Che Mosfet comprare e come connetterlo - comandare elettrovalvola 2A

Buongiorno, apro questo topic in quanto ho la necessità di comandare una elettrovalvola 12V 2A sia manualmente che tramite arduino. L'idea è quella di permettere un utilizzo della valvola anche in assenza di arduino tramite un pulsante.

Quello che avevo pensato era di usare un selettore a due posizioni per selezionare se arduino è presente o no. Una volta acceso arduino voglio escludere i pulsanti e comandare io la bobina.

Avevo pensato di usare il primo selettore per alimentare arduino (tramite trasformatore) e porre quindi in comune ai due sistemi il 0V. Purtroppo non riesco a capire come collegare un mosfet che faccia il caso mio.

Grazie

Guarda lo schema allegato, in basso a sinistra … e mi raccomando, quello consigliato è siglato IRL, quindi gli IRF non vanno bene :wink:

Guglielmo

scheda_3.pdf (408 KB)

Ah ... noto che non lo hai ancora fatto ...
... cortesemente ti chiederei di presentarti QUI (spiegando bene quali conoscenze hai di elettronica e di programmazione) e di leggere con attenzione il REGOLAMENTO ... Grazie.

Guglielmo

presentazione eseguita, regolamento sfogliato (senza offesa, mi sembra piuttosto lungo e scontato da leggere. Se ho sbagliato qualcosa nel post precedente ti prego di segnalarmelo direttamente)

Ho guardato quanto mi hai riportato e l'ho trovato molto simile a quanto mi ha suggerito google. Purtroppo, come potrai notare dallo schema che ho riportato, se collego il carico tra il +12V e il mosfet non riesco ad inserire il comando manuale direttamente dal ramo che sceglie se alimentare arduino o la logica elettrica. Per tale motivo avevo chiesto come

porre quindi in comune ai due sistemi il 0V

nel sistema che pensavo di realizzare arduino è rimovibile ed è quindi necessario un pull-down o un pull-up che mi assicuri che i mosfet non fanno passare la corrente quando la scheda è staccata. Ho pensato quinndi ad una soluzione di questo tipo (chiedo scusa in anticipo se ho fallito coi mosfet in quanto non li riconosco ancora molto bene).
Il primo mosfet serve solamente ad invertire e riscalare sui 12V il segnale logico di arduino e mi aspetto sia un mosfet piccolo, il secondo è quello di potenza.

Riassumendo e chiarificando i miei dubbi:

  • E' corretto collegare il GND di arduino ai 0V della mia batteria 12V o si rischia di portare dentro interferenze? (leggerò anche valori analogici di tensione nel progetto)
  • Se Q2 è piccolo serve lo stesso la resistenza dal digital out?
  • Le resistenze sono dimensionate correttamente?
  • Nel documento che hai riportato parlano di modelli precisi di mosfet. Preferirei invece sapere cosa devo cotrollare nei datasheet per capire se ciò che cerco è compatibile. In particolare, ad ora, mi limiterei a controllare che corrente DS di Q1 sia > 2.5A e che V di attivazione di G2 sia inferiore a 5V
  • Se collego solo il pulsante (e non il transistor) è necessario il flyback diode?

Le masse vanno per forza in comune, altrimenti non hai un riferimento di tensione comune fra i due circuiti, e non funzionerebbe

Le resistenze potrebbero andare, mancano quelle in serie (specie sul pin di Arduino)

Nei datasheet devi controllare che siano “logic-level”, o per essere piu generici, che possano funzionare correttamente se pilotati con tensione di gate di 5V o meno, perche’ i comuni mosfet necessitano di tensioni piu alte per andare in completa conduzione (10 ed anche piu volt, secondo il modello), quindi lavorerebbero in zona lineare invece che in commutazione, scaldando molto e con meno efficenza … indicativamente, se sul dato VGSt (o “gate threshold”, o comunque un’indicazione simile) ci leggi valori di 2V o meno, puo’ essere che sia un logic-level (ma non e’ detto) … purtroppo non esiste uno standard nel modo di presentare i valori sui datasheet, quindi se non e’ specificamente indicato il valore di piena conduzione, bisogna cercare di ricavarlo almeno indicativamente da altri dati … ad esempio:

alcuni datasheet danno il grafico della conduzione oppure della zona di lavoro riferita alla VGS, se viene indicata la piena conduzione sotto i 4V, quasi sicuramente e’ un logic-level o puo funzionare come tale …

altri riportano invece il grafico della RdsON riferito alla VGS, stesso principio, se la zona “quasi piatta” del grafico inizia prima dei 4V, puo andare come logic-level, se inizia dopo i 4.5 / 5 V, no …

altri riportano il grafico del “gate-charge”, (e’ un grafico a “scalino” ascendente), anche qui, se lo scalino (la zona dove quasi si appiattisce prima di ricominciare a salire) e’ sotto i 4V, e’ quasi sicuramente logic-level, se e’ sopra i 5V, no …

Purtroppo come ho detto, non ci sono standard nel formato di presentazione dei dati sui datasheet, ogni produttore fa quello che vuole … queste cose aiutano comunque, anche se non danno la certezza al 100% (quella ce l’hai solo se il produttore si e’ degnato di scrivere “logic level” nella descrizione), ma almeno il 90% di possibilita’ c’e’ …

Ti ho fatto uno schema di come potresti fare.

