Шим. урок 4. ардуино

Содержание

Как подключить транзистор к Ардуино

Для этого занятия нам потребуется:

плата Arduino Uno / Arduino Nano / Arduino Mega;
макетная плата;
1 биполярный транзистор;
1 мотор постоянного тока;
2 резистора от 1 до 10 кОм;
провода «папа-папа» и «папа-мама».

Подключить мотор постоянного тока напрямую к цифровым или аналоговым портам Arduino не получится. Это обусловлено тем, что пины на плате Ардуино не способны выдавать ток более 40 мА. При этом мотору постоянного тока, в зависимости от нагрузки, необходимо сотни миллиампер. Потому и возникает потребность управления электрической цепью высокого напряжения транзистором или Motor Shield L293D.

Схема подключения мотора постоянного тока к Ардуино

Соберите электрическую цепь, как на рисунке выше. Если присмотреться к сборке на макетной плате, то вы заметите, что транзистор играет роль кнопки. Если кнопка замыкает электрическую цепь при нажатии на толкатель, то транзистор начинает пропускать ток при подаче напряжения на базу. Таким образом, мы можем сделать автоматическое или полуавтоматическое управление мотором на Ардуино.

Скетч. Управление мотором через транзистор

void setup() {
   pinMode(11, OUTPUT); // объявляем пин 13 как выход
}

void loop() {

   digitalWrite(11, HIGH); // зажигаем светодиод

   delay(2000); // ждем 2 секунды

   digitalWrite(11, LOW); // выключаем светодиод

   delay(2000); // ждем 2 секунды
}

Если вы заметили, то это скетч из занятия — Включение светодиода на Ардуино

С точки зрения микропроцессора абсолютно не важно, что подключено к Pin13 — светодиод, транзистор или драйвер светодиодов для Светового меча на Ардуино

Обратите внимание на то, что резистор R1 подтягивает базу транзистора к земле, а резистор R2 служит для защиты порта микроконтроллера от перегрузки

Скетч. Управление мотором от датчика

Скетч управления двигателем постоянного тока на Ардуино можно написать по-другому. Добавим в схему фоторезистор и сделаем автоматическое включение мотора при снижении уровня освещенности в комнате. Можно также использовать датчик уровня жидкости или любой другой датчик. В скетче мы используем операторы if и else для управлением (включением/выключением) мотора постоянного тока.

Управление двигателем постоянного тока на Arduino UNO

// Присваиваем имя для аналогового входа A0
#define sensor A0

// Присваиваем имя для значений аналогового входа A0
// unsigned int принимает только положительные числа
unsigned int value = 0;
 
void setup() {
   // Пин 11 с транзистором будет выходом (англ. «output»)
   pinMode(11, OUTPUT);
}
 
void loop() {
   // Считываем значение с фоторезистора на аналоговом входе A0
   value = analogRead(sensor);
  
     // Если значение value меньше 500, включаем транзистор 
   if (value<500) digitalWrite(9,HIGH);
  
     // В противном случае (если value>500), выключаем транзистор
   if (value>500) digitalWrite(9, LOW);
}

Пояснения к коду:

в первой строчке программы мы присвоили имя для аналогового входа A0 с помощью директивы #define Arduino;
тип данных указывает, что значение может принимать только положительное целое число, а начальное значение равно нулю;
условный оператор позволяет определить действие при истинном условии. Оператор позволяет определить действие, когда истинное условие ложно.

Рулим 220 вольтами с помощью мосфета

Эта схема диммера для лампочек, с помощью ШИМ можно менять яркость. Подробнее тут http://www.learningelectronics.net/circuits/dimmer-with-mosfet.html

А для нормального управления нагрузкой в 220 вольт вместо мосфетов можно использовать:

Для таких вещей люди специально придумали специальные драйверы типа этих http://voltmaster-samara.ru/catalog/drajvery-mop-i-igbt-tranzistorov

Тут уж народ издевается над МОП транзисторами как хочет

Суть в том, что драйвер нужен как раз для согласования пяти вольт с выводов ардуино (а также других микроконтроллеров) с уровнями, необходимыми для управления затворами мосфетов.

