calcolo resistenze per mosfet

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ciao a tutti
come al solito la parte software del mio progetto funziona molto bene, ma nell'elettronica.. ci sono dubbi e problemi. ma sono qui per cercare di capire.

voglio usare un arduino due (operating voltate 3.3V) per controllare almeno 15 circuiti esterni di cui ho accesso solo ad un pulsante. il circuito opera a 6V. l'arcuino e i circuiti hanno delle alimentazioni separate e non ho accesso al gnd del circuito che voglio controllare (è una scatola chiusa con dentro l'alimentatore).
so che potrei usare dei relay ma da quello che ho capito sono un overkill, quindi, da quello che ho capito, posso usare un mosfet.

non posso pilotare un mosfet con 3.3v (o se si, che modello posso usare?), quindi devo usare un transistor. inoltre vorrei, per sicurezza, mettere un po' di isolamento, usando al posto di un normale transistor delle optocoppie 4n25 (fra l'altro le ho anche già in casa per un progetto precedente).

vorrei cercare di replicare questo circuito che ho trovato in rete (non ricordo dove):

usando un arduino due (3.3V) e delle optocoppie 4n25, che resistenze devo usare? come le calcolo? ho provato a guardare il datasheet del 4n25 ma non ho capito che valori prendere.
che modello di mosfet posso usare? da questo sito leggo come modello di mosfet un RFP30N06LE. si trova in italia? se ne prendessi uno equivalente, che valori devo usare per calcolare i valori delle resistenze?

se ne devo controllare almeno 15 (se non di più) ho dei problemi con arduino due che in tutto eroga 130 mA da tutti i vari pin? ci sono soluzioni?

anche solo qualche link di tutorial (sebbene me li stia guardando da tutta la sera e non abbia ancora capito come fare) sono ben accetti!

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ps: per i moderatori, mi sono accorto di aver sbagliato sezione, non software ma è un messaggio per Hardware.. ma dal comando edit non riesco a cambiarlo

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missà che un mosfet non può essermi utile perché devo collegare il gnd dell'arduino con il gnd del circuito ma, avendo a disposizione solo un pulsante non ce l'ho quindi.. niente mosfet devo usare un relay

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Per pilotare un MOSFET o transitore Ti serve una massa comune. Quando non puoi collegare la masse di 2 circuiti pevi usare un relé o un optocoppler. Il carico va al posto della bobbina nel sottostante circuito.

Attenzione il LEd del Optokoppler consuma facilmente piú corrente di quella che un pin del Arduino DUE regge.

Ciao Uwe

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ciao Uwe grazie mille, sei stato molto chiaro nella spiegazione. O il relay, oppure l'optocoppia.

nello schema però che hai postato ci sono entrambe.. devo usare l'una o l'altra o tutte e due messe insieme?

come posso fare per il led? ne vorrei pilotare 15 ma.. come fare se già con una ho problemi?

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mantissa00:
ciao Uwe grazie mille, sei stato molto chiaro nella spiegazione. O il relay, oppure l'optocoppia.

nello schema però che hai postato ci sono entrambe.. devo usare l'una o l'altra o tutte e due messe insieme?

come posso fare per il led? ne vorrei pilotare 15 ma.. come fare se già con una ho problemi?

Lo schema é uno trovato in internet. al posto del solenoide potresti mettere il Tuo carico.
Se ci dici cosa vuoi pilotare possiamo darti una risposta piú mirata.
Ciao Uwe

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Prima di metterci una camionata di relè proverei con il solo fotoaccoppiatore.
di seguito vedi uno schema di come pilotare un fotoaccoppiatore o un relè con la DUE.

Proverei a collegarmi ai pulsanti con solo l'Opto, come nel disegnino che ti ho messo, quello con il pulsante.
Se non funziona alla prima, inverti i cavi che vanno al pulsante.

pilotaggio_3V3.jpg
pilotaggio_3V3.jpg963×318 28 KB

opt_puls_ridotto.jpg
opt_puls_ridotto.jpg793×876 70.3 KB

opt_puls_due_ridotto.jpg

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ciao brunetto, grazie mille.
ok, provo prima con le optocoppie. in casa ho delle 4n25, che sono un po' diverse dalle 4n35 che hai postato tu.. non ho capito appieno la differenza, ma sembrano abbastanza simili.

hai messo un transistor.. che modello è? come mai? da quello che ho capito c'è bisogno del transistor per "potenziare" i 3.3V che escono dal pin della Due e far accendere il led dell'optocoppia nel modo giusto. giusto? ho capito male?
se non metto il transistor.. il contatto creato dall'optocoppia non è del tutto chiuso giusto?

poi, secondo quesito: con la 4n25 devo cambiare delle resistenze immagino.. come le calcolo?

