Power switch per Arduino DIY

Oggi ad Aspettando il Bus mi occupo della realizzazione di un modulo di potenza per controllare carichi più impegnativi con Arduino. Ho impiegato diverso tempo nella progettazione di questo modulo, non per la sua difficoltà intrinseca, ma per l'uso a cui destinarlo. Il lavoro finito è questo:

Modulo di potenza per Arduino montato di Paolo Luongo

Ecco lo schema elettrico del circuito:

Schema modulo di potenza per Arduino di Paolo Luongo

Lo schema non è molto sofisticato e doveva rispettare alcuni semplici requisiti: il primo era la sicurezza. Vengo da una vecchia scuola ed ho imparato a mettere fusibili in giro per i miei progetti, cosa che è caduta in disuso ultimamente. Forse perché le persone che non sbagliano mai? Bene, io non sono una di quelle persone, anzi io di errori ne faccio tanti. :-)

Come prima cosa ecco un bel fusibile da 6,3A, il valore non è critico ma per il cablaggio fatto non è il caso di esagerare. Al limite va bene anche uno da 8A ma vi sconsiglio di andare oltre anche se il MOSFET può lavorare con correnti di 28A, in questo montaggio il cablaggio risulta inadeguato. 
 

IRF540 - fonte datasheet SGS

Tutto è basato sul MOSFET IRF540 che ha una tensione massima di circa 100 Volt con correnti massime di 33A nella versione IRF540N, ma attenzione al giusto cablaggio con fili di sezione non inferiore ai 6 mm² !  Ha una bassa resistenza interna, solo 77 millesimi di Ohm, e quindi abbiamo una bassa dissipazione in calore ed è possibile utilizzare dissipatori più piccoli. Il MOSFET è un dispositivo che opera in TENSIONE e non IN CORRENTE come i BJT, quindi non è necessario interporre un resistore di limitazione della corrente, ma io ne metto sempre (per abitudine) uno da 1KOhm sul Gate. Costa 1 centesimo e non ha controindicazioni. Possiamo anche soprassedere sulle correnti inverse perché ha il diodo di recupero integrato.

Per controllare il corretto pilotaggio, da parte di Arduino, ho collegato un LED rosso da 3 mm con relativo resistore di limitazione da 330 Ohm sull'ingresso del modulo.

Altre funzione richiesta, in fase di progetto, era quella di alimentare Arduino dal modulo di potenza. Ho aggiunto un diodo 1N4007 che prende la tensione del modulo e la collega al pin VIN di Arduino. Per ridurre il rumore elettrico ho inserito un condensatore da 100µF e un da 100nF. Ho aggiunto un led per controllare il normale funzionamento del circuito di alimentazione.

Test modulo di potenza foto di Paolo Luongo

Un' ultima nota: programmate Arduino con la porta USB senza alimentare il modulo. Non succede nulla, ma meglio prevenire che curare. Lo so soffro di manie sulla sicurezza, ma il negozio di componenti elettronici è lontano ed è sempre chiuso quando mi serve !

Ecco il link per le istruzioni per il montaggio, step by step, del modulo e questo è il link per le FAQ.

Buon lavoro

Paolo :-)