На картинке первые две схемы а) и б) не очень, так как из-за кривых рук разработчика все может задымится. Зато вторые норм.

И кстати если надо использовать ШИМ — то лучше выбрать высокоскоростной драйвер типа TC4420.

“Универсальное” электромагнитное реле

Электромагнитное реле является по сути управляемым механическим выключателем: подали на него ток – оно замкнуло контакты, сняли ток – разомкнуло. Контакты являются именно контактами: металлическими “пятаками”, которые прижимаются друг к другу. Именно поэтому такое реле может управлять как нагрузкой постоянного, так и переменного тока.

Сама катушка реле является неслабой индуктивной нагрузкой, что приводит к дополнительным проблемам (читай ниже), поэтому для управления “голым” реле нам понадобится дополнительная силовая и защитная цепь.

После изучения данного урока вы сами сможете её составить (транзистор и диод), а сейчас мы поговорим о модулях реле: готовая плата, на которой стоит само реле, а также цепи коммутации, защиты и даже оптическая развязка. Такие модули бывают “семейными” – с несколькими реле на борту. Спасибо китайцам за это! Купить можно на Aliexpress, также смотрите варианты у меня в каталоге ссылок на Али.

Такое реле сделано специально для удобного управления с микроконтроллера: пины питания VCC (Vin, 5V) и GND подключаются к питанию, а далее реле управляется логическим сигналом, поданным на пин IN. С другой стороны стоит клеммник для подключения проводов, обычно контакты подписаны как NO, NC и COM. Это общепринятые названия пинов кнопок, переключателей и реле:

COM – Common, общий. Реле является переключающим, и пин COM является общим.
NO – Normal Open, нормально открытый. При неактивном реле данный контакт не соединён с COM. При активации реле он замыкается с COM.
NC – Normal Closed, нормально закрытый. При неактивном реле данный контакт соединён с COM. При активации реле он размыкается с COM.

Подключение нагрузки через реле думаю для всех является очевидным:

Важный момент: катушка реле в активном режиме потребляет около 60 мА, то есть подключать больше одного модуля реле при питании платы от USB не рекомендуется – уже появятся просадки по напряжению и помехи:

Такие модули реле бывают двух типов: низкого и высокого уровня. Реле низкого уровня переключается при наличии низкого сигнала (GND) на управляющем пине digitalWrite(pin, LOW). Реле высокого уровня соответственно срабатывает от высокого уровня digitalWrite(pin, HIGH). Какого типа вам досталось реле можно определить экспериментально, а можно прочитать на странице товара или на самой плате. Также существуют модули с выбором уровня:

На плате, справа от надписи High/Low trigger есть перемычка, при помощи которой происходит переключение уровня.

Электромагнитное реле имеет ряд недостатков перед остальными рассмотренными ниже способами, вы должны их знать и учитывать:

Ограниченное количество переключений: механический контакт изнашивается, особенно при большой и/или индуктивной нагрузке.
Противно щёлкает!
При большой нагрузке реле может “залипнуть”, поэтому для больших токов нужно использовать более мощные реле, которые придётся включать при помощи… маленьких реле. Или транзисторов.
Необходимы дополнительные цепи для управления реле, так как катушка является индуктивной нагрузкой, и нагрузкой самой по себе слишком большой для пина МК (решается использованием китайского модуля реле).
Очень большие наводки на всю линию питания при коммутации индуктивной нагрузки.
Относительно долгое переключение (невозможно поставить детектор нуля, читай ниже), при управлении индуктивными цепями переменного тока можно попасть на большой индуктивный выброс, необходимо ставить искрогасящие цепи.

Важный момент связан с коммутацией светодиодных светильников и ламп, особенно дешёвых: у них прямо на входе стоит конденсатор, который при резком подключении в цепь становится очень мощным потребителем и приводит к скачку тока. Скачок может быть настолько большим, что 15-20 Ваттная светодиодная лампа буквально сваривает контакты реле и оно “залипает”! Данный эффект сильнее выражен на дешёвых лампах, будьте с ними аккуратнее (за инфу спасибо DAK).

