Consiglio per ponte ad H: relay o mosfet?

Sto realizzando un piccolo progetto di automazione dove con una ESP32 vado a controllare un motore DC 12v da una decina di W. Tutto funziona benissimo, mi sono pure riuscito a creare e far spedire una PCB da un noto sito cinese per pochi euro, ma ora che sono in fase di “finalizzazione” mi piacerebbe migliorare il mio progetto.

Il motore attualmente è azionato con un ponte H con modulo doppio Relay, fondamentalmente perchè quello avevo a casa. Funziona, potrebbe già andare bene così. Avevo provato un LD293 ma la caduta di tensione è troppa, perdo 2V sul motore. Ho cercato di approfondire il ponte H con mosfet e qui arrivano i dubbi, soprattutto perchè ci sono dozzine di progetti online e decine di componenti diversi nominati ovunque e vorrei evitare di spendere soldi e soprattutto tempo in qualcosa che poi non funziona correttamente.

Finora l’unica cosa che mi è ben chiara è che non posso pilotare direttamente il mosfet dalla ESP tramite GPIO perchè il carico me la fulminerebbe, e apparentemente non ci sono molti mosfet che aprono tutto il gate a 3.3v. Mi serve quindi un “interruttore” che piloti poi il mosfet, magari in 5V che ho comunque pratici da reperire sulla scheda. Fatta la premessa inizio con le domande:

INTERRUTTORE: cosa va meglio? un driver come il TC4420 o un fotoaccoppiatore come il PC817? che vantaggi mi darebbe usare uno rispetto all’altro? Se volessi implementare il PWM che ora non ho con il relay, fa differenza usare uno rispetto all’altro? Mi sembra di aver letto che il fotoaccoppiatore fa fatica o non ci riesce del tutto, corretto?

MOSFET: dai vari tutorial visti in giro, gli unici che ho visto venir pilotato effettivamente da un MC come la ESP sono IRFZ44N e IRF4905. Da quel poco che capisco di elettronica (ho studiato lingue…. :sweat_smile: ) mi sembra siano adatti a un gate a 5V e source a 12V. C’è qualcosa di meglio per tenere il progetto comunque relativamente economico e senza dover installare anche dissipatori e ventole?

COROLLARIO: ho visto progetti di ponti ad H con resistenze, con diodi, con condensatori e con varie combinazioni di questi elementi. Cosa è realmente TASSATIVO in un progetto che non ha grandi pretese ma vuole solo pilotare un motorino che si deve accendere per un tempo tra i 10 ed i 60 secondi per 4/5 volte al giorno?

ma soprattutto: oltre alla possibilità di implementare il PWM, che una volta fatto magati mi permetterebbe di estendere gli usi della scheda, o di migliorarne le funzionalità, non avendo la necessità di switching rapido, quali altri vantaggi avrei dall’uso del mosfet rispetto al relay?

Grazie per qualsiasi consiglio :slightly_smiling_face:

Mosfet driver come TB6612FNG costa poco e disponibile tutte le parte, incluso "noto sito cinese". Facile da usare e ci sono tutorial quanti vuoi.

Se vuoi un semplice mosfet che e' compatibile con 3.3V MCU, prendi un modulo con fotoaccoppiatore tipo questo:

Consiglio mio, se vuoi PWM, vai con driver. Altrimenti puoi anche stare con relay. Ma come avevi gia' letto in caso di relay, flyback diode o snubber dovresti mettere per proteggere da picchi quando apri i contatti.

Grazie infinite, valuterò i moduli pronti nel momento in cui mi sorgesse la necessità di usare il PWM. anche se vedo che il modulino mosfet che mi hai linkato ha un “IN” marcato PWM su un PC817. Diciamo che ora ho la certezza che se volessi cimentarmi in qualcosa di autocostruito so che potenzialmente quel fotoaccoppiatore funziona. Mi resta il dubbio di che MOSFET usare, se quelli che ho identificato possano andare bene, soprattutto nel momento in cui dovessi aver bisogno di una dozzina di quei ponti ad H ed a quel punto la differenza di costo diventerebbe importante

PS: YESS: sui relay ho sia fotoaccoppiatore sul modulo relay, sia diodo flyback. Ho già imprecato abbondantemente in passato per sta cosa

Se obiettivo non e' "autocostruito", consiglio ancora driver proprio. Costano meno di 2e su AE.
Se invece vuoi sperimentare con i mosfet, o trovi proprio logic level mosfet (che non e' sempre facile) o implementi qualcosa simile a quello che ho linkato.

La cosa principale sarebbe il sapere per cosa vuoi usare un ponte ad H.

Se lo scopo e’ anche di regolare la velocita’, oltre che accendere / spegnere / invertire la marcia, allora un ponte H serve, ed ovviamente non lo puoi fare con i rele’ (troppo lenti).

Se invece ti serve solo accendere, spegnere, e decidere in che senso il motore deve girare, bastano due banali rele’ , non serve altro.

Al momento la mia necessità è solo accendi, spegni, cambia giro. Si tratta del motore di un distributore automatico di crocchette per animali. La macchina originale è pilotata da una scheda analogica con programmazione fatta con il classico d-pad e schermino 2x16. La MIA scheda invece è pilotata via web, ha il controllo di livello con un sensore TOF, e ti avvisa via whatsapp se ci sono errori di erogazione o livello basso. Diciamo che non è ancora perfetta ma siamo usciti dal medioevo :rofl:

Ma mi piace pensare alle cose a più ampio spettro, ad esempio sulla PCB che ho fatto ho spazio per una decina tra ingressi analogici, sensori e controlli vari. Sto già lavorando alla nuova versione con ponte ad H direttamente sulla scheda al posto del modulo relay esterno. Col tempo potrei quindi o riusarla per altri scopi, adattarla ad altre macchine, o anche banalmente per imparare qualcosa di nuovo. Per quello chiedevo consiglio e ringrazio chi mi ha risposto

Adesso ti serve un robottino per pulire la lettiera! :grin:

Immagino una coclea. Cosa succede se distributore viene bloccata?

E cosa serve un ponte ad H per una coclea?
Gira in un solo senso

Solitamente per coclee e simili si usano addirittura motori indexati

Negli anni però “io ne ho viste di cose che voi ….”

Comunque il mio consiglio è di usare un motore indicato per coclee, i ricambiati per distributori automatici ne hanno interi cataloghi

Ho parlato