Guia abrangente do ULN2003 - Recursos, princípios operacionais, equivalentes e aplicações
A série ULN2003, conhecida por integrar capacidades de alta e alta tensão em uma matriz de transistores de Darlington, se destaca por sua vauntatação de trabalho, desempenho superior na amplificação atual, adaptabilidade de temperatura ampla e capacidade de suportar carga.Isso o torna uma escolha ideal para muitos sistemas que exigem unidades de alta potência.Este artigo tem como objetivo aprofundar as características principais do ULN2003, cobrindo sua configuração de pinos, descrição funcional, mecanismos operacionais e aplicações práticas em vários cenários.Vamos mergulhar para um entendimento detalhado.
Catálogo
1. Visão geral do ULN2003
O ULN2003 é um driver de alta tensão e alta corrente que encontrou seu lugar em uma ampla variedade de aplicações, incluindo controlar bloqueios eletrônicos, motores de alimentação e motores de passo, telas de LED de condução e gerenciamento de dispositivos em casas inteligentes.Essa versatilidade decorre de sua capacidade precisa de lidar com requisitos de alta tensão e corrente.Na sua essência, o ULN2003 consiste em sete pares de Silicon NPN Darlington.Cada transistor é conectado em série com um resistor de 2,7kΩ, aumentando significativamente sua capacidade de condução.Um dos recursos de destaque do ULN2003 é sua compatibilidade com a tensão operacional de 5V, permitindo conexões diretas com os circuitos TTL e CMOS.Essa conexão direta simplifica o processamento de dados que, de outra forma, exigiriam buffers lógicos padrão, facilitando o controle sobre dispositivos individuais e permitindo operações simultâneas em vários dispositivos.
Projetado engenhosamente, o ULN2003 produz uma tensão de saída independente da tensão de entrada, encaixando -se perfeitamente em qualquer projeto de circuito, seja envolvendo microcontroladores ou sistemas de microprocessador.Ele suporta até 50V de tensão de carga e até 500mA corrente.Sua capacidade pode ser estendida além desses limites, paralelamente com vários pinos de saída.Além disso, o ULN2003 vem com recursos internos para amortecimento de frequência e proteção contra retorno, adicionando uma camada extra de segurança para dispositivos conectados.Esse design atencioso garante que o ULN2003 não apenas atenda às diversas necessidades de aplicações atuais de alta tensão e alta tensão, mas também garante confiabilidade e segurança.
2. Recursos do ULN2003
O ULN2003 possui os seguintes recursos:
- Ele pode operar sob tensões de até 50V (algumas versões podem subir até 100V).
- Permite uma corrente de até 500 mA por entrada.
- Inclui um diodo de grampo interno para proteção do dispositivo.
- apresenta proteção interna para o sistema de retorno, com um pino disponível para detecção de carga.
- Integração perfeita com microcontroladores e placas Arduino.
- Compatibilidade com a lógica TTL e 5V CMOS.
- O chip ULN2003 está disponível em pacotes de mergulho de 16 pinos, TSSSOP e SOIC.
- Geralmente, ele vem com componentes adicionais montados em um módulo no mercado para facilitar a conexão.
3. Configuração do PIN do ULN2003
1. Entrada 1: Este pino controla a saída correspondente (saída 1).Se for alto (5V), haverá uma saída;Caso contrário, não haverá nenhum.
2. Entrada 2: O mesmo que acima, mas afeta a saída 2.
3. Entrada 3: O mesmo que acima, para a saída 3.
4. Entrada 4: o mesmo para a saída 4.
5. Entrada 5: O mesmo que acima, para a saída 5.
6. Entrada 6: o mesmo que acima, mas para a saída 6.
7. Entrada 7: o mesmo, mas para a saída 7.
8. GND: Este pino 8 é para aterramento, para ser conectado à fonte de alimentação.
9. com: Este pino pode executar várias funções.Normalmente, é usado como um pino de teste para abrir todas as saídas.Também pode ser usado para cargas indutivas.
10. Saída 7: controlado pela entrada 7, qualquer carga de 50V e 500mA pode ser conectada a ele.
11. Saída 6: O mesmo que acima, mas depende da entrada 6.
12. Saída 5: o mesmo, mas corresponde à entrada 5.
13. Saída 4: o mesmo que acima, mas controlado pela entrada 4.
14. Saída 3: o mesmo, mas corresponde à entrada 3.
15. Saída 2: O mesmo que acima, mas corresponde à entrada 2.
16. Saída 1: controlado pela entrada 1, mas possui as mesmas características que as outras.
4. Princípio operacional e funcionalidade do ULN2003
O chip ULN2003 divide inteligentemente sua funcionalidade em duas partes principais: entrada e saída.Por um lado, ele usa sete pinos de entrada (IN1 a IN7) para capturar sinais lógicos recebidos.Por outro lado, sete transistores de saída (OUT1 a Out7) gerenciam os estados ligados e desligados das cargas às quais estão conectados.A vantagem dessa configuração é sua capacidade de resposta às mudanças de sinal: um sinal alto mantém os transistores internos em um estado fechado, impedindo que a corrente flua para a carga, enquanto um sinal baixo os abre, permitindo que a corrente flua livremente.Esse link direto entre os sinais dos pinos de entrada e as ações dos pinos de saída permite controle preciso sobre os dispositivos conectados.
