno, ATMega328P.

En el Arduino Nano, la configuración de pines corresponde a una cápsula TQFP (Thin Plastic Quad Flat Package = Cápsula Cuadrada Plástica Delgada), y Arduino Uno usa la configuración de pines de cápsula PDIP (encapsulado plástico de doble línea de pines).





En la hoja de datos del ATMega328 se puede observar que los modelos TQFP y PDIP tienen diferencias en la cantidad de pines. Para TQFP son 32, mientras que para el PDIP son 28 pines.

Esta diferencia implica que el modelo de configuración de pines TQFP, al tener más conexiones al exterior, presenta entradas ADC (Convertidor Analógico Digitaal) adicionales. Para la configuración de pin TQFP son 8 las entradas analógicas o ADC de 10 bits. Miden desde 0 a 5 voltios, aunque es posible disminuir el extremo superior del rango utilizando la función analogReference() de referencia analógica. Los pines analógicos 6 al pin 7 no se pueden usar como pines digitales, mientras que los pines analógicos 0 al 5 se pueden usar como pines digitales.

Para la configuración de pines del modelo PDIP, existen 6 canales ADC de 10 bits, y los pines 0 hasta 5 se pueden usar como pines digitales.

El convertidor de USB a serie en el Arduino Uno es diferente del de Arduino Nano. El Arduino UNO no usa un chip FTDI controlador de USB a serie. En su lugar, la función la cumple un Atmega16U2 que está programado como un convertidor de USB a serie. En el Arduino Nano, utiliza el chip controlador FTDI232 USB a serie.

Para ver más claramente las diferencias entre Arduino Nano y Arduino Uno, se muestran en la siguiente tabla.




Convertidor de voltaje MT3608

El convertidor de voltaje CC-CC Step-Up (elevador) MT3608 tiene como función entregar un voltaje de salida regulado y constante superior al voltaje de entrada, sin importar las variaciones del voltaje de entrada o de carga. Soporta corrientes de salida de hasta 2A, voltaje de entrada entre 2V a 24V, y voltaje de salida entre 2V a 28V. El voltaje de salida se ajusta mediante un potenciómetro multivuelta o preset.

VENTAJOSA UTILIZACIÓN EN SISTEMAS BASADOS EN UN MICROCONTROLADOR

Cuando un sistema basado en Arduino debe ser móvil, es normal utilizar una pila de 9V para alimentar el Arduino y aislarlo de las variaciones de voltaje del conjunto de pilas que se utilice. Más aún cuando estas pilas alimentan elementos como motores, que generan pulsos de consumo en el momento del arranque y producen bajones momentáneos, que pueden reiniciar al Arduino, o bajones cuando aumenta el esfuerzo que deben hacer, y las pilas se van descargando.

La tecnología nos ofrece hoy otra opción, que resulta mejor en varios sentidos: el módulo MT3608 es más barato o vale casi igual que una pila de 9V, pero dura muchísimo mas que ella (y las pilas de 9V recargables son muy caras, en el orden de 10 a 20 veces más que una pila descartable, o el módulo). El voltaje de alimentación que ofrece es extremadamente estable y se mantiene hasta que las pilas que alimentan el sistema se descarguen por debajo de 2V. Y para aplicaciones móviles, lo importante, que es el peso: el módulo es bastante más liviano que la pila.

CONVERTIDORES CC-CC (DC-DC en inglés)

Los convertidores CC-CC son circuitos capaces de transformar un nivel de voltaje a otro de mayor nivel, o de menor nivel.

Existen dos estilos de circuito en los convertidores o reguladores CC-CC: lineales y conmutados (switching). Los reguladores de tipo lineal, como el clásico LM7805 o el LM317, son muy sencillos de utilizar pero no son eficientes energéticamente. Por el contrario, los reguladores de tipo conmutado presentan altos niveles de eficiencia energética (superior al 80%).

Los convertidores conmutados convierten el voltaje mediante el almacenamiento periódico de energía de entrada y la posterior liberación de esa energía en la salida de forma que el nivel de voltaje final es el deseado.

Los convertidores CC-CC conmutados con el objetivo de convertir la energía eléctrica con la máxima eficiencia poseen componentes que no producen perdidas de alimentación, es decir, que no absorben energía.

Encontramos en estos circuitos componentes principales de dos tipos básicos: conmutadores y almacenadores. Los conmutadores son interruptores del paso de corriente, que idealmente no presentan pérdidas por conmutación. Normalmente son transistores MOSFET. Los componentes almacenadores son los inductores y capacitores, que almacenan la energía temporalmente para luego devolverla al circuito.

Podemos clasificar a los conmutadores CC-CC por relación voltaje de entrada-voltaje de salida en: reductores (Step-Down o Buck), elevadores (Step-Up o Boost), y en algunos casos de doble función: reductores-elevadores (Step-Up-Down o Buck-Boost).

El convertidor CC-CC MT3608 es un regulador de tipo conmutado elevador (Step-Up o Boost) con una alta eficiencia de conversión, excelente regulación de línea y bajo voltaje de alterna superpuesta a la salida (ripple en inglés).





El módulo reduce al mínimo el uso de componentes externos para simplificar el diseño de fuentes de alimentación. Permite obtener un voltaje regulado a partir de una fuente con un voltaje inferior, por ejemplo: obtener 5V, 9V o 12V a partir de una batería de litio de 3,7V. Es capaz de manejar una carga de hasta 2A, o 6W máx.

DIAGRAMA DE COMPONENTES

ESPECIFICACIONES TÉCNICAS

  • Convertidor CC-CC Boost: MT3608
  • Voltaje de entrada: 2V a 24V CC
  • Voltaje de salida: 5V a 28V CC
  • Voltaje de salida ajustable (regulable por un potenciómetro)
  • Corriente de salida: máxima 2A (usar disipador para corrientes mayores a 1,5A)
  • Potencia de salida: 6W
  • Eficiencia de conversión: 93% máx.
  • Frecuencia de Trabajo: 1,2MHz
  • Protección de sobre-temperatura: SI (apaga la salida)
  • Protección de corto circuito: NO
  • Protección limitadora de corriente: SI (4A)
  • Protección frente a inversión de polaridad: NO
  • Dimensiones: 36mm x 17mm x 7mm

APLICACIONES

  • Fuentes de voltajes de salida de 6 a 28 V a partir de voltajes menores, como conjuntos de pilas recargables de 4,5 a 6V, o de litio de 3,7V
  • Robótica móvil

CONEXIONES

ENLACES

Hoja de datos del chip regulador MT3608
Concepto de convertidor CC-CC
Concepto de convertidor Boost
Video sobre convertidores CC-CC