Ciao a tutti,
con la mia scheda Arduino UNO vorrei comandare due motori con le seguenti caratteristiche:
Voltage = 12 Volts DC
Free Current = 2.7 AMPs
Free Speed = 5310 RPM
Maximum Power = 337 Watts
Considerando il costo elevato dei Motor Driver per motori così potenti, e dato che non devo gestire la direzione della rotazione ma mi interessa solo regolarne la velocità tramite PWM, stavo pensando di utilizzare dei semplici mosfet.
Documentandomi un po', ho visto che vengono proposti generalmente 2 layout circuitali in questo caso, uno che prevede una resistenza di pull-down (vedi screenshot allegato), ed un altro senza resistenza di pull-down, ma con una resistenza tra output di Arduino e gate del mosfet.
Il primo layout mi pare sensato, il secondo sinceramente non lo capisco molto.
Comunque, il problema più grande che vedo con questo motore è la corrente di stallo (dichiarata a 133A), e quindi il relativo dimensionamento di mosfet e diodo non è così semplice.
Vi chiedo quindi:
Il circuito dello schema allegato può fare al caso mio?
E' il caso di prevedere qualche protezione sulla linea a 12V in caso di stallo del motore? Se sì, di che tipo?
Riuscireste ad indicarmi mosfet e diodo correttamente dimensionati per questa applicazione?
Il circuito dello schema allegato può fare al caso mio?
Mai provato, però teoricamente dovrebbe funzionare specie con la frequenza PWM standard di arduino. Aumentando la frequenza del PWM servono dei driver mosfet.
E' il caso di prevedere qualche protezione sulla linea a 12V in caso di stallo del motore? Se sì, di che tipo?
Fusibili automobilistici. Se la sorgente di alimentazione è una batteria è d'obbligo il fusibile di linea a pochi centimetri dalla batteria. Se la sorgente è un alimentatore questo sarà switching è normalmente sono protetti e quindi il circuito rileva la corrente che scorre e se è superiore al valore prefissato entrano nello stato protected, che ha diversi comportamenti.
Riuscireste ad indicarmi mosfet e diodo correttamente dimensionati per questa applicazione?
Io no, ma la serie di mosfet IRL fornisce una ampia scelta, es.IRLZ44. Partendo da questo puoi cercare altri mosfet simili ma con RDSon ancora minore così da dissipare meno calore. 44 Amper dovrebbero bastare
Ciao,
grazie per le info... una cosa però non ho ancora capito:
Tu hai stimato che un 44A dovrebbe bastare, però il motore ha una corrente di stallo di 133A.
Nel caso in cui il motore venga accidentalmente bloccato, andando in stallo, il fusibile di protezione eviterà che il motore mi bruci l'intero circuito... ma in fase di avvio?
Partendo da fermo, il motore non assorbirà 133A per qualche secondo?
Tu hai stimato che un 44A dovrebbe bastare, però il motore ha una corrente di stallo di 133A.
Attenzione non ho il motore, non ho studiato il datasheet del mosfet, tradotto come ho anticipato non posso consigliarti il mosfet adatto. Ora ho dato uno sguardo veloce al datasheet è vedo una corrente IDM di circa 200A.
La corrente ID è di circa 44A ma tutto dipende dalla temperatura di funzionamento.
Si suppone che avvierai il motore con PWM al 10-20% che equivale ad alimentare il motore con 12V*0.2 = circa 2.4V via via incrementerai il PWM. Se la corrente con asse non bloccato e con la coppia meccanica prevista il motore assorbe al massimo 10A, penso che un fusibile da 15A dovrebbe essere sufficiente. Diversamente se la corrente nelle condizioni previste è intorno ai 40A allora il mosfet in questione potrebbe non essere adatto.
Normalmente per risparmiare si usa un resistore in serie al motore, un amplificatore operazionale per amplificare la tensione che cade nel resistore e poi un comparatore che blocca o meno il PWM. Questa è una protezione attiva presente in molti ponti H a partire da 298.
Partendo da fermo, il motore non assorbirà 133A per qualche secondo?
Se l'asse è bloccato e fornisci la tensione nominale al motore questo assorbirà la corrente di stallo che riporti essere di 133A.
Se l'asse non è bloccato la corrente sarà minore e dipendente dalla coppia meccanica.
Puoi cercare qualche mosfet più potente o usarne due in parallelo in ogni caso scegli sempre un gate logic level i quali si accontentato di 5Volt VGS per andare in piena conduzione.
Ma io intanto farei dei test per stabilire qual'è la corrente media nelle condizioni di lavoro.
Ciao.
