Vai al contenuto

luca3791

Comandare mosfet con Arduino.

Recommended Posts

luca3791

Buonasera a tutti, sono nuovo del forum e scrivo da Roma, e cosa ben più grave poco pratico di elettronica.

Da circa un mese sto progettando un cambio elettroattuato per il kart.

Sono riuscito a programmare la scheda arduino per lo scopo prefissato riuscendo a testare lo sketch con tinkercad.

Ora mi sono arenato sull'interfaccia elettronica per comandare attraverso le uscite di arduino un elettroattuatore alimentato a 12v con 400w di potenza. 

Ho provato a realizzare un circuito per comandarlo attraverso dei mosfet, prendendo spunto da  vecchie discussioni su vari forum, ma purtroppo non sono stato in grado di far funzionare il circuito.

    Cercando informazioni sul web, mi sono imbattuto in questo prodotto https://www.plexishop.it/it/robotica-ed-automazione/moduli-rele-e-mosfet/schede-mosfet.html un modulo di controllo mosfet optoisolato a canale n (scusate se scrivo inesattezze ma come ripeto sono  veramente una frana), tale modulo però come altri non sopporta l'assorbimento richiesto dall'elettroattuatore. L'unica idea che mi è venuta è quella di utilizzare questo modulo  per comandare a cascata  un altro mosfet a canale p a cui collegare l' attuatore.

In questo modo avrei potuto inoltre tenere separate le alimentazioni della scheda logica e dell'attuatore ed isolare l'uscita da eventuali interferenze elettriche.

Chiedo a voi se sia possibile poter comandare un mosfet in questa maniera.

Grazie, Luca.   

Condividi questa discussione


Link discussione
Condividi su altri siti
Livio Orsini

Ho dato solo un'occhiata suerficiale alle specifiche di questa scheda sembrebbe adatta al tuo scopo.

 

io però mi preoccuperei molto delle condizioni ambientali in cui andrà ad operare il dispositivo. In particolare dei disturbi generati dal cart: arduino ha molte virtù ma ha una robustezza EMC praticamente nulla.

Condividi questa discussione


Link discussione
Condividi su altri siti
luca3791

buongiorno Livio, volevo capire se la mia intuizione di mettere in cascata due mosfet è fattibile.

Se riesco a far funzionare il sistema correttamente avevo anche pensato di sostituire arduino con una scheda più adatta all ambiente di lavoro. 

Appena posso inserisco uno schema di come penso di collegare il tutto.

grazie

Condividi questa discussione


Link discussione
Condividi su altri siti
Livio Orsini
19 minuti fa, luca3791 scrisse:

buongiorno Livio, volevo capire se la mia intuizione di mettere in cascata due mosfet è fattibile.

 

Non avevo letto bene il messaggio inziale.

In teoria è fattibile, però .... non è facile da realizzarsi speci per chi, per sua stessa ammissione, ha poca dimestichezza con l'elettronica circuitale.

 

Forse è meglio partire dall'origine.

Cosa dovrà pilotare il mosfet? Un solenoide? Un motore lineare? Quali sono le caratteristiche elettriche di questo attuatore?

Se cin fornisci questi dati magari risulta più semplice fornirti le "dritte" giuste.

Condividi questa discussione


Link discussione
Condividi su altri siti
luca3791

Devo comandare un solenoide alimentato a 12v di 400w di Potenza.

Avevo pensato che bastasse collegare alla uscita drain del modulo da acquistare il gate del pmos irf4905.

Ma da quello che scrivi capisco che non è cosi elementare.

L attuatore con le sue specifiche è questo https://www.google.it/url?sa=t&source=web&rct=j&url=http://www.cei-italy.it/index_htm_files/B211-B221%20Attuatore%20kart.pdf&ved=2ahUKEwi48eOF6IreAhWMA8AKHSviAiEQFjAAegQIBRAB&usg=AOvVaw2jidW4ZficF9KPv_qw_pnc

Grazie

 

Condividi questa discussione


Link discussione
Condividi su altri siti
Livio Orsini

Purtroppo quei 400W non si sa se sono a regime o se è la potenza istantanea.