S1 ed S2 sono a bassa tensione e bassa corrente poiché il carico è gestito dal MOSFET che può essere anche un IRL540.

Il diodo D1 1N4007 dovrebbe essere sufficiente, ma, se vuoi qualcosa di più robusto, puoi usare un 1N5408 1000V 3A.

Grazie :slight_smile:

In particolare avevo visto questi ( 2N7000 , datasheet ) per l'utilizzo in Q2 mentre su Q1 ho 12V per l'attivazione...

Per quello di cui ho postato il datasheet vedo che su V_gs_th mettono un min, Typ, max. Che significa? Dalla figura 5 vedo che la tensione di 5V basta per attivarlo.

Per quanto riguarda Q1 comprerei questi (datasheet), anche questi mi sembrano abbastanza facili da attivare...

Come resistenza di uscita su arduino metterei sui 300ohm.

Forse non hai osservato il mio schema.

Non c'è bisogno di due MOSFET, ma uno solo.

Inoltre non puoi usare un MOSFET per piccole correnti come il 2N7000 poiché rischi di bruciarlo subito.

Conviene un MOSFET di potenza in contenitore TO220 e di tipo Logic Level capace di essere pilotato dai 5V di Arduino.

Anche il IRF9540 può essere usato, ma la corrente massima sarà di 4A.

Il resistore non deve essere troppo grande per garantire una buona commutazione, né troppo piccolo per non sovraccaricare l'uscita di Arduino: 220 ohm è un buon compromesso.

Cyberhs: dallo schema che ha postato lui, presumo che quando seleziona manuale, voglia anche spegnere Arduino (altrimenti cablato cosi non avrebbe senso), e per quello usa un canale P con il comune della bobina a massa ...

brazoayeye : devi per forza spegnere Arduino in manuale, per problemi di consumi, o no ? ... se no, puoi usare lo schema di Cyberhs, con un mosfet canale P ...

Voglio evitare di lasciare collegato un connettore esterno (con l'interfacciamento con arduino, che sarà rimovibile).

Non avevo letto il tuo messaggio in quanto l'hai pubblicato quando stavo rispondendo anch'io.

Se vi sono arrivate notifiche fasulle è perchè ho fatto e cancellato un post, avevo postato uno schema sbagliato.

Ispirato dallo schema di cyberhs ho fatto questo, può funzionare? C'è il rischio di danneggiare arduino (può essere collegato ma col sistema in manuale)?

Cosi non dovrebbe crearti problemi, D3 impedisce al +V di rientrare nel pin se sei in manuale ...

Immagino che quel "T1" in realta' sia un convertitore DC-DC, dato che un trasformatore non puo funzionare in continua ... :wink:

Hai ragione per T1, comunque è perchè non ho trovato il simbolo su schemeit :smiley:

Infine ho pensato che preferisco uno schema di questo tipo (ho imbrogliato usando un DPDT) per essere sicuro di poter rimuovere tutto ciò che riguarda arduino

Su un contatto di questo tipo ci posso caricare 1 o due bobine o lo cuocio?

Dipende dalle bobine ... se parli di rele', su un contatto per pulsanti da pannello della Schneider da 10A, ne puoi collegare anche una decina :wink:

Parlo di elettrovalvole oleodinamiche, mi è stato comunicato che sono da 2A, misurando la resistenza trovo circa 5.4Ω quindi sarebbe anche qualcosa in più...

Se collego il flayback diode dentro la scatola di arduino (rimovibile) rischio di rovinare il pulsante quando uno aziona manualmente la bobina (quindi senza diodo)?

Un'altra domanda: riesco a far passare su un singolo cavo di una flat abbastanza corrente per alimentare arduino (e un display da 2 righe di caratteri) o è meglio se uso molti cavi in parallelo?

Un'ultima domanda: se uso un dc-dc come questo posso fidarmi ad iniettare direttamente i 5V su arduino e è meglio fare un 6V e mandarlo sul jack? In tal caso quanta corrente in più passerà per il cavo? Inoltre, visto che probabilmente dove dovrà essere applicato vi sarà dell'umidità (la scatola dovrebbe essere comunque stagna, ma un po' di umidità è probabile entri), secondo voi può durare il componente da me linkato o è meglio un waterproof? (vi fidereste ad iniettare la corrente da questo converter sui 5V?)

Un paio di elettrovalvole non dovrebbero in teoria creargli troppi problemi, e' comunque meglio se metti degli RC (snubber, puoi usare 100nF con in serie 47 ohm) in parallelo al carico, insieme ai diodi (che andrebbero saldati il piu vicino possibile alle bobine, non nella scatola dei comandi)

Poi dipende anche dalla frequenza di attivazione, un conto e' qualcosa che si attacca una volta ogni tanto, un'altro e' qualcosa che si attacca ogni pochi secondi ...

