Силовой ключ P-Channel (Troyka-модуль)

Силовой ключ P-Channel поможет управлять нагрузкой постоянного тока: светодиодные ленты, моторы и помпы. А при использовании ШИМ-сигнала позволит плавно коммутировать подаваемое на нагрузку напряжение, например регулировать яркость светодиодных лент или управлять скоростью вращения электромотора.

Модуль выполнен на MOSFET P-канальном транзисторе и способен коммутировать плюсовой контакт нагрузки. Управлять положительным проводом полезно в условиях, где все устройства подключены к общей земле: например в автомобиле или корабле.

Пример работы для Arduino

В качестве теста будем управлять яркостью светодиодной ленты.

Схема подключения

Для быстрой сборки возьмите Troyka Shield.

С Troyka Slot Shield провода не понадобятся вовсе.

Исходный код

fade.ino
// пин силового ключа
#define PIN_MOSFET 11
// яркость ленты
int brightness = 0;
// шаг регулировки яркости
int fadeAmount = 5;
 
void setup() {
  // настраиваем 9-й в режим выхода
  pinMode(PIN_MOSFET, OUTPUT);
}
 
void loop() {
  // устанавливаем текущую яркость ленты на 9-й ножке:
  analogWrite(PIN_MOSFET, brightness);
 
  // меняем значение яркости на шаг регулировки
  brightness = brightness + fadeAmount;
 
  // если достигли порогового значения
  // меняем направление регулировки.
  if (brightness == 0 || brightness == 255) {
    fadeAmount = -fadeAmount;
  }
 
  // ждём 30 мс
  delay(30);
}

Пример работы для Espruino

Для быстрой сборки возьмите Troyka Shield.

С Troyka Slot Shield провода не понадобятся вовсе.

Исходный код

fade.js
// пин силового ключа
var pinMosfet = P11;
// яркость ленты
var brightness = 0;
// шаг регулировки яркости
var fadeAmount = 0.05;
 
setInterval(function(){
 
  // устанавливаем текущую яркость ленты
  analogWrite(pinMosfet, brightness);
 
  // меняем значение яркости на шаг регулировки. 
  brightness += fadeAmount;
 
  // если достигли максимального или минимального значения яркости
  if (brightness <= 0 || brightness >= 1) {
 
    // меняем знак шага регулировки яркости
    fadeAmount = -fadeAmount;
  }
 
  // функция будет выполняться каждые 30 мс
}, 30);

Элементы платы

Нагрузка

Модуль предназначен для коммутации нагрузки постоянного тока напряжением до 30 В и током до 20 А. Нагрузка подключается своими контактами к колодкам под винт L. Отрицательный контакт нагрузки подключается к контакту L-, а положительный — к контакту L+.

Питание нагрузки

Источник питания нагрузки подключается своими контактами к колодкам под винт P. Положительный контакт источника питания подключается к контакту P+, а отрицательный — к контакту P-.

Обратите внимание, контакты L− и P− на модуле объединены. Силовым ключом коммутируется связь между контактами L+ и P+.

Troyka-контакты

Модуль силовой ключ подключается к управляющей электронике через три провода.

  • Сигнальный (S) — управляющий контакт силового ключа. Подключите к цифровому пину микроконтроллера.
  • Питание (V) — соедините с рабочим напряжением микроконтроллера.
  • Земля (G) — соедините с пином GND микроконтроллера.

При появлении логической единицы на сигнальном контакте силовой ключ открывается и через нагрузку начинает течь ток. При подаче на сигнальный контакт логического нуля или при исчезновении напряжения силовой ключ закрывается.

На сигнальный контакт можно подавать ШИМ-сигнал для плавного регулирования напряжения нагрузки.

Индикатор состояния силового ключа

Светодиод показывает состояние силового ключа. Он горит при открытом ключе. При использовании ШИМ-сигнала, яркость светодиода говорит о коэффициенте заполнения ШИМ.

Принципиальная и монтажная схемы

Характеристики

  • Транзистор: IRFR5305PBF (P-Channel)
  • Рабочее напряжение: 3,3–5 В
  • Потребляемый ток: до 100 мА
  • Максимальное коммутируемое напряжение: 30 В
  • Максимальный коммутируемый ток: 20 А
  • Габариты: 25,4×25,4 мм

Ресурсы