Però presumo che l'elettrovalvola funzioni solo con comandi impulsivi; con un comando lo stelo esce e con un altro lo stelo rientra.

Se è così quei 400 W sono quelli del comando. pertanto il Mosfet deve commutare una corrente di 33.334A.

 

Per prima cosa leggiti questa disccusione , anche se l'argomento sembra differente ti fai un'idea di come si pilota il mosfet.

 

Poi perchè ti vuoi complicare la vita con un canale P? E meglio usare un canale N pilotato direttamente dal suo driver.

 

 

 

 

Condividi questa discussione


Link discussione
Condividi su altri siti
luca3791

Buonasera Livio,

scusa se non mi sono fatto sentire prima, ma la discussione che mi hai proposto era articolata è ostica per la mie conoscenze.

Avevo pensato di utilizzare un canale P, poiché il negativo dell'elettroattuatore è in comune tra i due stadi  stelo avanti, stelo indietro quindi mi sembrava più semplice comandare il positivo. Ho comunque contattato il produttore (fortunatamente Italiano) che mi ha assicurato che avrei potuto mettere anche il positivo in comune ( e quindi se ho ben capito utilizzare un mosfet a canale N).

 

 

il 16/10/2018 at 16:40 , Livio Orsini scrisse:

 

 

Poi perchè ti vuoi complicare la vita con un canale P? E meglio usare un canale N pilotato direttamente dal suo driver.

 

 

 

 

 

Per driver intendi il modulo mosfet optoisolato che avevo postato ad inizio discussione? Utilizzando quei moduli non risolvo qualche problema di interferenza?

 

Comunque posto il circuito che ho copiato/modificato dalla discussione che mi hai consigliato, potresti cortesemente vedere se può andare bene?

 

 

Grazie, Luca 

 

 

Circuito N Mosfet.jpg

Condividi questa discussione


Link discussione
Condividi su altri siti
gabri-z

Farai probabilmente due circuiti identici, uno per senso. 

Devi accertarti che non possano essere mai attivi tutti e due allo stesso momento. 

Condividi questa discussione


Link discussione
Condividi su altri siti
ilguargua

Soprattutto monta un diodo schotty di dimensioni generose in parallelo al solenoide, meglio se uno di quelli a 3 pin che si montano negli alimentatori con i 2 diodi in parallelo. Il solenoide da 400W a 12 Volt ha un assorbimento di oltre 30A e ti devi aspettare la stessa corrente inversa al momento dello stacco.

 

 

Ciao, Ale.

Condividi questa discussione


Link discussione
Condividi su altri siti
Livio Orsini

Se si potesse conoscere il valore di induttanza del solenoide, potrei provare a simulare il funzionamento del circuito.

Il livello di interblocco può essere fatto a livello di controllore (arduino o scheda dedicata).

 

Condividi questa discussione


Link discussione
Condividi su altri siti
luca3791

Buonasera a tutti,

si Gabri-z avevo previsto 2 circuiti uguali per attuare i due canali, e con il software non potranno mai funzionare contemporaneamente.

ilGuargua è la prima volta che sento parlare di questi diodi, intuisco che sia sullo schema quello rappresentato con   >] non ne capisco le differenze tra quelli a tre piedini e quelli simili a diodi classici.

Livio sarei molto grato se potessi testare quello che ho scopiazzato, per quanto riguarda il valore di induttanza non sapendo dove reperirlo lo richiesto direttamente al produttore, sperando che mi risponda.

Vi ringrazio 

Condividi questa discussione


Link discussione
Condividi su altri siti
ilguargua
10 ore fa, luca3791 scrisse:

con il software non potranno mai funzionare contemporaneamente.

