Pinout del comparador LM393, principio de funcionamiento y circuito

Comparador LM393 para principiantes (con circuito de prueba)

El comparador LM393 es un comparador diferencial dual ampliamente utilizado que desempeña un papel crucial en diversas aplicaciones electrónicas, como la detección de voltaje, la detección de cruce por cero y el procesamiento de señales de sensores. Este artículo ofrece una descripción detallada del LM393, abarcando su principio de funcionamiento, configuración de pines, diseño de circuitos y aplicaciones prácticas, incluyendo su integración con Arduino y microcontroladores.

¿Qué es LM393?

El LM393 es un circuito integrado comparador diferencial dual que compara dos voltajes de entrada y proporciona una salida digital de bajo voltaje. A diferencia de los amplificadores operacionales (OP-amps), los comparadores como el LM393 están diseñados para una rápida conmutación entre estados alto y bajo cuando el voltaje de entrada supera un umbral de referencia.

Características del LM393

El LM393 es conocido por su rendimiento fiable y su flexibilidad en diferentes diseños de circuitos. A continuación, se presentan sus especificaciones principales:

1. Voltaje de suministro: 2 V a 36 V (alimentación única) o ±1 V a ±18 V (alimentación dual)
2. Bajo consumo de energía:0,4 mA por comparador
3. Tiempo de respuesta:300 ns (conmutación rápida)
4. Salida de colector abierto:Requiere una resistencia pull-up externa
5. Rango de temperatura:-40°C a +85°C

La salida de colector abierto es particularmente útil para aplicaciones donde es necesario conectar múltiples comparadores a una línea de salida común.

Distribución de pines del LM393

El IC LM393 consta de dos comparadores de voltaje independientes y presenta un diseño de 8 pines:

Número PIN	Nombre del pin	Descripción
1	1FUERA	Salida del amplificador operacional 1
2	1 EN-	Entrada inversora del amplificador operacional 1
3	1 PULG.+	Entrada no inversora del amplificador operacional 1
4	Tierra	Suelo
5	2 pulgadas+	Entrada no inversora del amplificador operacional 2
6	2 PULGADAS	Entrada inversora del amplificador operacional 2
7	2FUERA	Salida del amplificador operacional 2
8	VCC	Fuente de alimentación

Principio de funcionamiento del LM393: ¿cómo funciona?

El comparador LM393 funciona comparando los voltajes en sus entradas inversoras (-) y no inversoras (+):

1. Si V+ > V-, la salida permanece ALTA (estado de colector abierto).
2. Si V- > V+, la salida cambia a BAJA (corriente de sumidero a tierra).

Consideraciones clave:

1. La salida es de colector abierto, lo que significa que necesita una resistencia pull-up (por ejemplo, 10 kΩ) para funcionar correctamente.
2. El LM393 no amplifica señales como un amplificador operacional; solo cambia estados.

Ejemplos de aplicación del LM393

El LM393 se encuentra en varias aplicaciones electrónicas, entre ellas:

1. Detector de cruce por cero: Identifica el punto donde una señal de CA cruza cero voltios, útil para la detección de fase.
2. Protección contra sobretensión y subtensión: Se utiliza en circuitos de alimentación para detectar anomalías de tensión.
3. Monitoreo del nivel de batería: Compara el voltaje de la batería con un voltaje de referencia preestablecido.
4. Sensores IR y detectores de luz: Convierte las salidas del sensor de luz en señales digitales para la interfaz del microcontrolador.
5. Procesamiento de señales PWM: Se utiliza en circuitos de conmutación y conformación de formas de onda.

Diseño del circuito LM393

Diagrama del circuito LM393:

Componentes:

1. LM393
2. LDR
3. Resistencia de 10 kΩ
4. Resistencia de 33 kΩ
5. CONDUJO
6. Fuente de alimentación (5 V)

Descripción:

Este es un circuito comparador de voltaje fotosensible que utiliza un circuito integrado comparador LM393. El LDR y la resistencia de 10 kΩ forman un divisor de voltaje que proporciona un voltaje variable a la entrada no inversora (pin 3) del LM393. Se establece un voltaje de referencia en la entrada inversora (pin 2) mediante la resistencia de 33 kΩ.

LM393 con Arduino

El comparador LM393 se puede conectar fácilmente con Arduino, ESP32 o Raspberry Pi para diversas aplicaciones basadas en sensores.

Biblioteca Arduino LM393

Para los usuarios de Arduino, el LM393 no requiere una biblioteca especial: puede leer directamente su salida digital usando el lectura digital() función.

Proyecto Arduino LM393: Sensor de luz

Objetivo: Detectar la intensidad de la luz utilizando un sensor LDR y LM393.

Conexiones:

1. Sensor LDR → Entrada LM393
2. Salida LM393 → Pin digital Arduino
3. Indicador LED (opcional)

Ejemplo de código Arduino:

Este código lee la salida LM393 y muestra la señal ALTA/BAJA en el Monitor Serial.

Equivalente LM393

Si LM393 no está disponible, puedes utilizar comparadores alternativos como:

Modelo	Fabricante	Tipo	Rango de voltaje de operación	Tiempo de respuesta	Corriente de salida (sumidero)	Opciones de paquete
LM393	Texas Instruments, ON Semiconductor, STMicroelectronics	Comparador dual	2 V – 36 V	1,3 µs	16 mA	SOIC-8
LM2903	Texas Instruments, ON Semiconductor, STMicroelectronics	Comparador dual	2 V – 36 V	1,3 µs	16 mA	SOIC-8
LM339	Texas Instruments, ON Semiconductor, STMicroelectronics	Comparador cuádruple	2 V – 36 V	1,3 µs	16 mA	SOIC-14
UA393	Texas Instruments, ON Semiconductor	Comparador dual	2 V – 36 V	1,3 µs	16 mA	SOIC-8

LM339 es la alternativa más cercana, ya que tiene cuatro comparadores en lugar de dos.

Problemas comunes y solución de problemas del LM393

Si su circuito LM393 no funciona correctamente, verifique lo siguiente:

1. Resistencia pull-up incorrecta: sin una resistencia pull-up, la salida puede no funcionar.
2. Pines de entrada flotantes: las entradas no conectadas pueden provocar un comportamiento errático.
3. Suministro de voltaje insuficiente: asegúrese de que VCC esté dentro del rango de 2 V a 36 V.
4. Voltaje de referencia incorrecto: ajuste correctamente el divisor de voltaje.

Paquete LM393

El comparador LM393 está disponible en paquetes DIP y SMD para diferentes diseños de PCB.

Conclusión

El LM393 es un circuito integrado comparador esencial para la detección de voltaje, la interconexión de sensores y la gestión de energía. Gracias a su bajo consumo, amplio rango de voltaje y salida de colector abierto, sigue siendo una opción versátil tanto para aficionados como para profesionales.