¿Cómo puedo conectar un MOSFET simple para amplificar la señal PWM de Arduino?

Tengo un altavoz de 8 ohmios y 1/2 vatio que me gustaría conectar al Arduino. Actualmente estoy conectando la puerta de un MOSFET FQP30N06L a la salida PWM del Arduino. He conectado el drenaje a Vcc (5V) y la fuente al terminal (+) del altavoz, con el terminal (-) del altavoz a tierra. También tengo una resistencia de 10Kohm desde la puerta MOSFET a tierra.

Esto da una salida de volumen bastante buena, pero me preocupan dos cosas:

  • ¿Un altavoz no actúa como un cortocircuito para la corriente continua? Me temo que esto podría freír el MOSFET.
  • Esto parece ejecutar un componente de corriente continua a través del altavoz, que me gustaría eliminar.
  • Hay muchos "timbres" de alta frecuencia (mala calidad de audio)

He intentado otras cosas, pero el altavoz no es lo suficientemente alto. Por ejemplo, poner una resistencia en serie con el altavoz hace que el sonido sea demasiado bajo. Además, el uso de un condensador de bloqueo de CC en serie con el altavoz no genera salida de audio.

¿Hay una mejor manera de amplificar la señal PWM y bloquear el componente de CC?

La señal PWM oscila entre 0-5V (onda cuadrada) con una frecuencia de ~30Khz.

Aquí hay una discusión sobre una conexión de altavoz para Arduino: forum.arduino.cc/index.php?topic=21485.0
Mirando el circuito que tiene, si el MOSFET permanece encendido, habrá (12 V) ^ 2 * 33 ohmios = 4.36 W disipados por la resistencia. ¿No es eso suficiente para freír la mayoría de las resistencias? Supongo que en el caso común, la potencia promedio sería la mitad de eso (2.18 W), pero aún parece alto. Además, necesito hacer funcionar mi amplificador desde la misma fuente de alimentación de +5 V que usa Arduino; no puedo usar un suministro de +12 V separado.
Como está manejando su amplificador de audio con PWM, querrá buscar en Google "amplificador de clase D".
@RespawnedFluff Sí, lo hice. Creo que necesito la "etapa de salida" del amplificador de clase D, ya que la señal ya es una onda cuadrada (la etapa de entrada de la clase D se convierte de AC => onda cuadrada). Sin embargo, no puedo encontrar un buen ejemplo. Por ejemplo, la mayoría de los esquemas que encontré no asumen un sesgo de CC, que mi circuito tiene (más o menos +2.5 sesgo de CC). Básicamente, traté de usar el MOSFET como un interruptor para generar una onda cuadrada con una corriente mayor que la señal de entrada, pero aún no puedo hacer que suene lo suficiente si desacoplo el altavoz con un capacitor.
Además, muchos de los esquemas de clase D que encontré usan un suministro negativo y 2 MOSFETS en configuración push-pull. No tengo un suministro negativo, solo un riel de +5V.
Simplemente use su +5V en lugar de los 12V separados. Además, ¿por qué dice que el MOSFET permanecerá encendido todo el tiempo? Estás usando PWM para controlarlo, ¿verdad?
@alexx OK, probé el circuito desde el enlace que proporcionó con un riel de +5 V (en lugar de +12 V), pero el altavoz no es tan fuerte como simplemente poner el altavoz en serie sin un condensador de bloqueo de CC. Estoy usando PWM, pero ¿qué sucede si el software deja alta la salida del pin PWM durante mucho tiempo? Esto freirá el hardware. Quiero evitar un circuito que freiría el hardware si el pin PWM se deja alto.
Necesitará una configuración push pull entonces. Es posible que desee ver estos circuitos integrados de controlador MOSFET de medio puente.
Un problema: conecte + 5 V al altavoz +, altavoz - al drenaje MOSFET, fuente MOSFET a tierra. En otras palabras, use su MOSFET de canal n como controlador de lado bajo, no de lado alto. La caída de voltaje en su altavoz impide que su MOSFET se encienda por completo (Vgs demasiado bajo).

Respuestas (1)

¿Por qué no hace un recorrido de cortesía para su libro propuesto? Si hace esto, puede acoplar capacitivamente su altavoz. Recuerde que el DCR de un altavoz de 8 ohmios es de aproximadamente 6 ohmios. Esta relación aproximada no cambia mucho con la impedancia del altavoz. Puede conectar un par de fets de nivel lógico en la configuración CMOS o puede usar un chip controlador de mosfet grunty que digamos que tiene una resistencia de 1 ohm.

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