При помощи реле можно плавно управлять сильно инерционной нагрузкой, такой как большой обогреватель. Для этого нужно использовать сверхнизкочастотный ШИМ сигнал, у меня есть готовая библиотека. Не забываем, что реле противно щёлкает и изнашивается, поэтому для таких целей лучше подходит твердотельное реле, о котором мы поговорим ниже.

Подключение мотора к Arduino

Как уже было сказано выше, ардуино не может обеспечить мотор необходимым током и напряжением. В таких случаях используются транзисторы.

Транзистор это радиоэлектронный компонент из полупроводникового материала способный от небольшого входного сигнала управлять значительным током в выходной цепи, что позволяет его использовать для усиления, генерирования, коммутации и преобразования электрических сигналов. Обычно у транзисторов 3 вывода: база, эмиттер и коллектор. Алгоритм действия можно сформулировать так: пропустить ток от коллектора к эмиттеру в зависимости от сигнала на базе. Транзисторы бывают разных типов и номиналов. Об этом можно подробнее почитать на википедии.

Будьте внимательны при выборе транзисторов для своих проектов. Некоторые рассчитаны на пропуск большого напряжения, или большого тока. Так же многие транзисторы не откроются от 5 вольт на базе. Всегда проверяйте характеристики транзисторов перед покупкой в datasheet

Так же обратите внимание, что для управления переменным током используются мосфет транзисторы

Теперь давайте подключим мотор к ардуино по следующей схеме:

Подключение мотора к ардуино

Как всегда ничего сложного. Главное не перепутать выводы транзистора

Обратите внимание на резистор через который ардуино подключена к базе. Это резистор на 1 кОм и нужен он для того что бы обезопасить нашу ардуинку

В видео к схеме добавлены диод и конденсатор, но они не обязательны. Так же можно добавить резистор на 10 — 100 кОм между эмиттером и коллектором для стабильности работы нашей схемы. Так же не забудьте, что земля на всех уровнях напряжения должна быть объединена. И взглянем на наш код:

Как видите скетч очень прост. По комментариям в коде вы легко разберетесь, что к чему. Единственная конструкция, которую мы еще не использовали это цикл for.

Подключение сервопривода практически ни чем не отличается от подключения моторчика. Отличие в том что у сервы 3 вывода. Плюс, минус и логический. В видео подробно об этом рассказано.

Добавим в нашу схему инфракрасный дальномер. Просто потому, что мы можем

Как подключить транзистор к Ардуино

Для этого занятия нам потребуется:

Схема подключения мотора постоянного тока к Ардуино

Скетч. Управление мотором через транзистор

Если вы заметили, то это скетч из занятия — Включение светодиода на Ардуино

Скетч. Управление мотором от датчика

Управление двигателем постоянного тока на Arduino UNO

Подключение к плате Arduino

Схема подключения бесколлекторного двигателя с ESC-регулятором к плате Arduino показана на рис.5. Для подключения регулятора к плате Arduino используется 2 провода:

Красный провод регулятора является не входом, выходом с напряжением +5В, который можно использовать для питания платы Arduino.

Показания потенциометра будем использовать для управления скоростью мотора.

Рис. 5. Подключение бесколлекторного двигателя с ESC-регулятором к плате Arduino

Для управления регулятором будем использовать Arduino-библиотеку Servo. Минимальные и максимальные значения управляющего сигнала 800 мксек и 2300 мксек.

Содержимое скетча представлено в листинге 1.

После загрузки скетча на плату Arduino видим что мотор не запускается и не реагирует на повороты потенциометра. Регулятор необходимо откалибровать, чтобы он знал минимальные и максимальное значения. Для этого перед подачей питания на регулятор, выставляем потенциометр в максимальное значение. Подаем питание. Слышим «пиканье» двигателя. Переводим потенциометр в минимальное значение, слышим 3 «пика». Регулятор откалиброван. Теперь поворотом потенциометра можем регулировать скорость двигателя.

Как подключить моторчик к Arduino

Для этого занятия нам потребуется:

плата Arduino Uno / Arduino Nano / Arduino Mega;
мотор постоянного тока (Motor DC);
транзистор полевой/биполярный;
драйвер двигателей L298N;
провода «папа-папа», «папа-мама».