Funcionalmente, o ULN2003 foi projetado para acionar cargas muito altas em tensão, corrente ou indutância para microcontroladores padrão para manusear diretamente.Além disso, cada uma de suas saídas está equipada com diodos de grampo, fornecendo proteção reversa e aumentando significativamente a estabilidade e a confiabilidade do sistema.Esse design não apenas atende às altas demandas de controlar cargas de alta potência, mas também garante a segurança de configurações complexas de circuitos, tornando-a uma escolha confiável para desafiar ambientes elétricos.
5. Dirigindo um motor de passo com ULN2003
O ULN2003 é um circuito integrado de 16 pinos que integra sete pares de transistores de Darlington, cada um capaz de acionar cargas até 50V e 500mA.Estamos equipados com sete pinos de entrada e saída correspondentes para esses sete pares de Darlington.Além disso, inclui um pino de terra e um pino comum.Normalmente, o pino de terra está diretamente aterrado, enquanto o uso do pino comum é opcional.Surpreendentemente, este IC não possui um pino VCC dedicado.Isso ocorre porque o poder necessário para os transistores funcionarem é retirado diretamente dos pinos de entrada.Abaixo está um exemplo simples de circuito que pode ser usado para testar a operação do circuito integrado do ULN2003.
Nesta configuração, um LED é considerado a carga, com seu terminal positivo conectado à fonte de alimentação e seu terminal negativo fundamentado através de um pino de saída do ULN2003.Esse design é escolhido porque, quando o nível de tensão em um pino de entrada aumenta, os aterros correspondentes do pino de saída, fechando o circuito e iluminando o LED.Além disso, embora o limite máximo de corrente de carga para cada pino de saída seja de 500mA, impulsionar cargas de corrente mais altas podem ser alcançadas paralelamente por vários pinos de saída.Por exemplo, paralelamente três pinos podem teoricamente direcionar correntes até 1,5a.Enquanto o aterramento do pino é opcional, ele pode ser usado como um interruptor de teste, permitindo que todos os pinos de saída no solo quando o pino COM for aterrado.
6. Aplicações do ULN2003
- Para dirigir cargas de alta corrente com circuitos digitais.
- Adequado para dirigir motores de passo.
- pode dirigir LEDs de alta corrente.
- Módulos de unidade de retransmissão (capazes de dirigir 7 relés).
- Buffers lógicos em eletrônicos digitais.
- Usado como sensor de toque para Arduino.
7. ICS equivalente a ULN2003
- LR2003L
- TBD62003APG
- ULN2001
- ULN2001A
- ULN2003A
8. Diagrama do modelo de ULN2003
Perguntas frequentes [FAQ]
Q1.Para que é usado o ULN2003?
O módulo de acionamento do motor de passo ULN2003 é utilizado para acionar motores de passo, LEDs de alta corrente e módulos de relé.Este IC emprega pares de Darlington para a saída e pode fornecer até 5V e 500mA.A energia necessária para a operação dos transistores é proveniente da entrada de controle; portanto, não há pino VCC no IC.
Q2.Qual é a diferença entre ULN2003 e ULN2004?
O ULN2003A possui um resistor de base da série de 2,7-kΩ para cada par de Darlington, permitindo a operação direta com dispositivos CMOS TTL ou 5-V.O ULN2004A possui um resistor de base da série de 10,5 kΩ para facilitar sua operação direta dos dispositivos CMOS usando tensões de fornecimento de 6 a 15 V.
Q3.Qual é a tensão máxima para o ULN2003?
O ULN2003A, um componente popular para impulsionar cargas de tensão mais alta da lógica, possui suas entradas classificadas por até 30V e as saídas por até 50V.O ULN2004 também pode ser considerado uma alternativa.
Q4.Qual é a diferença entre o ULN2003 e o ULQ2003?
Todos podem ser considerados versões diferentes do mesmo dispositivo, ou seja, ULN2003A.O ULN2003A é uma matriz Darlington de 7 canais.O ULQ2003A é idêntico ao ULN2003A, mas classificado para temperaturas mais altas (85 ° C).O ULN2803 possui 8 canais em vez de 7, tornando -o semelhante ao ULN2003A.
Q5.O ULN2003 pode ser usado para acionar um motor de passo?
A função principal do ULN2003 é amplificar os sinais de controle do Arduino para que eles possam ser usados para acionar o motor de passo 28BYJ-48.