Salve, sto provando a capire il funzionamento del mosfet IRF540N. Ho letto la wiki e mi sono fatto un'idea (non troppo cristallina ad essere sincero) sul funzionamento di questi componenti. Nell'immagine sopra ho riportato 2 schemi elettrici che collegano una pila da 12V, un motore (da 12V e 60mA in corrente continua) e il mosfet con arduino (c'è anche il diodo di ricircolo su cui però non dovrei avere dubbi).
Il primo l'ho copiato da un video che ho visto che spiegava come far funzionare un motore comandato da arduino mediante un mosfet. Ovviamente funziona come dovrebbe: a seconda che il pin 9 sia impostato su high o low il motore va o si ferma (che è quello che voglio ottenere).
Il secondo è quello che avevo provato a fare io prima di guardare il video. Ho notato che funziona poco, cioè il motore si muove dipendentemente da come è impostato il pin 9, ma va molto lento: con un tester ho misurato una tensione ai capi del motore attorno ai 3V mentre mi aspettavo di misurarne poco meno di 12.
Ero convinto che i due circuiti fossero equivalenti. Se il mosfet regola il passaggio di corrente (lo visualizzo mentalmente come una valvola idraulica) non dovrebbe cambiare nulla se metto la valvola a valle del motore o a monte. Tuttavia l'esperienza mi da torto
Mi riuscireste a spiegare il perchè?
Spero che la foto sia leggibile e di non aver detto cavolate. Grazie in anticipo per le risposte!
Cferliga:
Ero convinto che i due circuiti fossero equivalenti. Se il mosfet regola il passaggio di corrente (lo visualizzo mentalmente come una valvola idraulica) non dovrebbe cambiare nulla se metto la valvola a valle del motore o a monte. Tuttavia l'esperienza mi da torto
Presto spiegato l'arcano: il mos si accende grazie alla differenza di tensione tensione esistente tra gate e source. Se colleghi un carico al source il mos non può condurre pienamente perché la tensione che si forma ai capi del carico va a ridurre la differenza esistente rispetto al gate. In sostanza sul carico collegato al source ci sarà sempre una tensione inferiore a quella del gate. Invece se il carico è collegato sul drain allora il mos si comporta effettivamente come un interruttore.
Per comandare dei carichi collegati a massa bisogna usare dei mos di tipo P (che avranno il source collegato a Vcc).
Grazie per la risposta, ora finalmente ho capito come funzionano i mosfet di tipo N. Ho visto che tra l'altro facevo lo stesso errore con altri transistor di tipo N come il BC547.
Ecco, l'unica cosa che non ho capito benissimo sono le ultime 3 righe che hai scritto e lo schema col mosfet P. Ho intuito qualcosa però: quando l'uscita di arduino è sul LOW il transistor BC337 è spento quindi non può circolare corrente tra i 12V e il gate del mosfet. Dunque la tensione del gate è pari a quella del source quindi il mosfet è spento.
Quando il pin di arduino è HIGH circola una corrente i tra i 12V e il transistor. Quindi il gate si porta ad una tensione rispetto al source di esattamente (-10.000 ohm*i). Se considero la resistenza del transistor nulla in questo caso viene fuori che il gate si porta alla tensione della messa a terra quindi il mosfet è acceso e il carico viene alimentato.
È giusto quello che ho detto? Ci ho messo un po' a capire questo circuito perchè non sono abituato a ragionare coi transistor e potrei aver detto qualche cavolata.
Ciao!
Cferliga:
È giusto quello che ho detto? Ci ho messo un po' a capire questo circuito perchè non sono abituato a ragionare coi transistor e potrei aver detto qualche cavolata.
Tutto giusto Era semplificabile con: il transistor acceso si comporta come un interruttore che chiude il gate a massa (o meglio al GND, cioè gli 0V del circuito che per semplicità vengono anche chiamati massa ma non è del tutto corretto perché la massa sarebbe il telaio metallico, a terra invece sarebbe stato se il GND fosse collegato alla terra di protezione dell'impianto).
1 - metti un resistore fra la porta I/O ed il Gate, anche 120 ohm va bene.
2 - invece di un IRF540N dovresti adoperare un IRL540N. Il motivo lo capirai perfettamente osservando sui datasheet le caratteristiche inerenti alle tensioni sul Gate, lo lascio scoprire a te, visto che ti piace scoprire e capire le cose!
Per il discorso sul gnd hai ragione, tendo a considerare massa tutto ciò che è collegato al polo meno della pila anche se non è corretto. Meglio chiamarlo semplicemente gnd.
Invece per la resistenza sul pin di arduino immagino sia per limitare le sovracorrenti dovute al processo di scarica del gate (che agisce come un condensatore circa anche se non è proprio un condensatore). In tal modo si cerca di proteggere la scheda di arduino giusto?
Per il mosfet ho guardato l'IRL540N, è piuttosto simile con la differenza che uno attiva il passaggio di corrente applicandogli 1-2 V di tensione tra il gate e surce mentre l'altro si attiva con 2-4 V. Ma arduino da 5V come tensione di uscita HIGH per cui dovrebbero andare bene entrambi.
Cferliga:
... Per il mosfet ho guardato l'IRL540N, è piuttosto simile con la differenza che uno attiva il passaggio di corrente applicandogli 1-2 V di tensione tra il gate e surce mentre l'altro si attiva con 2-4 V. Ma arduino da 5V come tensione di uscita HIGH per cui dovrebbero andare bene entrambi.
Purtroppo NO ...
... e per capire il perché, ti consiglio un attenta lettura del documento che ti allego
Cferliga:
...In tal modo si cerca di proteggere la scheda di arduino giusto?
E per evitare risonanze LC tra il condensatore di gate e tutto quello che vi è collegato.
...Ma arduino da 5V come tensione di uscita HIGH per cui dovrebbero andare bene entrambi.
Ni, l'attivazione non è netta, sul grafico caratteristiche di uscita ogni curva Vgs evidenzia la corrente massima che può circolare applicando una certa Vds. In un mos logic level questa corrente a parità di Vgs è molto più elevata.
Per pochissimi A quello che cambia tra i due MOS alla fine è la caduta di tensione Vds, che si traduce nel fatto che il MOS "normale" deve dissipare in calore almeno il doppio del logic level (ma non è che non conduce).
Comunque è sempre possibile comandare un MOS-N con tutta la tensione che serve. L'unica cosa con lo schema seguente è il comando è invertito: il MOS si accende quando il terminale di ingresso viene portato a massa:
Era semplificabile con: il transistor acceso si comporta come un interruttore che chiude il gate a massa (o meglio al GND, cioè gli 0V del circuito che per semplicità vengono anche chiamati massa ma non è del tutto corretto perché la massa sarebbe il telaio metallico, a terra invece sarebbe stato se il GND fosse collegato alla terra di protezione dell'impianto).