نحوه کنترل ماسفت با Arduino PWM: 3 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:53

در این مقاله آموزشی نحوه کنترل جریان از طریق MOSFET با استفاده از سیگنال خروجی Arduino PWM (مدولاسیون عرض پالس) را بررسی می کنیم.

در این مورد ما کد arduino را دستکاری می کنیم تا یک سیگنال PWM متغیر در پین دیجیتال 9 آردوینو به ما بدهد ، و سپس این سیگنال را فیلتر می کنیم تا یک سطح DC قابل تنظیم به ما بدهد که می تواند روی دروازه MOSFET اعمال شود. به

این به ما این امکان را می دهد که ترانزیستور را از حالت خاموش بدون جریان در حالتی که فقط چند میلی آمپر جریان دارد یا در حالتی که چندین آمپر جریان از طریق ترانزیستور عبور می کند ، کنترل کنیم.

در اینجا من PWM را طوری تنظیم می کنم که 8192 مرحله تغییر عرض پالس داشته باشیم که به ما کنترل بسیار خوبی بر MOSFET می دهد.

مرحله 1: نمودار مدار

مدار بسیار ساده است. سیگنال PWM از پین D9 آردوینو با ترکیب R1 و C1 یکپارچه یا فیلتر می شود. مقادیر نشان داده شده به خوبی با فرکانس کاری 1.95 کیلوهرتز یا عملکرد 13 بیتی با 8192 مرحله (2 به توان 13 = 8192) عمل می کند.

اگر تصمیم دارید از مراحل مختلف استفاده کنید ، ممکن است نیاز به تغییر مقادیر R1 و C1 داشته باشید. به عنوان مثال ، اگر از 256 مرحله (عملکرد 8 بیتی) استفاده می کنید ، فرکانس PWM برابر با 62.45 کیلوهرتز است ، باید از مقدار C1 متفاوتی استفاده کنید. من دریافتم 1000uF برای این فرکانس خوب کار می کند.

از نظر عملی ، تنظیم PWM 0 به این معنی است که سطح DC در دروازه MOSFET 0V خواهد بود و MOSFET به طور کامل خاموش می شود. تنظیم PWM 8191 بدین معناست که سطح DC در دروازه MOSFET 5 ولت خواهد بود و اگر کاملاً روشن نشود MOSFET به میزان قابل توجهی افزایش می یابد.

مقاومت R2 فقط برای اطمینان از خاموش شدن MOSFET در هنگام حذف سیگنال روی دروازه با کشیدن دروازه به زمین است.

به شرطی که منبع تغذیه بتواند جریان دیکته شده توسط سیگنال PWM را بر روی دروازه MOSFET تأمین کند ، می توانید آن را مستقیماً به MOSFET و بدون مقاومت سری برای محدود کردن جریان متصل کنید. جریان فقط توسط MOSFET محدود می شود و هرگونه نیروی اضافی را به عنوان گرما از بین می برد. اطمینان حاصل کنید که در صورت استفاده از آن برای جریانهای بالاتر ، یک هیت سینک مناسب تهیه کرده اید.

مرحله 2: کد آردوینو

کد آردوینو ضمیمه شده است. کد کاملاً کامنت شده و نسبتاً ساده است. بلوک کد در خطوط 11 تا 15 آردوینو را برای عملکرد سریع PWM با خروجی روی پین D9 تنظیم می کند. برای تغییر سطح PWM ، مقدار مقایسه ثبت نام OCR1A را تغییر می دهید. برای تغییر تعداد مراحل PWM ، مقدار ICR1 را تغییر دهید. به عنوان مثال 255 برای 8 بیت ، 1023 برای 10 بیت ، 8191 برای عملکرد 13 بیت. توجه داشته باشید که با تغییر ICR1 فرکانس عمل تغییر می کند.

حلقه فقط وضعیت دو کلید دکمه ای را می خواند و مقدار OCR1A را به بالا یا پایین افزایش می دهد. من این مقدار را در setup () روی 3240 از پیش تعیین کرده ام که دقیقاً زیر مقداری است که MOSFET شروع به روشن شدن می کند. اگر از ترانزیستور یا مدار فیلتر C1 & R1 استفاده می کنید ، این مقدار برای شما کمی متفاوت خواهد بود. بهترین کار این است که اولین بار که این مورد را امتحان می کنید با مقدار از پیش تعیین شده صفر شروع کنید!

مرحله 3: نتایج آزمایش

با تنظیم ICR1 روی 8191 ، اینها نتایجی است که من با تغییر جریان بین 0 تا 2 AMPS بدست آوردم:

OCR1A (PWM SettingCurrent (ma) ولتاژ دروازه (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