Ayuda con primer circuito electronico

Recientemente me interesé en la electrónica y, después de leer un poco, decidí intentar construir mi propio circuito electrónico simple para controlar una tira de LED RGB de 12V con wifi. Elegí el chip ESP8266, pero por el momento todavía me estoy enfocando en conectarlo todo.

Tengo una pregunta y un problema:

Acerca de los MOSFET:

Me decidí por los mosfets después de haber leído quejas contra los TIP120 de uso común, pero para mi aplicación, ¿debo preocuparme por la diferencia entre los mosfets estándar y los mosfets de nivel lógico?

Encontré estos dos en una tienda local: IRLZ44N (¿PBF?) Y IRLB8721 (¿PBF?) Aparentemente, ¿uno es el nivel lógico y el otro es el estándar? ¿Cuál uso? Están al mismo precio.

Problema con la entrada de voltaje:

Mi tira de LED necesita 12v, y la placa de conexión tiene un regulador de voltaje integrado que admite 4-6v. Esto significa que conecto la tira directamente a un suministro de 12v y encuentro una manera de bajarla a 5v para el chip, o enciendo la tira directamente desde 5v y luego encuentro una manera de subir a 12v para la tira. ¿Qué camino recomendarías? Supongo que renunciar es más fácil.

Y con el chip con un consumo de hasta 500 mA y la tira de hasta 1 A, no creo que un regulador lineal como un LM7805 sea suficiente; ¿Funcionaría un convertidor de dinero como el LM2596? Lo único que me detiene es que escuché que, debido a la naturaleza de conmutación de los convertidores reductores, introducen mucho ruido y ondas de voltaje de entrada en los dispositivos que comparten la fuente de alimentación. ¿Debo preocuparme por esto si ambos están conectados a una fuente de alimentación de 12v y en el mismo gabinete?

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EDIT2: Circuito actualizado

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EDIT1: Enlaces para hojas de datos MOSFET según lo solicitado:

IRLB8721- https ://cdn-shop.adafruit.com/datasheets/irlb8721pbf.pdf

IRLZ44N - http://www.irf.com/product-info/datasheets/data/irlz44n.pdf

En una nota al margen: ¿hay algo que cambiaría o agregaría al circuito? ¿Necesito alguna resistencia en algún lugar?
Puede obtener un diagrama de circuito de Fritzing. El diagrama de cableado (como lo ha publicado) es menos que útil para comprender un circuito. El diagrama de cableado es muy parecido a tener el hardware frente a usted. Para ver lo que hace, debe rastrearlo y dibujarlo nuevamente como un diagrama de circuito. Facilite las cosas para las personas que quieren ayudar proporcionando un diagrama de circuito adecuado.
¿Qué sucedió con los días en que las personas que comenzaban en la electrónica adquirieron conocimiento poco a poco haciendo que los LED se encendieran, luego usaban botones, transistores y potenciómetros para alterar el brillo y encender y apagar? Comenzar con cosas tan simples te da una gran base. para aprender de verdad. Con demasiada frecuencia ves 'Soy nuevo y mi primer circuito es un robot que puede hablar 1000 idiomas, saltar 20 m en el aire y usa WiFi, bluetooth'. ¿Puede alguien ayudarme porque estoy atascado?... Ok, tal vez eso fue un poco exagerado, pero entiendes la idea... Empieza de manera simple y aprende a resolverlo.
@jre mira mi edición
Mucho mejor. Votado a favor.
Excelente consejo de @MCG
Proporcione enlaces a las hojas de datos de las partes específicas sobre las que está preguntando. Todos somos voluntarios aquí, y no vamos a hacer su trabajo y desenterrar las hojas de datos por usted. Una vez que tengamos las hojas de datos, será trivial mostrar cómo diferenciar los MOSFET de nivel lógico de otros.
Gracias por tu sugerencia @MCG, pero no tengo el tiempo ni los medios para practicar con circuitos. Pedir partes toma mucho tiempo aquí, y si esto funciona, quiero usarlo para una demostración de un pequeño proyecto en la escuela. Investigué mucho y seguí guías para cosas como las que sugeriste. Sé que esto no es igual a la práctica del mundo real, pero espero que sea suficiente.
@Casper, entonces lo más probable es que tenga una gran cantidad de problemas y problemas, y es probable que le cueste entender por qué/cómo algunas cosas funcionan o no. Sin la práctica básica y el conocimiento adquirido, entonces realmente puede ser una batalla empinada que tiende a alejar a la mayoría de las personas de la electrónica.
@MCG Entonces, incluso si entiendo los conceptos básicos reales teóricamente, ¿todavía crees que necesito aplicarlos y practicarlos antes de emprender un circuito simple como este?
Creo que todo el mundo debería estar aprendiendo los conceptos básicos antes de participar en los circuitos. El hecho de que haya preguntado sobre los mosfets de nivel lógico y los voltajes de entrada lo muestra. Si acumulaste tus conocimientos, probablemente no necesites preguntar. Entonces, sí, el hecho de que ya esté atascado o necesite respuestas muestra que necesita aplicar y practicar lo básico.
Entiendo su punto: que en realidad debería practicar los conceptos básicos primero, pero ¿cómo me ayudaría esto a entender esto: "Si está comprando un MOSFET para un microcontrolador, considere un mosfet de nivel lógico. Un mosfet de nivel lógico significa que está diseñado para encienda completamente desde el nivel lógico de un microprocesador. El mosfet estándar está diseñado para funcionar desde 10V". De eso se trataba esencialmente mi pregunta: comprender esto y si necesitaba usarlos. No es que esté atascado; para los voltajes de entrada, solo quería una segunda opinión sobre los reguladores lineales; es mejor estar seguro.
Pero tal vez seguiré tu consejo y practicaré los conceptos básicos reales de todos modos. Tal vez aprenderé algo de eso que no vi en la teoría/investigación y entenderé algo que no sabía antes. :) Gracias por tu ayuda.
Los niños de hoy en día. En mi época, las tiras de LED solo venían en rojo, y teníamos que enhebrarlas a mano con alambre y soldadura reales, y atenuarlas con "micro"controladores que fabricamos con el enlace del Erector Set, piezas de Heathkits defectuosos y cinta adhesiva. Teníamos Arduinos, pero se llamaban Apple II y costaban $2000, así que no te atrevías a freír uno conectándolo a ningún experimento. Tuvimos que montar a caballo hasta Radio Shack, en la nieve, cuesta arriba, en ambos sentidos... ¡Y nos gustó! En serio, te apoyo OP!