Перед выбором способа управления двигателем от Arduino Uno r3, уточните на какое напряжение рассчитан ваш моторчик. Если питание требуется более 5 Вольт, то следует использовать транзистор или драйвер. Распиновка транзисторов может отличаться от приведенного примера (следует уточнить распиновку для своего типа). Драйвер L298N позволит не только включать мотор, но и изменять направление вращения.

Скетч. Подключение мотора через транзистор

Подключение мотора через транзистор к Ардуино потребуется, если двигатель никак не хочет включаться от платы напрямую, то следует использовать порт 5 Вольт на микроконтроллере или внешний источник питания. Транзистор будет играть роль ключа, замыкая/размыкая электрическую цепь. Сам транзистор управляется цифровым портом. Соберите схему, как на картинке и загрузите программу.

Подключение FA-130 мотора постоянного тока — Motor DC Arduino

void setup() {
   pinMode(13, OUTPUT); // объявляем пин 13 как выход
}

void loop() {
   digitalWrite(13, HIGH); // включаем мотор

   delay(1000); // ждем 1 секунду

   digitalWrite(13, LOW); // выключаем мотор

   delay(1000); // ждем 1 секунду
}

Пояснения к коду:

при необходимости можно подключить два мотора FA-130 к Ардуино;
в зависимости от характеристик, двигатель подключается к 3,3 или 5 Вольтам.

Скетч. Подключение мотора через драйвер

Схема подключения двух моторов через драйвер l298n

Подключение мотора к Ардуино через драйвер L298N или Motor Shield L293D позволит менять направление вращения ротора. Но для использования данных модулей потребуется установить соответствующие библиотеки для Ардуино. В примере мы использовали схему подключения двигателя с помощью модуля L298N. Соберите схему, как на картинке ниже и загрузите следующий скетч с использованием.

// задаем имена для портов
#define IN1 4
#define IN2 5
#define IN3 6
#define IN4 7

void setup() {
   pinMode(IN1, OUTPUT);
   pinMode(IN2, OUTPUT);
   pinMode(IN3, OUTPUT);
   pinMode(IN4, OUTPUT);
}

void loop() {

   // вращаем моторчики в одну сторону
   digitalWrite(IN1, HIGH);
   digitalWrite(IN2, LOW);
   digitalWrite(IN3, HIGH);
   digitalWrite(IN4, LOW);

   delay(2000); // ждем 2 секунды

   digitalWrite(IN1, LOW);
   digitalWrite(IN2, LOW);
   digitalWrite(IN3, LOW);
   digitalWrite(IN4, LOW);

   delay(1000); // выключаем на 1 секунду

   // вращаем моторчики в обратную сторону
   digitalWrite(IN1, LOW);
   digitalWrite(IN2, HIGH);
   digitalWrite(IN3, LOW);
   digitalWrite(IN4, HIGH);

   delay(2000); // ждем 2 секунды

   digitalWrite(IN1, LOW);
   digitalWrite(IN2, LOW);
   digitalWrite(IN3, LOW);
   digitalWrite(IN4, LOW);

   delay(1000); // выключаем на 1 секунду
}

Пояснения к коду:

драйвер двигателей позволяет управлять скоростью и направлением вращения мотора, подробнее читайте в обзоре — Подключение драйвера L298N к Arduino;
если моторчики не крутятся, подключите к драйверу источник питания 6-12В.

Управление RGB лентой с помощью Andurino

Кроме однокристальных светодиодов, Ардуино может работать и с цветными LED. Подключив выводы каждого цвета к аналоговым выходам Ардуино можно произвольно изменять яркость каждого кристалла, добиваясь необходимого цвета свечения.

Схема подключения к Arduino RGB светодиода:

Аналогично построено и управление RGB лентой Arduino:

Аrduino RGB контроллер лучше собирать на полевых транзисторах.

Для плавного управления яркостью можно использовать две кнопки. Одна будет увеличивать яркость свечения, другая уменьшать.

