Conexión del controlador al IRF540N

Antes de calcular la resistencia requerida, debe comprender cuál es su propósito y cómo funciona el circuito. El primer paso es un esquema correctamente dibujado: -

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

A continuación, buscamos en la hoja de datos del IRF540 para obtener las conexiones correctas y ver Qué voltajes necesita. En la Fig. 1, vemos que con 5 V entre la puerta y la fuente puede cambiar aproximadamente 2A con solo una caída de 0,1 V desde el drenaje a la fuente. Esto debería estar bien porque solo necesitamos 150 mA.

Sinembargo,enestecaso,lasalidadeArduinonoestáconectadadirectamentealFET,perotienequepasarporR1,R2ylatiradeLED.Lacompuertanoconsumeprácticamenteningunacorriente,porloqueR1yR2notendránmuchoefecto,perolatiradeLEDrobaráalacompuertaelvoltajedelvariadortanprontocomolacorrientecomienceafluiratravésdeella.Pararesolveresteproblema,debecablearlatiradeLEDentreelDrenajeyelterminaldelafuentedealimentaciónde+37V,yconectarlaFuentedirectamenteatierra.

¿PerocuáleselpropósitodeR1yR2?SibienlacompuertadelMOSFETnoconsumeningunacorrientecontinua,tieneuna capacitancia significativa que debe cargarse y descargarse como FET se enciende y apaga. R1 limita la corriente de carga / descarga y amortigua cualquier "timbre" debido al circuito sintonizado formado por la capacitancia y la inductancia de la Puerta. el cableado Su valor no es crítico, pero si bien los valores más grandes proporcionan una mejor amortiguación, también reducen la velocidad de conmutación.

Cuanto más lento sea el interruptor FET, más tiempo pasará en la región 'lineal' donde está cayendo alto voltaje, lo que hace que se caliente más. Cuanto más alta es la frecuencia PWM, más crítico se vuelve esto, ya que hay más eventos de conmutación por segundo. El Arduino normalmente ejecuta PWM de frecuencia bastante baja, por lo que R1 puede ser bastante alto. 200 & ohm; debe ser lo suficientemente alto como para amortiguar cualquier sonido sin disminuir demasiado el FET.

El propósito de R2 no está claro. Teóricamente, la tierra de Arduino podría conectarse directamente a la tierra de la fuente de alimentación. Sospecho que R2 se colocó allí para proteger al Arduino de las diferencias en el potencial de tierra si las fuentes de alimentación no estuvieran conectadas correctamente. Sin embargo, como está en serie con el circuito de accionamiento de la puerta, si las dos conexiones a tierra no se unen en otro lugar, aumentará drásticamente el tiempo de conmutación del FET. Reduciría su valor a 100 & ohm; o menos: lo suficientemente alto como para evitar un flujo de corriente peligroso si se produce un 'bucle a tierra', pero lo suficientemente bajo como para no afectar a la unidad Gate.

Queda una pregunta; ¿Se debe insertar una resistencia en serie con la tira de LED? La corriente a través de un LED aumenta muy rápidamente una vez que el voltaje excede un valor crítico (generalmente 2.9 ~ 3.2V para un LED blanco), por lo que necesitan algo para limitar la corriente. Una resistencia cae la diferencia entre la tensión de funcionamiento propia del LED y la tensión de la fuente de alimentación.

Para calcular el valor de la resistencia, necesitamos saber cuánto voltaje caen realmente los LED en realidad . Las tiras de LED a menudo tienen resistencias integradas, por lo que es posible que no necesite ninguna resistencia adicional. Sin embargo, no conozco ninguna tira de LED que tenga una potencia nominal de 37 V, por lo tanto, a menos que tenga especificaciones precisas, es posible que deba probar un valor alto (por ejemplo, 1k & ohm;) y medir la tensión resultante en los LED.

Una vez que sepa cuánto voltaje caen los LED, puede usar la Ley de Ohmios para calcular la resistencia requerida para absorber el voltaje adicional, por ejemplo. si sus LED requieren 33V, entonces (37V - 33V) / 0.15A = 27 & ohm ;.

El circuito final podría verse así: -

^{simular este circuito}