Arduino IRF520N MOSFET-Treiber-Modul: Anschluss, Programm

INHALT

Funktionsprinzip des IRF520N MOSFET Modul Arduino
Anschließen des IRF520N MOSFET Modul an den Arduino
Code für MOSFET Modulsteuerung IRF520N Arduino
Anschließen IRF520N Modul und Potentiometer Arduino
Code Motorsteuerung durch Modul MOSFET IRF520N

Das Arduino MOSFET-Modul, welches auf dem Feldeffekttransistor IRF520 basiert, dient zur Steuerung von Lasten bis zu 24 Volt. In dieser Übersicht behandeln wir den Anschluss des IRF520N MOSFET-Transistormoduls an den Arduino mit einer Softstart-Motorfunktion und die Steuerung der Geschwindigkeit des Gleichstrommotors mittels eines an die Analoganschlüsse des Arduino angeschlossenen Potentiometers.

Bestandteile:

Arduino Uno / Arduino Nano / Arduino Mega
IRF520N MOSFET-Modul
DC-Motor
Potentiometer
Breadboard
Dupont-Kabel

Im Unterschied zu elektromagnetischen oder Halbleiterrelaismodulen unterstützt dieser Baustein die PWM-Modulation und ermöglicht den Sanftanlauf von Gleichstrommotoren sowie die Steuerung von LED-Bändern. Wenn eine Spannung von 5 Volt an den Arduino-Steuerpin angelegt wird, öffnet das MOSFET-Transistormodul IRF520N und liefert bis zu 24 Volt an die Last mit einem maximalen Strom von 5 Ampere.

IRF520N MOSFET-Modul Arduino pinout, datasheet

Merkmale des MOSFET-Modul IRF520N (datasheet)

Versorgungsspannung: 5 V
Ausgangsspannung: 0 bis 24 V
Ausgangsstrom: max 5 A

Das Schaltbild des Transistormoduls ist unten abgebildet. Beachten Sie, dass der maximale Laststrom 5 Ampere beträgt. Bei einer Last von 1 Ampere ist jedoch eine Zwangskühlung des Moduls erforderlich, um es vor Überhitzung und einem Ausfall des MOSFET-Transistors zu schützen. Das Modul wird aktiviert (Stromkreis mit Motor oder anderem Gerät), wenn eine Spannung von mehr als 3,4 Volt am Eingang anliegt.

Wie man einen MOSFET-Modul an einen Arduino anschließt

Der Gleichstrommotor wird mittels eines PWM-modulation Mosfet-Moduls gesteuert, um eine stufenlose Regelung der Motordrehzahl zu ermöglichen. Der Treiber basiert auf dem IRF520 und kann die Drehrichtung nicht umkehren. Für diesen Zweck sollte der L298N-Treiber verwendet werden. Die Schaltung sollte gemäß der Abbildung aufgebaut und das Programm für einen sanften Start und Stopp des Motors geladen werden.

Programm Arduino für Motorsteuerung durch MOSFET-Modul IRF520N

#define MOT 9

void setup() {
  pinMode(MOT, OUTPUT);
}

void loop() {
  // Softstart
  for(int i=0; i<=255; i++) {
     analogWrite(MOT, i);
     delay(5);
  }
 
  // Soft-Shutdown
  for(int i=255; i>=0; i--) {
     analogWrite(MOT, i);
     delay(5);
  }
}

Eine for-Schleife wird verwendet, um den Motor sanft ein- und auszuschalten;
Der gleiche Code wurde auch für das regelmäßige Blinken der LEDs des Arduino verwendet.

Wie man einen IRF520N-Modul an einen Arduino anschließt

Im folgenden Beispiel wird ein Treiber auf Basis des IRF520N durch ein Potentiometer Arduino (variabler Widerstand) gesteuert. Die Programme in dieser Übersicht sind für jedes Transistormodul geeignet, nur die Verdrahtung variiert. Anstelle des Potentiometers kann ein beliebiger analoger Sensor zur Steuerung des Motors verwendet werden, z. B. ein LM35 Arduino-Sensor oder ein Lichtsensor auf einem Fotowiderstand.

Programm Arduino für Motorsteuerung durch IRF520N & Potentiometer

#define MOT 9
#define POT A1

int value;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  pinMode(MOT, OUTPUT);
  pinMode(POT, INPUT);
}

void loop() {
  value = analogRead(POT);
  value = map(value, 0, 1023, 0, 255);
 
  Serial.println(value);
  analogWrite(MOT, value);
}

Dieses Programm eignet sich auch zur Steuerung der Helligkeit von LED-Streifen.

Schlussfolgerung. Die Funktion map des Arduino wandelt die Werte des Eingangs A1 (0 bis 1024) in einen neuen Bereich von 0 bis 255 um. Dies ist von Nutzen für die Erstellung von Geräten mit sanftem Motorstart oder präziser Lichtsteuerung. Bei Bedarf kann ein Feldeffekttransistor verwendet werden, um ein IRF520N Mosfet-Treiber-Modul zu vermeiden, was das Projekt kostengünstiger und kompakter macht.