Com controlar un MOSFET amb Arduino PWM: 3 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:12

En aquest instructiu veurem com controlar el corrent a través d’un MOSFET mitjançant un senyal de sortida Arduino PWM (Pulse Width Modulation).

En aquest cas, manipularem el codi arduino per donar-nos un senyal PWM variable al pin digital 9 de l'arduino i, a continuació, filtrarem aquest senyal per donar-nos un nivell de corrent continu que es pugui aplicar a la porta del MOSFET.

Això ens permetrà controlar el transistor des d’un estat apagat sense corrent que flueixi cap a un estat on flueixin només uns pocs miliamperis de corrent o cap a un estat on tinguem diversos amperes de corrent que flueixin pel transistor.

Aquí configuraré el PWM perquè tinguem 8192 passos de variació d’amplada de pols que ens donen un control molt fi sobre el MOSFET.

Pas 1: diagrama del circuit

El circuit és molt senzill. El senyal PWM del pin D9 de l'arduino està integrat o filtrat per la combinació de R1 i C1. Els valors mostrats funcionen bé amb una freqüència de funcionament de 1,95 KHz o funcionament de 13 bits amb 8192 passos (2 a la potència 13 = 8192).

Si decidiu utilitzar un nombre diferent de passos, és possible que hàgiu de canviar els valors R1 i C1. Per exemple, si feu servir 256 passos (operació de 8 bits), la freqüència PWM serà de 62,45 KHz, haureu d'utilitzar un valor C1 diferent. Vaig trobar que 1000uF funcionaven bé per a aquesta freqüència.

Des del punt de vista pràctic, un paràmetre PWM de 0 significa que el nivell de CC a la porta del MOSFET serà 0V i el MOSFET estarà completament apagat. Un paràmetre PWM de 8191 significa que el nivell de CC a la porta MOSFET serà de 5 V i que el MOSFET estarà substancialment si no està completament engegat.

La resistència R2 està al seu lloc només per assegurar-se que el MOSFET s'apaga quan s'elimina el senyal de la porta tirant de la porta a terra.

Sempre que la font d'alimentació sigui capaç de subministrar el corrent dictat pel senyal PWM a la porta MOSFET, podeu connectar-lo directament al MOSFET sense resistència de sèrie per limitar el corrent. El corrent serà limitat només pel MOSFET i dissiparà qualsevol excés de potència com a calor. Assegureu-vos de proporcionar un dissipador de calor adequat si el feu servir per a corrents més elevats.

Pas 2: Codi Arduino

S'adjunta el codi arduino. El codi és ben comentat i bastant senzill. El bloc de codi de les línies 11 a 15 configura l'arduino per a un funcionament ràpid de PWM amb sortida al pin D9. Per canviar el nivell PWM, canvieu el valor del registre de comparació OCR1A. Per canviar el nombre de passos PWM, canvieu el valor d'ICR1. per exemple, 255 per a 8 bits, 1023 per a 10 bits, 8191 per a operació de 13 bits. Tingueu en compte que a mesura que canvieu l'ICR1, la freqüència d'operació canvia.

El bucle només llegeix l'estat de dos commutadors de polsador i augmenta el valor OCR1A cap amunt o cap avall. He configurat aquest valor a la configuració () a 3240, que és just per sota del valor on comença a activar-se el MOSFET. Si utilitzeu un transistor diferent o un circuit de filtre C1 i R1, aquest valor serà lleugerament diferent per a vosaltres. El millor és començar amb el valor predeterminat a zero la primera vegada que ho proveu per si de cas.

Pas 3: Resultats de les proves

Amb ICR1 definit a 8191, aquests són els resultats que he obtingut variant el corrent entre 0 i 2 AMPS:

OCR1A (Configuració PWM Corrent (ma) Voltatge de la porta (Vdc) 3240 0 ma 0v3458 10ma 1.949v4059 100ma 2.274v4532 200ma 2.552v4950 500ma 2.786v5514 1000ma 3.101v6177 1500ma 3.472v6927 2000ma 3.895v