Per comodità pensavo di mettere i diodi nella morsettiera appena dentro la scatola e non saldati nella stripboard. La frequenza di attivazione sarà di una volta al minuto per una ventina di ore l'anno.

Per quanto riguarda i mosfet mi serve quindi solo un n-channel di potenza; pensavo a questo (datasheet) mentre per il diodo pensavo a questo (datasheet), vanno bene?

Un'altra domanda: riesco a far passare su un singolo cavo di una flat abbastanza corrente per alimentare arduino (e un display da 2 righe di caratteri) o è meglio se uso molti cavi in parallelo?

Un'ultima domanda: se uso un dc-dc come questo posso fidarmi ad iniettare direttamente i 5V su arduino e è meglio fare un 6V e mandarlo sul jack? In tal caso quanta corrente in più passerà per il cavo? Inoltre, visto che probabilmente dove dovrà essere applicato vi sarà dell'umidità (la scatola dovrebbe essere comunque stagna, ma un po' di umidità è probabile entri), secondo voi può durare il componente da me linkato o è meglio un waterproof? (vi fidereste ad iniettare la corrente da questo converter sui 5V?)

il mosfet che hai indicato e' un'IRF --- la F non e' una serie logic-level, dovresti usare un IRL540 ...

Se per cavo flat intendi tipo quelli vecchi per HD da 40 pin, potrebbe anche reggere, ma non ,mi fiderei, piu fili usi e meglio e', sia per il positivo che per la massa ... se intendi quelli tipo i nuovi ide da 80 fili, decisamente troppo sottili ...

il convertitore e' uno step-down, puoi filtrarlo e disaccoppiarlo meglio con un diodo tipo 1N4004 o simile in serie, ed altri due condensatori (470uF e 100nF) , e regolandolo per avere i 5V dopo il diodo ... oppure usarlo con l'uscita a 7 o 8 V da mandare nel jack di alimentazione di arduino ...

Ma perché non va bene se nel datasheet è scritto che ha una v_GS_TS di 4v? Se guardo la corrente di drain a 5v è altissima...

Cosa serve mettere un diodo in serie? Dici che non è stabile l'alimentatore e ha bisogno di ulteriori miglioramenti?

Ho visto che ho cavi awg 28, secondo voi quanto può essere la caduta di potenziale su 1m di cavo considerando il consumo di Arduino?

Da spiegare in dettaglio il perche' non va bene, servirebbe qualche pagina ... provero' a riassumerti l'importanza di consultare i datasheet :wink:

Apri e confronta i datasheet di IRL540 e di IRF540 ... gia dalla prima pagina, riquadro in alto, ti rendi conto che uno (IRL) e' adatto a lavorare con i 5V, perche' la sua RdsON e' indicata per una VGS di 5V (il che significa, in parole povere, che a 5V e' gia pienamente in conduzione), mentre nello stesso riquadro dellaltro (IRF) se guardi bene, vedrai che la RdsON e' indicata per un valore di VGS di 10V (il che significa che per portarlo a piena conduzione, devi dargli almeno 10V sul gate, dandogliene solo 5 finirai per lavorare in zona lineare, con il mosfet che avra' una resistenza alta, causera' una grossa caduta di tensione e scaldera' abbastanza da friggerci sopra un'uovo, almeno finche' non si brucia) ...

Il dato che citi tu e' la SOGLIA di gate (th = threshold = soglia), che e' il valore a cui il mosfet INIZIA a condurre, dato utile per calcolarsi i circuiti quando si usano i mosfet come amplificatori o regolatori, ma che non serve quasi a nulla quando li si usa come interruttori)

Se poi fai passare tutti i datasheet troverai anche altre differenze significative da cui puoi definire se un mosfet puo andare bene o no per l'uso che ti serve, sia nelle tabelle dei valori, sia nei grafici, che nessuno guarda mai :stuck_out_tongue: ... ma quello piu importante e' questo che ti ho evidenziato :wink:

Il diodo in serie disaccoppia, ma se hai un'induttanza da una decina di millihenry che regga almeno 1A, va bene anche quella, anzi meglio

AWG28 (o per dirla in modo piu umano, circa 0.3mm di diametro, il che fa circa 0.08mmq di sezione) va bene per segnali o per alimentazione di piccole cose, ma se ci devi alimentare qualcosa di piu robusto e' troppo sottile ... poi per principio piu e' grosso il filo di alimentazione e meglio e', quindi se hai la possibilita' di usare due o piu fili del flat (oppure un filo con diametro maggiore) sia per la massa sia per il VCC, meglio, se proprio non c'e' la possibilita', e l'alimentazione richiede un centinaio di mA al massimo, pazienza ... abbonda con i condensatori ...

Capito!

Vado con questi (IRL3103PbF)

E fortuna che ho comprato arduino mega invece del due :smiley: Se uno ha le schede a 3.3V cosa deve cercare?