Скетч управления яркостью светодиодной ленты Arduino

int led = 120;устанавливаем средний уровень яркости

void setup() {pinMode(4, OUTPUT); устанавливаем 4й аналоговый порт на выводpinMode(2, INPUT);

pinMode(4, INPUT); устанавливаем 2й и 4й цифровой порт на ввод для опроса кнопок} void loop(){

button1 = digitalRead(2);

button2 = digitalRead(4); if (button1 == HIGH) нажатие на первую кнопку увеличит яркость{ led = led + 5;

analogWrite(4, led); } if (button2 == HIGH) нажатие на вторую кнопку уменьшит яркость{ led = led — 5;

analogWrite(4, led); }

При удержании первой или второй кнопки плавно изменяется напряжение, подаваемое на управляющий контакт электронного ключа. Тогда и произойдет плавное изменение яркости.

PNP mosfet arduino

Тут чутка сложнее

Если нам надо на нагрузку подать 5 вольт:

R1 ограничивает ток на затворе чтобы ардуинка не сломалась
R2 подтягивает порт на землю чтобы не было ложных срабатываний
D1 диод шотки чтобы не спалить все – он нужен только если нагрузка имеет большую индуктивность – например реле или мотор или еще что-то, где есть много намотанной проволоки. Кстати для NPN мосфета он тоже нужен. А на переменном токе не нужен, а то задымится)

Если на мотор или лампочку надо 12 вольт то все немного сложнее. Чтобы открыть мосфет нам надо подать 12 вольт на gate, а при таком варианте наш ардуино задымится. Надо еще один транзистор так:

Тут Q1 – биполярный транзистор – он то и включает 12 вольт на gate Q2, а R1 нужен чтобы ограничить ток чтобы ардуино опять таки не задымилась. Работает все так:

подаем с ардуино high – q1 начинает проводить ток с коллектора на эмиттер и 12 вольт утекает не в gate q2, а на землю. q2 включает мотор
подаем с ардуино low – q1 закрыт и не пропускает ток, 12 вольт через резистор подаются на gate q2, моторчик не крутится. все просто. резистор r2 нужен чтобы ограничить ток q1 и q2 чтобы он не задымились

Управлять больше чем 12 вольт можно, например 24 вольтами, если q1 выдержит. Чтобы наверняка можно добавить диод D2:

Устройство и принцип работы транзистора

Транзистором называется полупроводниковый прибор, предназначенный для усиления и генерирования электрических колебаний. Транзисторы являются ключами (кнопками) в сетях с постоянным током. Биполярные транзисторы могут управлять электрической цепью до 50 В, полевые транзисторы могут управлять приборами до 100 В (при напряжении на затворе 5 В). В сетях с переменным током использую реле.

При отсутствии напряжения на базе или затворе транзистора, эмиттерный и коллекторный переход находятся в равновесия, токи через них не проходят и равны нулю. Таким образом, подавая на базу биполярного транзистора напряжение в 5 В, мы можем включать электрические цепи до 50 Вольт. Сегодня этот полупроводниковый элемент встречается почти в любом устройстве (в телефоне, компьютере и т.д.).

Транзисторы являются основой для построения микросхем логики, памяти и микропроцессоров компьютеров. Транзистор — это электронный элемент из полупроводникового материала, обычно с тремя выводами, позволяющий с помощью входного сигнала управлять током высокого напряжения. Использование транзистора — это наиболее простой способ подключения к Ардуино мотора постоянного тока.

IRF3205ZPBF MOSFET — описание производителя. Даташиты. Основные параметры и характеристики. Поиск аналога. Справочник

Наименование прибора: IRF3205ZPBF

Тип транзистора: MOSFET

Полярность: N

Максимальная рассеиваемая мощность (Pd): 170
W

Предельно допустимое напряжение сток-исток |Uds|: 55
V

Предельно допустимое напряжение затвор-исток |Ugs|: 20
V

Пороговое напряжение включения |Ugs(th)|: 4
V

Максимально допустимый постоянный ток стока |Id|: 75
A

Максимальная температура канала (Tj): 175
°C

Общий заряд затвора (Qg): 110
nC

Время нарастания (tr): 95
ns

Выходная емкость (Cd): 550
pf

Сопротивление сток-исток открытого транзистора (Rds): 0.0065
Ohm

Тип корпуса:

IRF3205ZPBF
Datasheet (PDF)

0.1. irf3205zpbf irf3205zlpbf irf3205zspbf.pdf Size:379K _international_rectifier

PD — 95129AIRF3205ZPbFIRF3205ZSPbFIRF3205ZLPbFFeaturesl Advanced Process TechnologyHEXFET Power MOSFETl Ultra Low On-ResistanceDl 175C Operating TemperatureVDSS = 55Vl Fast Switchingl Repetitive Avalanche Allowed up to TjmaxRDS(on) = 6.5ml Lead-FreeGDescriptionID = 75ASThis HEXFET Power MOSFET utilizes the latestprocessing techniques to achieve e

0.2. irf3205zpbf irf3205zspbf irf3205zlpbf.pdf Size:379K _infineon

6.1. auirf3205zstrl.pdf Size:330K _international_rectifier

PD — 97542AUTOMOTIVE GRADEAUIRF3205ZAUIRF3205ZSFeatures Advanced Process TechnologyHEXFET Power MOSFET Ultra Low On-Resistance 175C Operating Temperature DV(BR)DSS55V Fast SwitchingRDS(on) max.6.5m Repetitive Avalanche Allowed up toTjmaxGID (Silicon Limited) 110A Lead-Free, RoHS CompliantS Automotive Qualified *ID (Package Li

6.2. irf3205z.pdf Size:181K _international_rectifier

PD — 94653AUTOMOTIVE MOSFETIRF3205ZHEXFET Power MOSFETFeaturesD Advanced Process TechnologyVDSS = 55V Ultra Low On-Resistance 175C Operating TemperatureRDS(on) = 6.5m Fast SwitchingG Repetitive Avalanche Allowed up to TjmaxID = 75ASDescriptionSpecifically designed for Automotive applications, this HEXFET PowerMOSFET utilizes the latest

6.3. irf3205z irf3205zs irf3205zl.pdf Size:303K _infineon

PD — 94653BIRF3205ZAUTOMOTIVE MOSFETIRF3205ZSIRF3205ZLFeaturesHEXFET Power MOSFET Advanced Process TechnologyD Ultra Low On-ResistanceVDSS = 55V 175C Operating Temperature Fast Switching Repetitive Avalanche Allowed up to TjmaxRDS(on) = 6.5mGDescriptionID = 75ASpecifically designed for Automotive applications,Sthis HEXFET Power MOS

6.4. auirf3205z auirf3205zs.pdf Size:707K _infineon

AUIRF3205Z AUTOMOTIVE GRADE AUIRF3205ZS HEXFET Power MOSFET Features VDSS 55V Advanced Process Technology Ultra Low On-Resistance RDS(on) max. 6.5m 175C Operating Temperature ID (Silicon Limited) 110A Fast Switching Repetitive Avalanche Allowed up to Tjmax ID (Package Limited) 75A Lead-Free, RoHS Compliant Automotive Qualified *

6.5. irf3205zs.pdf Size:258K _inchange_semiconductor

Isc N-Channel MOSFET Transistor IRF3205ZSFEATURESWith To-263(D2PAK) packageLow input capacitance and gate chargeLow gate input resistance100% avalanche testedMinimum Lot-to-Lot variations for robust deviceperformance and reliable operationAPPLICATIONSSwitching applicationsABSOLUTE MAXIMUM RATINGS(T =25)aSYMBOL PARAMETER VALUE UNITV Drain-Source Vol

6.6. irf3205z.pdf Size:246K _inchange_semiconductor

INCHANGE Semiconductorisc N-Channel MOSFET Transistor IRF3205ZIIRF3205ZFEATURESStatic drain-source on-resistance:RDS(on) 6.5mEnhancement modeFast Switching Speed100% avalanche testedMinimum Lot-to-Lot variations for robust deviceperformance and reliable operationDESCRITIONreliable device for use in a wide variety of applicationsABSOLUTE MAXIMUM

Другие MOSFET… SMG2301
, SMG2301P
, SMG2302
, SMG2302N
, SMG2305
, SMG2305P
, SMG2305PE
, SMG2306A
, IRF1404
, SMG2306NE
, SMG2310A
, SMG2310N
, SMG2314N
, SMG2314NE
, SMG2318N
, SMG2319P
, SMG2321P
.

