Cách điều khiển MOSFET với Arduino PWM: 3 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:31

Trong phần hướng dẫn này, chúng ta sẽ xem xét cách điều khiển dòng điện qua MOSFET bằng cách sử dụng tín hiệu đầu ra Arduino PWM (Điều chế độ rộng xung).

Trong trường hợp này, chúng tôi sẽ thao tác mã arduino để cung cấp cho chúng tôi một tín hiệu PWM có thể thay đổi trên chân số 9 của arduino và sau đó chúng tôi sẽ lọc tín hiệu này để cung cấp cho chúng tôi mức DC có thể điều chỉnh có thể được áp dụng cho cổng của MOSFET.

Điều này sẽ cho phép chúng ta điều khiển bóng bán dẫn từ trạng thái tắt không có dòng điện chạy sang trạng thái chỉ có một vài miliampe dòng điện chạy qua hoặc đến trạng thái mà chúng ta có một vài ampe dòng điện chạy qua bóng bán dẫn.

Ở đây tôi sẽ thiết lập PWM để chúng ta có 8192 bước biến thiên độ rộng xung giúp chúng ta kiểm soát rất tốt MOSFET.

Bước 1: Sơ đồ mạch

Mạch rất đơn giản. Tín hiệu PWM từ chân D9 của arduino được tích hợp hoặc lọc bằng sự kết hợp của R1 và C1. Các giá trị hiển thị hoạt động tốt ở tần số hoạt động 1,95KHz hoặc hoạt động 13 bit với 8192 bước (2 đến công suất 13 = 8192).

Nếu bạn quyết định sử dụng một số bước khác nhau thì bạn có thể cần phải thay đổi các giá trị R1 và C1. Ví dụ: nếu bạn sử dụng 256 bước (hoạt động 8 bit), tần số PWM sẽ là 62,45 KHz, bạn sẽ cần sử dụng một giá trị C1 khác. Tôi thấy 1000uF hoạt động tốt cho tần số này.

Từ quan điểm thực tế, cài đặt PWM bằng 0 có nghĩa là mức DC trên cổng MOSFET sẽ là 0V và MOSFET sẽ bị tắt hoàn toàn. Cài đặt PWM 8191 sẽ có nghĩa là mức DC trên cổng MOSFET sẽ là 5V và về cơ bản MOSFET sẽ ở mức đáng kể nếu không được bật hoàn toàn.

Điện trở R2 được đặt chỉ để đảm bảo rằng MOSFET tắt khi tín hiệu trên cổng bị loại bỏ bằng cách kéo cổng xuống đất.

Với điều kiện là nguồn điện có khả năng cung cấp dòng điện được chỉ định bởi tín hiệu PWM trên cổng MOSFET, bạn có thể kết nối trực tiếp với MOSFET mà không có điện trở nối tiếp để hạn chế dòng điện. Dòng điện sẽ chỉ bị giới hạn bởi MOSFET và nó sẽ tiêu tán mọi năng lượng dư thừa dưới dạng nhiệt. Đảm bảo rằng bạn cung cấp một bộ tản nhiệt thích hợp nếu sử dụng bộ này cho dòng điện cao hơn.

Bước 2: Mã Arduino

Mã arduino được đính kèm. Mã được nhận xét tốt và khá đơn giản. Khối mã trên dòng 11 đến dòng 15 thiết lập arduino để hoạt động PWM nhanh với đầu ra trên chân D9. Để thay đổi mức PWM, bạn thay đổi giá trị của thanh ghi so sánh OCR1A. Để thay đổi số bước PWM, bạn thay đổi giá trị của ICR1. ví dụ: 255 cho 8 bit, 1023 cho 10 bit, 8191 cho hoạt động 13 bit. Lưu ý rằng khi bạn thay đổi ICR1, tần số hoạt động sẽ thay đổi.

Vòng lặp chỉ đọc trạng thái của hai công tắc nút bấm và tăng giá trị OCR1A lên hoặc xuống. Tôi đã đặt trước giá trị này trong thiết lập () thành 3240, giá trị này nằm ngay dưới giá trị mà MOSFET bắt đầu bật. Nếu bạn sử dụng một bóng bán dẫn hoặc mạch lọc C1 & R1 khác, giá trị này sẽ hơi khác đối với bạn. Tốt nhất nên bắt đầu với giá trị đặt trước bằng 0 trong lần đầu tiên bạn thử điều này để đề phòng!

Bước 3: Kết quả kiểm tra

Với ICR1 được đặt thành 8191, đây là những kết quả tôi thu được khi thay đổi dòng điện giữa 0 và 2 AMPS:

OCR1A (Cài đặt PWM Dòng điện (ma) Điện áp cổng (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