ישנם רכיבים אלקטרוניים רבים בהם ניתן להשתמש עם ארדואינו . התקנים אלה אינם בלעדיים לארדואינו, אך הם פרקטיים להפליא עבור הפרויקטים שלכם. דוגמה אחת היא טרנזיסטורי MOSFET, אותם תיארנו במאמרים קודמים. אבל הפעם, נספר לכם כל מה שאתם צריכים לדעת על טרנזיסטור ספציפי: ה-IRFZ44N.
לפעמים תמצאו את עצמכם עובדים על פרויקט שבו אתם צריכים להפעיל עומס באמצעות מיקרו-בקר. כדי לעשות זאת עם המתחים שמטופלים על ידי שבבי מיקרו-בקר נוכחיים , יש לפתור בעיות מסוימות על מנת להפעיל טרנזיסטורי MOSFET עם מתחים הנעים בין 5 וולט ל-3.3 וולט.
IRFZ44N
לא נמצאו מוצרים.
ובכן, ה-IRFZ44N הוא טרנזיסטור MOSFET, כפי שכבר הזכרתי. הוא מגיע במארז TO-220-3, למרות שהוא עשוי להיות זמין בפורמטים אחרים, ויש לו מבנה פינים פשוט למדי עם שלושת הפינים האופייניים לשער, ניקוז ומקור (בסדר הזה משמאל לימין אם מסתכלים על הגב, שם נמצאים הסימונים). ניתן לייצר אותו על ידי חברות רבות ושונות, לכן כדאי לעיין בגיליון הנתונים הספציפי.
ל-MOSFET זה יש ערוץ מסוג N , כפי ששמו מרמז. בנוסף, יש לו תכונות טכניות נוספות כגון:
- מתח הפרדה ממקור ניקוז: 60v
- עוצמת ניקוז רציפה: 50A
- Rds: 22 אוהם
- מתח מקור שער: 20v
- טווח טמפרטורות הפעלה: -55 עד 175 מעלות צלזיוס
- פיזור כוח: 131w
- זמן סתיו: 13 שנה
- זמן הקמה: 55 שנה
- עיכוב כיבוי: 37 שנה
- עיכוב חיבור אופייני: 12ns
- מחיר: כמה סנטים. אתה יכול לקנות לא נמצאו מוצרים..
דוגמה ליישום עם Arduino
בואו נסתכל על דוגמה ליישום עבור ה-IRFZ44N עם ארדואינו ופיני ה-PWM שלו . כאשר אתם צריכים לשלוט בעומסים באופן משתנה כדי לווסת את מהירות המנוע, עוצמת התאורה וכו', תוכלו להשתמש בפיני ה-PWM ובטרנזיסטורים כמו זה שאנו מנתחים היום.
ראשית, כשרוצים לחבר או לנתק מכשיר מספק כוח, בדרך כלל משתמשים במתג קלאסי או בממסר . אבל זה מאפשר רק להפעיל ולכבות אותו, בשני המקרים.
ניתן לשלוט בטרנזיסטור באמצעות אות חשמלי, בדומה לממסר, כדי להפוך את הבקרה לאוטומטית, והוא מציע מספר יתרונות, כגון בקרת עומס משתנה באמצעות PWM. עם זאת, הוא כרוך גם בסיבוכים מסוימים, כגון חישוב זרמי מיתוג, מתחי הפעלה וכן הלאה.
לדוגמה , דמיינו שאתם צריכים להפעיל מנוע חשמלי של 12 וולט בחצי מהמהירות המדורגת שלו. אתם בטח כבר יודעים שבפועל, פשוט להוריד את ספק הכוח ל-6 וולט לא תעבוד... סביר להניח שהוא פשוט יכבה, יעלה את הטמפרטורה שלו ויסכן נזק.
לעומת זאת, מה שנעשה באמצעות PWM הוא להפעיל מספר פולסים על המתח הנומינלי לאורך זמן על ידי חיבור וניתוק (פולסים) כך שהמנוע יעבוד כרצונך, כפי שראינו במאמר ה-PWM, ולמדל את מהירות העבודה של המנוע מבלי להשפיע על המומנט.
עד כאן הכל טוב ויפה, אבל... מה יקרה ביישום עם תאורה ? ובכן, בניגוד למנוע, שבו יש אינרציה, בתאורה, אם המיתוג מתבצע באמצעות PWM בתדר נמוך, הוא מייצר ריצוד מעצבן שכמעט ולא היינו מבחינים בו במנוע. עם זאת, אפילו במקרה של מנוע, בעיות מכניות ארוכות טווח עלולות לנבוע מתנועת הטלטולים.
אז מה הקשר של כל זה ל-IRFZ55N? ובכן, אם אתם רוצים פעולה חלקה של PWM, המכשיר הזה יכול לפתור את כל הבעיות הללו. יתר על כן, הוא יכול לשלוט בזרמים של עד 50A, ומציע קיבולת יוצאת דופן עבור מנועים חזקים יותר. זכרו, כפי שציינתי קודם, הבעיה עם פיני ה-PWM של ארדואינו היא שהמתח שלהם אינו גבוה מספיק כדי לשלוט ברכיבים מסוימים, כמו מנוע 12V או 24V וכו', כך שהטרנזיסטור וספק כוח חיצוני יכולים לעזור.
בעזרת ארדואינו ומנוע, ובעזרת דיאגרמת החיווט הפשוטה הזו, תוכלו להשיג דוגמה מעשית למה שתיארתי. זה מאפשר לכם לשלוט בקלות במנוע 12V עם ה-MOSFET IRFZ44N.
כדי להבין טוב יותר כיצד הטרנזיסטור IRFZ44N פועל עבור סוג זה של יישום, תשתמשו בצג הטורי שבו תוכלו להזין ערכים בין 0 ל-255 כדי לווסת את המנוע ולצפות בתוצאות.
לגבי קוד הסקיצה עבור ה-IDE של ארדואינו , הוא גם יהיה פשוט.
int PWM_PIN = 6;
int pwmval = 0;
void setup() {
Serial.begin(9600);
pinMode(PWM_PIN,OUTPUT);
Serial.println("Introduce un valor entre 0 y 255:");
}
void loop() {
if (Serial.available() > 1) {
pwmval = Serial.parseInt();
Serial.print("Envío de velocidad a: ");
Serial.println(pwmval);
analogWrite(PWM_PIN, pwmval);
Serial.println("¡Hecho!");
}
זכרו שלמידע נוסף על תכנות ארדואינו, תוכלו להוריד את קורס ה-PDF החינמי שלנו.