Настройка тока двигателя на A4988

На плате драйвера предусмотрен потенциометр для регулировки тока. Для настройки понадобиться мультиметр, для замера напряжения на потенциометре.

Расположение токоограничительных резисторов и потенциометра Vref

Формула Vref для A4988 изменяется от номинала токочувствительных резисторов (Обведены на фото выше). . Обычно подписаны R050 или R100.

Vref = Imax * 8 * (RS)

Imax — максимальный ток двигателя;

RS — сопротивление резистора. В моем случае RS = 0,100. Для 17HS4401 Vref = 1,7 * 8 * 0,100 = 1,36 В.

Рабочий ток двигателя равен 70% от тока удержания. Умножим полученные значения чтобы двигатель не грелся при простое.

Для 17HS4401 Vref ист. = 1,36*0,7 = 0,952 В.

Подключаем драйвер к микроконтроллеру, включаем и меряем напряжение Vref на драйвере. Если оно не соответствует нужному нам номиналу, а оно скорее всего будет не будет соответствовать, крутим потенциометр в какую то сторону и смотрим что поменялось. Доводим до нужного нам значения и радуемся, ведь ток на драйвере теперь настроен!

Работа с Arduino IDE

Для работы платы и вашего будущего проекта необходимо написать и загрузить на Andruno скетч. Скетч (sketch) – программа, написанная специально для Adruno. Для выполнения данного пункта вам понадобятся:

Ардуино;
USB-кабель Type-A;
Устройство, работающее на ОС Windows.

Скачайте бесплатную среду разработки для Ардуино с официального сайта производителя. Вместе с программой автоматически установятся драйвера для определения девайса при подключении к USB-порту. Если же Ардуино не определится – произведите ручную установку необходимых компонентов.

На схеме должен загореться зелёный светодиод при подключении к USB. Запустите приложение и приступайте к созданию собственного скетча. Проверка работоспособности и совместимости Arduino с ПО можно проверить при помощи встроенного скетча «LED». Запуск данного процесса должен вызвать мигание светодиода.

В меню Tool – Board выберите используемую плату. Далее следует загрузка скетча в Arduino при помощи кнопки «Upload». Успешное завершение данной операции подтверждается миганием светодиода оранжевого цвета на плате. Для подробного изучения Arduino IDE создано множество англоязычных и отечественных ресурсов, где рассказывается что такое Ардуино и как с ним работать.

Среда разработки оснащена стандартным менеджером добавления библиотек в виде исходного кода на языке C++. Данная возможность расширяет применение компонентов, добавляя новый функционал.

TPL191B

Sajjad Haidar

Electronic Design

Когда пороговое напряжение затвора MOSFET или IGBT превышает напряжение, которое можно получить от управляющей им схемы, стандартным приемом решения проблемы является использование операционного усилителя или специального драйвера. В предлагаемой схеме, выполняющей такую же задачу, используется оптоизолятор с горсткой простых пассивных компонентов.

В некоторых случаях возникает необходимость управлять MOSFET (или IGBT) с помощью сигнала, уровень которого ниже порогового напряжения затвора (V_TH). Чтобы поднять сигнал до уровня, достаточного для управления транзистором, обычно используют драйвер или операционный усилитель (ОУ). Однако, если напряжение источника, питающего устройство, ниже или близко к V_TH, управлять затвором MOSFET не сможет даже rail-to-rail ОУ.

Ниже описана простая схема управления затвором MOSFET, позволяющая использовать сигнал, амплитуда которого меньше V_TH (Рисунок 1).


Рисунок 1.	Источник тока на основе оптрона позволяет использовать для управления MOSFET сигнал, уровень которого ниже порогового напряжения затвора. (R3 – внутреннее сопротивление генератора импульсов).

