Ako ovládať MOSFET pomocou Arduino PWM: 3 kroky

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:57

V tomto návode sa pozrieme na to, ako ovládať prúd cez MOSFET pomocou výstupného signálu Arduino PWM (Pulse Width Modulation).

V tomto prípade manipulujeme s arduino kódom, aby nám poskytol variabilný signál PWM na digitálnom pine 9 arduina, a potom tento signál odfiltrujeme, aby nám poskytol nastaviteľnú úroveň DC, ktorú je možné použiť na bránu MOSFETu..

To nám umožní ovládať tranzistor z vypnutého stavu bez prúdenia prúdu do stavu, v ktorom prúdi iba niekoľko miliampérov prúdu, alebo do stavu, v ktorom tranzistorom preteká niekoľko ampérov prúdu.

Tu nastavím PWM tak, aby sme mali 8192 krokov variácií šírky impulzu, ktoré nám poskytujú veľmi jemnú kontrolu nad MOSFETom.

Krok 1: Schéma zapojenia

Okruh je veľmi jednoduchý. Signál PWM z pinu D9 arduina je integrovaný alebo filtrovaný kombináciou R1 a C1. Uvedené hodnoty fungujú dobre pri prevádzkovej frekvencii 1,95 kHz alebo 13 bitovej prevádzke s 8192 krokmi (2 pri výkone 13 = 8192).

Ak sa rozhodnete použiť iný počet krokov, možno budete musieť zmeniť hodnoty R1 a C1. Ak napríklad použijete 256 krokov (8 -bitová operácia), frekvencia PWM bude 62,45 KHz, budete musieť použiť inú hodnotu C1. Zistil som, že 1000uF funguje dobre pre túto frekvenciu.

Z praktického hľadiska nastavenie PWM 0 znamená, že úroveň DC na bráne MOSFET bude 0V a MOSFET bude úplne vypnutý. Nastavenie PWM 8191 bude znamenať, že úroveň DC na bráne MOSFET bude 5V a MOSFET bude v podstate, ak nie je úplne zapnutý.

Rezistor R2 je na svojom mieste, len aby sa zaistilo, že sa MOSFET vypne, keď je signál na bráne odstránený potiahnutím brány na zem.

Za predpokladu, že je zdroj energie schopný dodávať prúd diktovaný signálom PWM na bráne MOSFET, môžete ho pripojiť priamo k MOSFET bez sériového odporu na obmedzenie prúdu. Prúd bude obmedzený iba MOSFETom a bude odvádzať všetok prebytočný výkon ako teplo. Ak ho používate pre vyššie prúdy, uistite sa, že máte k dispozícii adekvátny chladič.

Krok 2: Arduino kód

Arduino kód je priložený. Kód je dobre komentovaný a pomerne jednoduchý. Blok kódu na riadkoch 11 až 15 nastavuje arduino na rýchlu prevádzku PWM s výstupom na pine D9. Ak chcete zmeniť úroveň PWM, zmeňte hodnotu porovnávacieho registra OCR1A. Ak chcete zmeniť počet krokov PWM, zmeňte hodnotu ICR1. napr. 255 pre 8 bitov, 1023 pre 10 bitov, 8191 pre 13 bitovú prevádzku. Uvedomte si, že ako zmeníte ICR1, zmení sa frekvencia prevádzky.

Smyčka iba číta stav dvoch tlačidlových spínačov a zvyšuje hodnotu OCR1A nahor alebo nadol. Túto hodnotu som prednastavil v nastavení () na 3240, čo je tesne pod hodnotou, kde sa MOSFET začína zapínať. Ak použijete iný tranzistor alebo filtračný obvod C1 & R1, táto hodnota sa pre vás bude mierne líšiť. Najlepšie je začať s prednastavenou hodnotou na nule, keď to prvýkrát vyskúšate len pre prípad!

Krok 3: Výsledky testu

Pri ICR1 nastavenom na 8191 sú tieto výsledky, ktoré som získal pri zmene prúdu medzi 0 a 2 AMPS:

OCR1A (nastavenie PWM Prúd (ma) Napätie brány (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