A parte questo problema, appunto abbastanza facile da risolvere via software, credo che ci siano altre problematiche di cui tenere conto. Leggendo il documento che  hai linkato vedo questo :

Screenshot_20181019_092545.png.30df799398ab614621eece2bd80a61ce.png

 

Quel "Servizio" al 5% secondo me (ma chiedo lumi anche a altri in proposito) indica che dopo un azionamento (che deve durare perlomeno 140 msec) deve seguire una pausa che duri almeno 19 volte quel tempo, altrimenti il solenoide finisce per scaldarsi troppo. Anche questo non è difficile da risolvere via software. Poi ci sarebbe il discorso che le correnti in gioco sono piuttosto elevate, quindi il tutto andrà protetto con un fusibile di dimensioni adeguate. Io che sono particolarmente paranoico mi porrei anche il problema di cosa potrebbe accadere se uno dei mosfet va in corto (tipo di guasto non improbabile con i mosfet). Anche questa eventualità può essere controllata dal software, ma a questo punto andrebbe previsto anche un contattore di portata adeguata che provveda ad interrompere l'alimentazione.

Per quanto riguarda il diodo intendo qualcosa tipo questo :

zoom_62761907_D83-004.jpg

che sia in grado di sopportare gli oltre 30A necessari.

 

 

Ciao, Ale.

 

 

Condividi questa discussione


Link discussione
Condividi su altri siti
gabri-z

Questa non è paranoia, è buon senso ed esperienza. Il problema del MOSFET in corto me lo sono posto anche io e porterebbe alla fusione del " compagno ". Potrebbe essere evitato con un controllo sw della corrente assorbita / tempo impostato >blocco comandi ed interruzione (in qualsiasi modo) dell'alimentazione di potenza. 

Condividi questa discussione


Link discussione
Condividi su altri siti
ilguargua
2 minuti fa, gabri-z scrisse:

Potrebbe essere evitato con un controllo sw della corrente assorbita / tempo impostato >blocco comandi. 

Oppure (forse più semplice) un fotoaccopiatore tra il drain del mosfet e la massa, controllando che il segnale sia presente quando si toglie il comando.

 

Ciao, Ale.

Condividi questa discussione


Link discussione
Condividi su altri siti
Livio Orsini
1 ora fa, ilguargua scrisse:

deve seguire una pausa che duri almeno 19 volte quel tempo, altrimenti il solenoide finisce per scaldarsi troppo.

Se veramente fosse così sarebbe inadatto allo scopo, perchè dovrebbero trascorre 2660 ms (quasi 3") tra una cambiata e l'altra, cosa che non è tanto salutare per fare scalate rapide. Probabilmente questo rapporto si riferisce al servizio continuo, ovvero a comandi "apri - chiudi " o "avanti - indietro" continui.

 

Di soluzioni per il controllo dell'integrità del mosfet ce ne sono diverse; l'idea dell'opto, ma anche un semplice transistor visto che non è necessaria separazione galvanica, è piuttosto valida,

Condividi questa discussione


Link discussione
Condividi su altri siti
gabri-z

Ma che accelerazione è quella che dura meno di 2,5 sec. ?:superlol: non sarà mica un supersonico ...

Condividi questa discussione


Link discussione
Condividi su altri siti
Livio Orsini

No è quando scali le marce mentre freni. Devi scendere anche di 4 0 5 rapporti, dipende quanti rapporti ha in totale il cambio.

Non so se hai mai usato una moto un po' "sportivamente". Quando acceleri le basse (prima e seconda) le tieni sicuramente per meno di 2"; quando freni prima di una curva, magari un curva lente al termine di un rettilineo scali 3, 4 o anche 5 rapporti praticamente senza soluzione di continuità.

Con l'auto questo può anche non avvenire perchè con un'unica manovra puoi fare un 6° --> 2° con un'unica manovra, con la moto ed i cambi sequenziali no.