Изолированный светодиод диодного оптрона U1 питается напряжением нагрузки 2.5 В, а потенциометр R1 (100 кОм) подключен к выходу оптрона. Поскольку U1 является устройством с фотогальванической связью, в диапазоне напряжений до нескольких вольт, зависящем от характеристик конкретного прибора, он действует как источник постоянного тока.

Изменяя сопротивление резистора R1, можно менять смещение MOSFET Q1, управляя таким образом напряжением на R1 (Рисунок 2). Если сопротивление резистора R4 выбрать равным 68 Ом, ток светодиода установится на уровне порядка 16.5 мА, при котором ток короткого замыкания I_SC фотогальванического выхода будет равен примерно 48 мкА. Конденсатор C1 обеспечивает низкоимпедансный путь прохождения сигнала; его емкость должна быть больше входной емкости Q1. Для нашей схемы мы выбрали C1 = 0.1 мкФ, что превышает емкость затвора использованного MOSFET.


Рисунок 2.	Выходная характеристика прибора с фотогальванической связью показывает, что изменяя сопротивление R1, можно изменять смещение MOSFET.

Для тестирования схемы использовалась чисто резистивная нагрузка (2 Ом). С помощью подстроечного резистора R1 на затворе Q1 устанавливают напряжение, близкое к пороговому, которое, согласно измерениям, равно примерно 1.9 В. При использовании оптрона TPL191B максимально достижимое выходное напряжение составляет примерно 7 В (при этом V_OC равно примерно 8 В), что превышает пороговое напряжение V_TH большинства устройств. К входу схемы V_IN подключался генератор сигналов с внутренним сопротивлением 25 Ом, обозначенным на схеме как R3. Амплитуда сигнала составляла примерно 1.2 В. Как входное напряжение V_IN, так и выходное напряжение V_OUT измерялись осциллографом (Рисунок 3).

Рисунок 3.

Совмещение на одной диаграмме выходного и входного
напряжения позволяет увидеть небольшую задержку
времени включения и выключения, в основном,
обусловленную внутренним сопротивлением
генератора импульсов, используемого в качестве
источника тестового сигнала.

Общее напряжение, включающее MOSFET, составляет 1.2 В + 1.9 В = 3.1 В, что, превышает напряжение питания 2.5 В. Незначительная задержка включения и выключения обусловлена, прежде всего, внутренним сопротивлением R3 генератора импульсов. Небольшие выбросы выходного напряжения во время выключения связаны с тем, что сопротивление резистора R2 содержит небольшую индуктивную составляющую. В зависимости от тока стока и крутизны выбранного MOSFET, для переключения транзистора можно использовать входной сигнал меньшего уровня.

Схема работает в диапазоне от постоянного тока до высоких частот. Верхняя граница зависит только от используемого MOSFET. Чтобы посмотреть, что получится при установке в схему других MOSFET, воспользуйтесь LTSpice или иными средствами моделирования, заменив оптрон источником постоянного тока. Для нашей схемы используйте в модели источник тока 48 мкА.

Подключение транзистора к ардуино

Как подключить транзистор к Ардуино

Скетч. Управление мотором через транзистор

Скетч. Управление мотором от датчика

Пояснения к коду:

Рулим 220 вольтами с помощью мосфета

“Универсальное” электромагнитное реле

Подключение мотора к Arduino

Как подключить транзистор к Ардуино

Скетч. Управление мотором через транзистор

Скетч. Управление мотором от датчика

Подключение к плате Arduino

Как подключить моторчик к Arduino

Скетч. Подключение мотора через транзистор

Пояснения к коду:

Скетч. Подключение мотора через драйвер

Пояснения к коду:

Управление RGB лентой с помощью Andurino

Скетч управления яркостью светодиодной ленты Arduino

PNP mosfet arduino

Устройство и принцип работы транзистора

IRF3205ZPBF MOSFET — описание производителя. Даташиты. Основные параметры и характеристики. Поиск аналога. Справочник

IRF3205ZPBF Datasheet (PDF)

Настройка тока двигателя на A4988

Работа с Arduino IDE

TPL191B

Похожие записи:

IRF3205ZPBF
Datasheet (PDF)