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Non guardare solo il fritzing, guarda lo schema

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Ok…
ho fatto il circuito come da primo schema.

premetto che sono super novizio in elettronica e non so neanche bene utilizzare il multimetro digitale, quindi chiedo scusa in anticipo se dico delle cavolate.

  • misuro i volt fra il piedino dell'arduino e il gnd dell'arduino:3.3V, OK

  • misuro i volt fra i due piedini dell'optocoppia, lato arduino (con le 4n25 sono i piedini 1 e 2 riferendomi al datasheet1 ): 1.2V, penso sia OK

  • misuro gli ohm fra i piedini 5 e 4 dell'optocoppia: 59.3 ohm.. quando in realtà me ne aspettavo 0.. diciamo che 59 ohm sono come dire zero, considero OK.

per misurare i volt ho messo l'indicatore del multimetro su 20V e ho toccato i piedini, ok.
per misurare gli ohm ho messo l'indicatore su 20 ohm e ho toccato i piedini, ok.

mi sembra sia tutto corretto, giusto?

ora provo a cercare di capire il perché da qualche formula...

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L'opto contiene un fototransistor sull'uscita, quando alimenti il led il fototransistor va in conduzione, come se dessi una corrente sulla base di un transistor normale, e chiude C ed E insieme, ma non e' un'interruttore meccanico, quindi non avrai mai zero ohm ... o per essere piu precisi, avrai sempre una caduta di tensione di circa 0.6V fra C ed E, la corrente circolante e la resistenza misurate dipendono dalla tensione che il multimetro applica ai terminali quando esegui la misura ...

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ciao etemenaki (grande! bellissima la citazione di lovecraft ^__^)

ok.. non ho seguito tutto quello che hai detto ma ho capito che comunque dipende dalla tensione che applica il multimetro.

in ogni caso, posso ritenere che il circuito sia giusto? che altre misure di accertamento posso fare? per esempio calcolare gli amperaggi? (ho ancora tutto su breadboard e purtroppo non ho dietro la pulsantiera che devo controllare)

scusa ancora l'estrema ignoranza in elettronica..
come sono state calcolate le resistenze per il transistor?
e soprattutto, capisco la resistenza in entrata al led dell'optocoppia, posso immaginare la necessità della resistenza in entrata alla base del transistor (anche se non capisco esattamente il perchè) ma la resistenza di 100K fra il pin e il gnd.. proprio non la capisco..

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Puoi calcolarle in base alle correnti che ti servono (il vecchio V=R*I), ma per il 99% delle applicazioni puoi anche andare "ad occhio" ...

Ad esempio, per la resistenza in serie al led dell'opto (che ci vuole sempre, dato che e' un led, ed i led funzionano in corrente, non in tensione), la calcoli in base alla tensione che devi applicare all'opto, meno la sua caduta (circa 1,5V, come un qualsiasi led rosso o IR), per ottenere fra i 10 ed i 15mA, ma senza superare i 20 (potrebbero essere valori diversi per opto particolarmente sensibili, ma in genere 15mA sono piu che sufficenti) ... esempio, se lo piloti a 5V, 3,5/0.015=233, puoi usare 220 o 270 ohm, vanno bene entrambe ...