Condividi questa discussione


Link discussione
Condividi su altri siti
gabri-z
4 ore fa, Livio Orsini scrisse:

Non so se hai mai usato una moto un po' "sportivamente".

Se ti fermo una PUNTO dagli 80 km/h in 6-7m senza toccare la frizione , cosa dici delle scalate ?;)

 

P.S. Le gomme le paga chi perde la sfida :roflmao:

Condividi questa discussione


Link discussione
Condividi su altri siti
luca3791

Buonasera a tutti,

ho ricontrollato il circuito che ho postato e da profano chiedo: le basi dei due transistor vanno collegati all' output dell'arduino, è giusto quindi collegare anche il positivo 12v tramite la resistenza da 4,7Kohm? 

 

Livio mi ha risposto il produttore dell'attuatore per quanto riguarda il valore dell'induttanza "Sul B211W400/H misuro per ogni bobina 1.7 mH (test a 1000 Hz).

Ti puo essere utile?

 

Grazie a tutti per i preziosi consigli

 

 

Condividi questa discussione


Link discussione
Condividi su altri siti
Livio Orsini
10 ore fa, luca3791 scrisse:

Livio mi ha risposto il produttore dell'attuatore per quanto riguarda il valore dell'induttanza "Sul B211W400/H misuro per ogni bobina 1.7 mH (test a 1000 Hz).

 

Se ho un po' di tempo nei prossimi giorni provo a simulare il comando.

Condividi questa discussione


Link discussione
Condividi su altri siti
luca3791

Buongiorno,

stavo vedendo quale diodo schottky acquistare, mi potreste dire se questo secondo voi va bene?

http://wwwtest.vishay.com/docs/94237/vs-52cpq030.pdf

Inoltre volevo chiedervi come collegarlo, poichè l'attuatore ha due stadi(bobine) ne devo prevedere due di diodi?

 

Devo collegare il catodo comune al positivo e i due anodi al negativo giusto?

 

Grazie

Condividi questa discussione


Link discussione
Condividi su altri siti
Livio Orsini

Per prima cosa 30 V di tensione max non sono sufficienti, io andrei almeno su un tipo da 100V.

 

Le due bobine avranno un comune che si collega al +12 V e due terminali che andranno collegati a 2 DRAIN di 2 Mosfet.

Il diodo si collega con il katodo sul +12 V e l'anodo sulla giunzione bobina - drain.

 

Ho fatto una prima simulazione veloce con il circuito che hai pubblicato, identici valori di componenti tranne il MOSFET che non ce l'ho il libreria e ne ho usato uin altro simile.

Ho dato impulsi di durata pari a 300 ms con ripetizione ogni 2". La corrente della bobina è bell'impulso rettangolare identico all'impulsio di comando, quindi sembrerebbe funzionare decentemente.

Condividi questa discussione


Link discussione
Condividi su altri siti
gabri-z

Per me sembrano pochi pure 100 V ;che ampiezza avevano I picchi sul simulatore? 

Condividi questa discussione


Link discussione
Condividi su altri siti
luca3791

Buongiorno,

Livio mi potresti spiegare la funzione di quella resistenza da 4,7Kohm in serie tra le basi dei transistor e i +12v? 

Non interferisce con il segnale dell'Arduino? Se ne puo' fare a meno?

 

Grazie per la simulazione.

 

Per il diodo mi indirizzo a quelli con tre piedini con almeno 150V e 50A.

 

Grazie a tutti per i preziosi consigli.

Domani proverò a fare qualcosa.

Condividi questa discussione


Link discussione
Condividi su altri siti

Registrati o accedi per inserire messaggi

Devi essere un utente registrato per lasciare un messaggio. La registrazione è GRATUITA.

Crea un account

Iscriviti alla nostra comunità. È facile!

Registra un nuovo account

Connettiti

Hai già un account? Connettiti qui

Connettiti adesso

×