В нашем предыдущем уроке мы рассмотрели работу с фоторезистором для управления LED. Однако, зачастую нужно управлять более мощной нагрузкой, такой как лампа накаливания, электродвигатель, электромагнит и т.п. Выходы Arduino не могут обеспечить питание столь мощной нагрузки и большого напряжения. К примеру в робототехнике, часто используются двигателя на 12В, 24В, 36В и т.п. К тому же выходной ток вывода Arduino ограничен как правило 40 мА.
Одним из способов управления мощной нагрузкой, является использование MOSFET-транзисторов. Это дает возможность подключать достаточно мощную нагрузку с напряжением питания по 40-50 и более вольт и токами в несколько ампер, скажем электрические двигатели, электромагниты, галогенки и так далее.
Схема подключения достаточно простая, как вы видите.
Если нагрузка индуктивная (электродвигатель, электромагнитный клапан и т.д.), то рекомендуется ставить защитный диод, который защитит мосфет от напряжения самоиндукции. Если вы управляете электродвигателем при помощи ШИМ без защитного диода, то могут возникнуть такие проблемы, как нагрев мосфета или его вылет, медленно будет крутиться ваш двигатель, возникнут потери мощности и т.д. Так что всегда ставьте защитный диод для индуктивной нагрузки. Встроенный в мосфет защитный диод в большинстве случаев не спасает от индуктивных выбросов!
Если нагрузка у вас активная – светодиод, галогенная лампа, нагревательный элемент и т.д., то в этом случае диод не нужен.
В цепь затвора желательно поставить Pull-Down резистор (стягивающий резистор между затвором [gate] и истоком [source]). Он необходим, чтобы гарантированно удерживать низкий уровень на затворе мосфета при отсутствии сигнала высокого уровня от Ардуино. Это исключает самопроизвольное включение транзистора.
В разрыв цепи затвора также рекомендуется ставить резистор номиналом 50-150 Ом, для предотвращения кратковременных выбросов тока и защиты вывода микроконтроллера.
При подборе мосфета, для того, чтобы он напрямую открывался от микроконтроллера и не нужно было ставить перед ним биполярных транзисторов и драйверов, обращайте внимание на параметр Gate Threshold, который должен быть примерно от 1 до 4 Вольт. Часто такие транзисторы помечаются как Logic Level.
Давайте к примеру рассмотрим транзистор: IRL3705N N-Channel Hexfet Power MOSFET.
Данный транзистор способен выдерживать продолжительный ток до 89А (естественно с теплоотводом) и открывается при напряжении затвора 1В (параметр VGS(th)). Поэтому, мы можем напрямую подсоединить данный транзистор к ногам Arduino. Когда транзистор полностью открыт, сопротивление Исток-Сток всего 0.01 Ом (параметр RDS(on)). Поэтому, если к нему подключить электрический мотор 12В, 10А на транзисторе падение напряжения будет всего лишь 0.1В, а рассеиваемая мощность 1 Ватт.
Если использовать ШИМ-выход контроллера, мы можем управлять мощностью (а значит и скоростью вращения) мотора.
Вернитесь к 5 уроку, где мы использовали Fade-эффект для светодиода, но вместо светодиода подключите MOSFET и автомобильную лампу на 12 Вольт. Питание лампы должно осуществляться от отдельной 12В батареи или БП.
Прикрепленные файлы:
- irl3705n.pdf (112 Кб)
Комментарии (26) | Я собрал (0) | Подписаться
Для добавления Вашей сборки необходима регистрация
А резюк на землю нужен для более быстрого закрытия транзюка, чтобы грелся меньше, не всем нужна одна лишь лампочка, кто нибудь и помощнее захочет что нибудь подключить . Плюс можно коммутировать через оптопару или драйвер, лучше рассчитывать на коммутацию минуса, так проще.
Предельно допустимое напряжение сток-исток (Uds): 55V, 89A
На картинке этот мосфит, его не только для печки хватит.
Я только начинаю знакомиться с МК и заказал шилд на основе L293D. Его и буду использовать (моторы 12 В, 500 мА), но после прочтения статьи задумался - не заколачиваю ли я гвозди микроскопом?
Забыл указать ещё, что управление этим моторчиком по шим 31кГц
On most Arduino boards (those with the ATmega168 or ATmega328), this function works on pins 3, 5, 6, 9, 10, and 11. On the Arduino Mega, it works on pins 2 - 13 and 44 - 46. Older Arduino boards with an ATmega8 only support analogWrite() on pins 9, 10, and 11.
если подаю на затвор постоянное напряжение от внешнего источника в пределах 0,8-1,1В , то цепь С-И регулируется в пределах нужных 1-12В.
Но когда на затвор подаю ШИМ от Ардуино Нано, то любое значение AnalogWrite полностью открывает C-И и получаю сразу 12В.
Подскажите, в чем проблема?