Jak ovládat MOSFET pomocí Arduino PWM: 3 kroky

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:20

V tomto pokynu se podíváme na to, jak ovládat proud přes MOSFET pomocí výstupního signálu Arduino PWM (Pulse Width Modulation).

V tomto případě manipulujeme s arduino kódem, abychom získali variabilní signál PWM na digitálním pinu 9 arduina, a poté tento signál filtrujeme, abychom získali nastavitelnou úroveň DC, kterou lze aplikovat na bránu MOSFETu.

To nám umožní ovládat tranzistor z vypnutého stavu bez proudu tekoucího do stavu, kde teče jen několik miliampérů proudu, nebo do stavu, kde tranzistorem protéká několik ampérů proudu.

Zde nastavím PWM tak, abychom měli 8192 kroků variace šířky pulsu, což nám dává velmi jemnou kontrolu nad MOSFETem.

Krok 1: Schéma zapojení

Obvod je velmi přímočarý. Signál PWM z pinu D9 arduina je integrován nebo filtrován kombinací R1 a C1. Zobrazené hodnoty fungují dobře při pracovní frekvenci 1,95 kHz nebo 13bitovém provozu s 8192 kroky (2 do výkonu 13 = 8192).

Pokud se rozhodnete použít jiný počet kroků, budete možná muset změnit hodnoty R1 a C1. Pokud například použijete 256 kroků (8bitová operace), frekvence PWM bude 62,45 KHz, budete muset použít jinou hodnotu C1. Zjistil jsem, že 1000uF fungovalo dobře pro tuto frekvenci.

Z praktického hlediska nastavení PWM 0 znamená, že úroveň DC na bráně MOSFET bude 0V a MOSFET bude zcela vypnutý. Nastavení PWM 8191 bude znamenat, že úroveň DC na bráně MOSFET bude 5V a MOSFET bude v podstatě, ne -li zcela zapnutý.

Rezistor R2 je na místě, aby zajistil, že se MOSFET vypne, když je signál na bráně odstraněn zatažením brány na zem.

Za předpokladu, že je zdroj energie schopen dodávat proud diktovaný signálem PWM na hradle MOSFET, můžete jej připojit přímo k MOSFETu bez sériového rezistoru pro omezení proudu. Proud bude omezen pouze MOSFET a bude odvádět veškerý přebytečný výkon jako teplo. Pokud ho používáte pro vyšší proudy, zajistěte odpovídající chladič.

Krok 2: Arduino kód

Arduino kód je přiložen. Kód je dobře komentovaný a poměrně jednoduchý. Blok kódu na řádcích 11 až 15 nastavuje arduino pro rychlý provoz PWM s výstupem na pinu D9. Chcete -li změnit úroveň PWM, změňte hodnotu porovnávacího registru OCR1A. Chcete -li změnit počet kroků PWM, změňte hodnotu ICR1. např. 255 pro 8 bitů, 1023 pro 10 bitů, 8191 pro 13bitový provoz. Uvědomte si, že jak měníte ICR1, mění se frekvence provozu.

Smyčka pouze čte stav dvou tlačítkových spínačů a zvyšuje hodnotu OCR1A nahoru nebo dolů. Tuto hodnotu jsem přednastavil v nastavení () na 3240, což je těsně pod hodnotou, kde se MOSFET začíná zapínat. Pokud použijete jiný tranzistor nebo filtrační obvod C1 & R1, bude pro vás tato hodnota mírně odlišná. Nejlepší je začít s přednastavenou hodnotou na nule, když to poprvé pro jistotu vyzkoušíte!

Krok 3: Výsledky testu

S ICR1 nastaveným na 8191 toto jsou výsledky, které jsem získal změnou proudu mezi 0 a 2 AMPS:

OCR1A (nastavení PWM Proud (ma) Napětí 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