Aumento del voltaje de la señal PWM de arduino de 5 V a 10 V usando un transistor

Tengo un controlador de motor VEX 29 (u1 en el esquema) que toma una señal pwm como entrada para impulsar un motor de CC hacia adelante o hacia atrás (con velocidad variable). Desafortunadamente, VEX no es muy generoso con la información sobre su electrónica. Logré ejecutar este controlador a 5V desde un pin PWM de arduino. Pero el controlador del motor debería poder funcionar con voltajes superiores a 5 V, lo que también aumentaría la velocidad del motor. Entonces, en su lugar, quiero ejecutar el controlador del motor a 10 V, donde la señal de entrada PWM debe ser 0 V-10 V. ¿Cómo puedo aumentar la señal PWM de 5V de arduino para convertirla en una señal PWM de 10V?

Estaba pensando en usar un transistor bipolar NPN normal para encender y apagar el voltaje de 10 V con la frecuencia de la señal PWM, traduciendo la señal pwm de 5 V en una señal pwm de 10 V. es posible? Y si es así, ¿cuál es el tipo de parámetros que necesito para elegir el transistor correcto (tengo una bolsa de varios transistores NPN y PNP por ahí)? Mi controlador de motor solo toma alrededor de 10 microamperios o algo del pin PWM cuando se conecta directamente al arduino (es decir, a 5V).Esquema actualizado del controlador de motor/arduino

La mayoría de los controladores de motor están controlados por señales de nivel lógico y no requieren un voltaje PWM igual al voltaje de suministro del motor. ¿Qué controlador de motor estás usando? ¿Tienes un esquema para ello? Por cierto, en su esquema fritzing no hay un terreno común entre Arduino y el controlador del motor, y el suministro de 10 V está conectado al controlador con polaridad inversa. No llegarás lejos en electrónica siendo descuidado. ¡Corrige estos errores!
Acabo de editar la pregunta con información sobre el controlador y actualicé el esquema. ¿Crees que no necesito aumentar el voltaje PWM? Entonces, ¿un nivel de voltaje de 5V del Arduino podría funcionar incluso si el controlador está alimentado con 10V? Supongo que internamente en el controlador del motor, el PIC µC podría funcionar a un voltaje mucho más bajo. Comprobaré esto y también la solución de @Çetin Köktürk.
@BruceAbbott tienes razón, no necesito ajustar el voltaje PWM en absoluto.
Con la colocación de su transistor, la entrada PWM en el controlador solo obtendrá alrededor de 5V. El transistor solo conducirá si el voltaje base es más alto que el voltaje del emisor, lo que limita el emisor a un poco menos de 5V. Busque un seguidor fuente para obtener más información. Pero realmente intentaría encender el controlador con 10V y el pin PWM con 5V primero. Es posible que se sorprenda al ver que el controlador funciona bien.

Respuestas (2)

Como dijo Bruce, 5 voltios suelen ser suficientes para controlar el controlador del motor. Pero, por alguna razón, si necesita 10 voltios, y dado que esta es una aplicación de conmutación simple, cualquier transistor debería funcionar. Usted debe hacer esto:

[ENLACE MUERTO]

El valor de la resistencia afectará el flujo de corriente y el ancho de banda.

ps, la modulación se invertirá con esta configuración, lo que significa que entregará más potencia con menos ancho de pulso y entregará menos potencia con más. Debe cambiar la longitud de PWM a través del software.

Esto también invierte la señal (es decir, la entrada puede tener un ciclo de trabajo del 20 % y la salida tendrá un ciclo de trabajo del 80 %).
Todavía tengo algunos problemas para entender muy bien los transistores (aunque los leí varias veces). Dado que un BJT está controlado por corriente, supongo que debo asegurarme de que la corriente en la base sea lo suficientemente alta como para que el transistor se abra por completo, ¿verdad (no en el rango lineal)? Entonces eso está controlado por la resistencia de 100 ohmios. ¿Qué corriente quiere decir con "la" corriente que fluye está controlada por el otro transistor? ¿En la salida PWM? ¿A qué ancho de banda te refieres? ¿El nivel de voltaje PWM o la corriente en PWM? También supongo que el emisor del BJT está conectado a GND, ¿verdad?
@DolfAndringa sí, lo adivinó bien, y este modo de operación se llama región de saturación. Sin embargo, la mayoría de las veces, esto no es un problema, la polarización en el modo de saturación es bastante fácil, solo necesita asegurarse de que está pasando suficiente corriente a través del emisor base. La resistencia base determina esta corriente. Por cierto, es posible que desee aumentar el valor de la resistencia a unos 300 ohmios, porque una resistencia de 100 ohmios hará que la corriente base (que suministra Arduino) se acerque al máximo. clasificación actual de un pin Arduino. Y sí, me refiero a la corriente del colector.
Me refiero a ambos valores cuando hablé de ancho de banda. Cuanto mayor sea el valor de la resistencia, más lento será el cambio de niveles de la señal PWM, lo que significa menos componentes de alta frecuencia. Por cierto, editaré el valor de la resistencia hoy.
@ÇetinKöktürk Tiene razón en que no necesito ajustar el voltaje PWM en absoluto. Puedo mantenerlo en 5V y aumentar el voltaje de suministro. Supongo que internamente el PIC funciona a un voltaje mucho más bajo que el voltaje de suministro y ve 5V como alto, cualquiera que sea el voltaje de suministro.
Los controladores de motor @DolfAndringa generalmente utilizan algo llamado "puente h", que simplemente usa transistores para entregar más potencia al motor y controlar la dirección en que gira el motor. 5 voltios pueden ser el voltaje base/puerta de sus transistores.
Este no lo creo, o al menos no solo un puente H. Leí en alguna parte que este tiene un PIC µC adentro. Sin embargo, no quiero arriesgarme a romperlo al abrirlo.
@ÇetinKöktürk: el enlace al esquema en su respuesta ahora está muerto. Puede volver a cargar el esquema directamente en StackExchange (edite su respuesta y use ctrl + G). Gracias.

Su esquema no puede funcionar porque la tierra de la MCU no está conectada a la tierra del controlador del motor. Debido a esto, no puede fluir corriente desde el pin MCU hacia Q1.

Además, V2está conectado al revés: terminal negativo a Vin+y terminal positivo a Vin-.

Estos problemas deben resolverse antes de que se pueda realizar cualquier análisis de la amplitud de las señales PWM. Actualmente, simplemente no tiene señal PWM.

Tienes razón, arreglé el esquema. De hecho, lo sabía y era simplemente descuidado como supuso @Bruce Abbot.
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