La resistenza in serie alla base di un transistor la si calcola tenendo conto del suo guagagno (hfe, sui datasheet), in modo che in base tu ottenga la corrente necessaria per mandarlo in saturazione, quando lo usi come interruttore come ora ... se ad esempio hai un BC337, che in media ha 400 di guadagno (ma anche 250, dipende dal modello), e sai che ti puo pilotare al massimo 500mA di carico, pilotandolo con i 5V, meno la caduta sul fototransistor e quella del transistor stesso hai circa 3.8V, se ha 400 di guadagno per avere 500mA massimi ti servono almeno 500/400=1,25mA in base, dagliene 3 o 4 volte il minimo (no, non si rompe), e sarai sempre sicuro che quando lo piloterai andra' correttamente in saturazione qualsaisi corrente richieda il carico ... esempio, 5mA, quindi 3.8/0.005=760, puoi tranquillamente usare 820 ohm, che e' comunque sufficente ... la resistenza da 100K o simile fra base e massa serve per garantire che il transistor non vada in conduzione se l'ingresso e' aperto o se per qualsiasi motivo si apre ... molti non la usano, ma sarebbe sempre meglio usarla, poi non e' necessario che sia proprio da 100K, sono semplicemente i valori piu comuni, puoi usarne una qualsiasi basta che sia di valore abbastanza alto, diciamo da 47K a 100K qualsiasi valore va bene ...

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uao, che super mini lezione di elettronica, grazie!

quindi cosa potrebbe "bruciarsi" in questo circuito? soltanto il led della fotoresistenza?

e come si calcola quanti ampere assorbe questo circuito? in modo da capire se posso alimentarne 15 (o volendo anche fino a 50) con un unico arduino due?

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Ehm, no ... la Due credo (non ce l'ho) possa dare pochissima corrente in uscita, quindi dovresti per lo meno pilotare gli opto con un darlington ... cioe' usare un pin per pliotare un darlington, che a sua volta alimenta i led degli opto ...

L'assorbimento e' quello del led, e dipende dalla resistenza che ci metti tu (dal lato pilotaggio l'opto e' un banale led ad infrarossi, quindi il suo assorbimento lo calcoli come quello di un qualsiasi led) ... ma se ne colleghi 50, anche tenendoli a 10mA, ti ciucciano 500mA, e nessuna MCU ce la farebbe, non solo la Due ...

Quanto a quello che si puo bruciare, dipende da come lo colleghi ... di sicuro il led se non ci metti una resistenza in serie ... l'uscita, solo se la colleghi in modo sbagliato ...

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ouch : ( pensavo che quel transistor fosse già per pilotare il led.. potrei chiederti un semplice esempio di darlington?

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Etemenanki:
L'opto contiene un fototransistor sull'uscita, quando alimenti il led il fototransistor va in conduzione, come se dessi una corrente sulla base di un transistor normale, e chiude C ed E insieme, ma non e' un'interruttore meccanico, quindi non avrai mai zero ohm ... o per essere piu precisi, avrai sempre una caduta di tensione di circa 0.6V fra C ed E, la corrente circolante e la resistenza misurate dipendono dalla tensione che il multimetro applica ai terminali quando esegui la misura ...

La tensione collettore emettitore in Saturazione non é costante 0,6V dipende dal modello di transistore e dalla corrente ce circola..
Ciao Uwe

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uwe: si, per quello ho detto "circa" :wink:

: mantissa: parlavo di darlington perche', dato che la due puo dare pochissima corrente in uscita dai pin, non ci potresti mandare in saturazione con sicurezza un normale transistor, quindi nello schema che hai postato e' meglio usare un darlington invece di un transistor semplice ... il darlington e' semplicemente due transistor "in cascata" nello stesso contenitore di uno solo, per cui l'amplificazione del primo viene moltiplicata dal secondo, quindi riescono a pilotare carichi che richiedono alte correnti anche con MCU che danno pochi mA di uscita ... ad esempio, il BC875 ha un'hfe minima di 1000, il che significa che con 1mA riesce gia a pilotarti fino ad 1A (che e' poi il suo massimo), ed e' uno di quelli con guadagno basso ... L'MPSA14 ha un'hfe minima di 10000 (quasi quasi conduce anche solo se lo guardi male :P), quindi ottimo per usarlo come uscita per i pin delle MCU o per impieghi simili, anche usando una resistenza in serie alla base da 10K o simili ...

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ok, ma per pilotare un Led, un normale Bjt come il BC547 basta e avanza,
Stiamo parlando di comandare 15 mA

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Brunello: no, lui poi chiedeva se era possibile collegare piu opto allo stesso pin, 15 o magari 50, come esempio ... io mi riferivo a quello ... certo che per un solo opto per ogni pin, un transistor e' piu che sufficente ...