Respuestas (2)

En primer lugar, bienvenido al mundo de la electrónica. Gracias por subir un esquema, ya que es mucho más fácil de leer que un diagrama. Tengo un par de sugerencias considerando tu nivel.

Use controladores de compuerta de lado bajo

El chip ESP8266 emite señales lógicas de 3,3 V que no pueden encender por completo ningún MOSFET estándar. Dicho esto, existen muchas soluciones integradas excelentes para abordar este problema, como los controladores de compuerta de lado bajo. Un gran ejemplo es el TC427 económico y fácil de usar . Se caracteriza por operación de 12V y entradas lógicas de 3.3V. Usar 1 m F y 0.1 m F desacoplando los capacitores cerca del chip y obtendrá una interfaz simple pero efectiva entre su SOC y el FETS. Necesitará dos de ellos para controlar tres FET (2 controladores/chip). En cuanto a la selección de FET, a una corriente tan baja (alrededor de 333 mA por FET), no hace una diferencia significativa, aunque el IRLB8721 tiene una resistencia de encendido y una carga de compuerta más bajas, lo que generalmente debería disminuir la pérdida de energía global.

Utilice un regulador lineal de 5V

En aras de la simplicidad, comience con un regulador lineal de 3 terminales (tipo 7805). Como dijo Transistor, es ineficiente pero manejable en corrientes por debajo 100 metro A . Los reguladores de conmutación son complejos y no deben ser construidos por principiantes. De todos modos, el consumo de corriente típico para ESP8266 con 1024 paquetes a -65dBm (muy probablemente su situación) es 62mA, que debería disiparse 0.434 W en el regulador lineal. Use un disipador de calor adecuado para mantenerlo fresco. Si planea transmitir con el ESP8266, la potencia aumentará y necesitará un regulador de conmutación adecuado (listo para usar, no construya uno desde cero en este momento).

Mantenerse seguro

Verifique dos veces sus conexiones antes de aplicar cualquier energía. Diviértete con este proyecto.

¡Gracias por tu respuesta! Encontré a alguien que escribió código para una aplicación similar: "Cuando la aplicación se inicia, envía repetidamente paquetes a la red (para que todos los dispositivos de la red los reciban) y espera una respuesta. Sigue haciendo esto hasta que recibe un paquete de respuesta con el contenido "reconocido". Debido a que el controlador está programado para responder a cada paquete con la cadena "reconocido", sabemos que este es nuestro controlador LED". ¿Supongo entonces que la potencia aumentará más allá de lo que puede manejar el 7805?
Si usa el SOC para transmitir, el chip puede usar hasta 215 mA (pérdida de 1,5 W en el regulador). Por lo tanto, utilice un buen disipador de calor (10-15 grados/W) para mantener el regulador lineal a una temperatura de funcionamiento segura.
¡Fresco! Eso es realmente útil y lo hace aún más simple para mí.

Dado que el circuito LED de 12 V requiere alta potencia, tiene sentido optimizar la fuente de alimentación para eso. Utilice una fuente de alimentación de 12 V con una corriente nominal > 1 A.

No ha proporcionado un requisito actual para los circuitos de 5 V, por lo que tendrá que resolverlo usted mismo. por ejemplo, si la corriente requerida a 5 V es de 0,1 A, la disipación de potencia de un regulador lineal (estilo 7805) sería PAG = V I = ( 12 5 ) 0.1 = 0.7   W . Esto sería manejable. Para corrientes más altas, un convertidor reductor sería más eficiente.

Escuché que, debido a la naturaleza de conmutación de los convertidores reductores, introducen mucho ruido y ondas de voltaje de entrada en los dispositivos que comparten la fuente de alimentación. ¿Debo preocuparme por esto si ambos están conectados a una fuente de alimentación de 12v y en el mismo gabinete?

Este es un problema para la electrónica de audio y analógica donde el ruido perturba las señales. La lógica digital tiene un margen de ruido incorporado y es menos susceptible al ruido que las señales analógicas. Para esta aplicación, estará bien siempre que siga buenas prácticas de cableado. Conecte las tierras de 5 V y 12 V juntas en un solo punto.