MOSFET para control PWM en un solenoide

Actualmente estoy trabajando en un proyecto en el que estoy utilizando PWM en un Arduino para controlar un solenoide proporcionalmente. Estoy diseñando un dispositivo que tocará el piano. Me gustaría imitar los movimientos de las manos lo más cerca posible y PWM es mi mejor oportunidad para eso.

Actualmente tengo un circuito en mente en el que utilizo 3 pines del Arduino y los tengo conectados en cadena a través de 3 registros de desplazamiento para un total de 24 salidas. Tengo problemas para encontrar un mosfet apropiado que pueda manejar la acción PWM. Los solenoides están clasificados en 12v y 1amp. Por lo que encontré, este circuito es bastante simple, pero de los otros proyectos que he visto, no utilizan pines PWM y solo encienden y apagan los solenoides sin el toque variable.

Estoy clasificando las hojas de datos y siento que los 5v provenientes del Arduino no serían suficientes si el ciclo de trabajo fuera demasiado bajo, ya que bajaría el voltaje por debajo del umbral.

Lo siento por no estar más al tanto de esto, soy ingeniero mecánico, esto de la ingeniería eléctrica es magia negra :). Enlacé una imagen con suerte. Es solo una idea aproximada que tuve en Fritzing, por lo que nada está etiquetado, pero debería estar semi bien seguirlo.

Gracias por cualquier ayuda que pueda brindar.ingrese la descripción de la imagen aquí

¿Necesita un control de PWM individual para cada solenoide o puede usar una sola etapa de PWM que controle el PWM para todos los solenoides que están activos en cualquier momento?
Puede usar interruptores MOSFET de la familia PROFET 12V (interruptor lateral alto), pero son SMD. Luego, tiene muchos interruptores de lado bajo en un IC: IPS4260L, BTS133, ... También hay interruptores con comunicación SPI, más rápido que el suyo con registros de desplazamiento.
Los diodos catch tienen la orientación incorrecta, de esta forma solo freirás los diodos con PWM
No estoy absolutamente seguro de sus requisitos, pero por lo general los registros rígidos para multiplexores no son útiles si desea multiplexar PWM y usar los canales simultáneamente

Respuestas (1)

Parece que puede haber algunos problemas con su esquema. No hay etiquetas, por lo que esto es solo una suposición, pero parece que sus mosfets están en el lado alto. Vas a querer usar fets de canal N, son mejores. Google "interruptor de mosfet de lado bajo". En segundo lugar, esos diodos están al revés. No deben conducir cuando el solenoide está alimentado. Tercero, considere usar un esquema regular en el futuro, es mucho más legible.

Ahora entrando en el problema en sí ..

Será difícil crear señales pwm de suficiente frecuencia mientras se usa un registro de desplazamiento para la salida. Sin embargo, tiene suficientes pines para controlar las salidas directamente, así que solo haría eso.

Cualquier mosfet puede "manejar" pwm. Pero encenderlos y apagarlos puede ser un poco complicado. Si elige el mosfet con cuidado y su frecuencia PWM es algo baja (<1khz), es posible que pueda conducir las puertas mosfet directamente usando el arduino. La puerta mosfet es básicamente un condensador, y tu arduino tarda en cargarlo. Si la frecuencia pwm es demasiado alta, el mosfet permanecerá en la zona intermedia y se sobrecalentará.

Una solución no barata pero muy sólida para esto es usar un chip llamado "controlador de puerta". Estos son fáciles de usar y pueden empujar/jalar múltiples amplificadores hacia la puerta mosfet para encenderla y apagarla extremadamente rápido. A menudo uso el IXDN614PI .

Si desea controlar los mosfet directamente con el arduino, deberá encontrar un mosfet de "nivel lógico". Esto es sorprendentemente difícil de hacer. Los mosfet enumerarán un Vgs (th), que es el umbral de encendido, pero debe ir más alto que esto para que el mosfet se conduzca de manera eficiente. Por ejemplo, un mosfet con un Vgs(th) de 5v no funcionará bien con una señal de 5v. Necesitarás más como 2 voltios. Para cada mosfet, tendrá que buscar en la hoja de datos para averiguar si funcionará (adiós a la búsqueda paramétrica). Si tiene suerte, la resistencia (Rds(on)), aparecerá en la lista para 5V, pero lo más probable es que tenga que buscarla en un gráfico. Como esto:

Rds(on) vs Voltaje de puerta

Gráfico tomado de la hoja de datos del PSMN017-30PL,127

Una última cosa, siempre debe agregar una resistencia de alto valor de 50 ~ 100k tirando de las puertas mosfet hacia abajo. Esto asegurará que los mosfet permanezcan apagados a menos que los encienda intencionalmente.

Los MOSFET generalmente enumeran un V t h ; No creo haber visto demasiados con V gramo s , o norte listado.
@hearth tienes razón, me expresé mal. Editaré mi respuesta
MOSFET para control PWM en un solenoide
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