Uso de optoacoplador con MOSFET para atenuar un LED

Tengo un LED azul que quiero atenuar usando un Arduino, un optoacoplador y un N-MOSFET.

Para lograr esto, ensamblé el circuito en una placa de prueba como se muestra en las imágenes, utilizando una fuente de alimentación de placa de prueba YwRobot para proporcionar energía al transistor del optoacoplador y al MOSFET. Usé el boceto de ejemplo Fading del IDE de Arduino.

Cuando trato de atenuar el LED en esta configuración básica: ( PAG W METRO o tu t → R mi s i s t o r → L mi D → GRAMO r o tu norte d )
El LED se enciende lentamente, alcanza su máximo, luego se atenúa lentamente, luego el ciclo se repite como debería en este caso.

Pero en el circuito se comporta de forma extraña.
No se atenúa, está a pleno brillo, pero cuando el ciclo alcanza nuevamente el voltaje cero, se apaga. No hay señales de ningún cambio en el brillo.
Probé modificando el retardo del ciclo y usé un multímetro para medir el voltaje del LED. Tan pronto como el ciclo pasó del estado apagado ( 0 V ) a un voltaje ligeramente más alto (utilicé incrementos de 1 unidad en analogWrite y 4 segundos de retraso) el LED estaba a pleno brillo ( 2 , 8 V ) .

No sé qué está pasando. ¿Tal vez no necesito una de las resistencias en el lado BJT del optoacoplador? Traté de tomar el R 3 la resistencia estaba apagada, pero luego el LED siempre estaba encendido, ni siquiera se molestó en apagarlo, así que lo volví a colocar.

Preguntas:

  • ¿Qué debo cambiar en el circuito para que el LED se atenúe como en la configuración básica?
  • ¿Necesito resistencias limitadoras de corriente para el BJT tanto en el lado del emisor como en el del colector? ( R 2 , R 4 ) ¿en este caso? Sé que en el caso de FETS, el I D = I S , por lo que una resistencia ( R 6 ) es suficiente.

Aquí están el esquema y el proyecto Fritzing: Arduino_YwRobot_Optoacoplador_MOSFET_LED_EAGLE Arduino_YwRobot_Optoacoplador_MOSFET_LED_FRITZING
Hojas de datos:
Hoja de datos del optoacoplador 4N35M
Hoja de datos del n-mosfet IRLZ34N

Esta es una suposición descabellada, pero r4 parece innecesario, y r3 parece demasiado pequeño para una resistencia de purga adecuada. Dependiendo de la capacitancia de los fetos, ¿simplemente no se apaga lo suficientemente rápido?
@transeúnte: ¿no quiere decir que R3 es demasiado grande ?
¿Puede intentar medir el voltaje @ OK1, pin4 por favor? Mi teoría es que está saturando el optoacoplador o el MOSFET, lo que hace que todos los niveles de señal utilizados simplemente "lleguen al máximo" al LED. (Eso, o intente ejecutarlo sin OK1, solo usando el MOSFET en la configuración de seguidor de voltaje).
@brhans, gran resistencia, pequeña corriente, sí, mi error.
@ RobhercKV5ROB 400 mV cuando comienza el ciclo, cuando alcanza el primer incremento, sus 4575 V alcanzan lentamente los 5070 V, que es el voltaje máximo que puede suministrar la fuente de alimentación de la placa de prueba. Solo quiero experimentar con voltajes de conmutación mientras protejo el Arduino, me gustaría quedarme con el optoacoplador.
@domenix 4,575V definitivamente parece que el optoacoplador está sobrecargado. O querrá reducir la potencia que se alimenta al optoacoplador (resistencia de purga entre PWM y tierra en su diagrama), o encontrará otra forma de aislar/proteger su 'duino sin perder linealidad (si OK1 no funcionará de manera confiable en cualquier nivel de entrada razonable). FYI: Al ser un dispositivo de impedancia increíblemente alta, un MOSFET de potencia (en mi opinión) debería proporcionar un grado bastante alto de protección para su arduino por sí solo (verifique la fuga/aislamiento de Drain-Gate y Gate-Source en la hoja de datos).
@ RobhercKV5ROB Intenté agregar una resistencia de purga, pero no cambió el comportamiento del LED, pero gracias por el consejo, ¡lo tendré en cuenta!

Respuestas (1)

Los mosfets de potencia tienen una capacitancia de compuerta significativa y su unidad de compuerta está significativamente desequilibrada. 500 ohmios para cargar y 600 K para descargar, eso es aproximadamente 100: 1, no es de extrañar que el PWM no muestre resultados.

reemplace R3 con 1K reemplace R2 con un cable, eso dará un impulso de descarga más fuerte y debería funcionar mejor.

Cuando reemplacé R2 con alambre y R3 con una resistencia de 1k, no funcionó, pero cuando conservé R2 y cambié R3 con una resistencia de 2k, funcionó perfectamente. Ahora funciona como debe ser. ¡Muchas gracias a ti y a @Passerby!
@Passerby Realmente no entiendo lo que sugieres. ¿Qué debo cambiar? Por cierto, eliminé el R4 y funciona, por lo que en realidad no era necesario.
También sugeriría pasar a una configuración lateral baja. Un optó npn es más adecuado para tirar del colector en lugar del emisor alto. Requeriría invertir la lógica arduino pwm, pero eso es simple.
R2 y r4 sirvieron para el mismo propósito. Pero el optó es un transistor basado en npn. Funciona mejor como interruptor lateral bajo/tierra que como interruptor lateral alto/vcc. Tal como está, el emisor se tira a la caída de voltaje base de 0.7V más o menos. Enviaré un enlace a la información relevante mañana cuando esté en casa. Puede Google common emitter para obtener más información.
@passerby, debido a que está aislado, no hace ninguna diferencia con un optotransistor, ya sea que se use en el lado alto o bajo. Sin embargo, si se tratara de un transistor ordinario impulsado por una señal de voltaje en la base, el colector común sería el camino a seguir.
AFAIK lo hace, pero no estoy bastante bien entrenado en eso. @jasen. En mi experiencia limitada, una configuración npn de emisor común es mejor
Es la razón por la que no respondí, solo tengo evidencia empírica, no fuentes autorizadas.
¿como puede ser? la base está aislada, por lo que no hay nada que impida que vaya más alto que el colector en cualquier configuración,
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