1. Ідентифікація та основні компоненти
flowchart TD
subgraph MOSFET_MODULE["Модуль силового ключа на AOD4184A"]
direction TB
subgraph TERMINALS["Клемні роз'єми"]
direction TB
subgraph INPUT["Вхід (VIN)"]
direction LR
VIN_PLUS["VIN+"] --- VIN_MINUS["VIN-"]
end
subgraph OUTPUT["Вихід (OUT)"]
direction LR
OUT_PLUS["OUT+"] --- OUT_MINUS["OUT-"]
end
INPUT --- OUTPUT
end
subgraph CONTROL["Контрольні піни (J1)"]
direction LR
GND["GND
(x3)"] --- TRIG["TRIG/PWM
(x3)"]
end
subgraph COMPONENTS["Компоненти"]
direction TB
Q1["Q1
AOD4184A
MOSFET"] --- Q2["Q2
AOD4184A
MOSFET"]
LED["Індикатор
LED"]
RES["Резистори
R1, R2, R3"]
end
TERMINALS --- CONTROL
CONTROL --- COMPONENTS
end
classDef terminal fill:#ffe0b2,stroke:#e65100,stroke-width:1px
class VIN_PLUS,VIN_MINUS,OUT_PLUS,OUT_MINUS terminal
classDef control fill:#e1f5fe,stroke:#0288d1,stroke-width:1px
class GND,TRIG control
classDef component fill:#f5f5f5,stroke:#333,stroke-width:1px
class Q1,Q2,LED,RES component
Рекомендується використовувати модуль у межах його номінального струму 15А без додаткового охолодження. При вищих струмах (до 25А) необхідно забезпечити належне охолодження та моніторинг температури.
2. Схема підключення
flowchart TB
subgraph PS["Джерело живлення"]
BAT_PLUS["+(VCC)"]
BAT_MINUS["-(GND)"]
end
subgraph MOD["MOSFET модуль"]
VIN_PLUS["VIN+"]
VIN_MINUS["VIN-"]
OUT_PLUS["OUT+"]
OUT_MINUS["OUT-"]
TRIG["TRIG/PWM"]
GND["GND"]
end
subgraph LOAD["Навантаження"]
LOAD_PLUS["+"]
LOAD_MINUS["-"]
end
subgraph MCU["Arduino/Мікроконтролер"]
PWM_PIN["PWM пін
(наприклад, D9)"]
MCU_GND["GND"]
end
BAT_PLUS --> VIN_PLUS
BAT_MINUS --> VIN_MINUS
OUT_PLUS --> LOAD_PLUS
LOAD_MINUS --> OUT_MINUS
PWM_PIN --> TRIG
MCU_GND --> GND
classDef power fill:#ffe0b2,stroke:#e65100,stroke-width:2px
classDef module fill:#e1f5fe,stroke:#0288d1,stroke-width:2px
classDef load fill:#e8f5e9,stroke:#2e7d32,stroke-width:2px
classDef mcu fill:#f3e5f5,stroke:#7b1fa2,stroke-width:2px
class BAT_PLUS,BAT_MINUS power
class VIN_PLUS,VIN_MINUS,OUT_PLUS,OUT_MINUS,TRIG,GND module
class LOAD_PLUS,LOAD_MINUS load
class PWM_PIN,MCU_GND mcu
2.1. Підключення джерела живлення
- Знайдіть два сині гвинтові клеми з позначкою VIN+ та VIN- (зазвичай знизу плати або позначені на звороті).
- Підключіть позитивний (+) термінал джерела живлення (наприклад, акумулятора 12В) до клеми VIN+ на модулі.
- Підключіть негативний (-) термінал джерела живлення (землю) до клеми VIN- на модулі.
- Використовуйте дроти достатнього перерізу, щоб витримати очікуваний струм навантаження (чим вищий струм, тим товщі дроти).
Переконайтеся, що напруга джерела живлення не перевищує 40В (максимальне значення Vds для AOD4184A), оптимально використовувати 12-24В. Також дотримуйтесь правильної полярності при підключенні.
2.2. Підключення навантаження
- Знайдіть два сині гвинтові клеми з позначкою OUT+ та OUT- (зазвичай зверху плати або позначені на звороті).
- Підключіть позитивний (+) провід вашого навантаження (мотора, лампи тощо) до клеми OUT+ на модулі.
- Підключіть негативний (-) провід вашого навантаження до клеми OUT- на модулі.
При підключенні моторів обов'язково використовуйте захисний діод (flyback diode). Під'єднайте його паралельно до клем мотора: катод (смуга) до позитивного проводу, анод до негативного. Це захистить MOSFET від пікових викидів напруги при роботі мотора.
flowchart LR
OUT_PLUS["OUT+"] --> MOTOR_PLUS["+"]
MOTOR_PLUS --- MOTOR_MINUS["-"]
MOTOR_MINUS --> OUT_MINUS["OUT-"]
DIODE["Захисний діод"]
DIODE -.-> |"Катод (смуга)"| MOTOR_PLUS
DIODE -.-> |"Анод"| MOTOR_MINUS
classDef module fill:#e1f5fe,stroke:#0288d1,stroke-width:2px
classDef motor fill:#e8f5e9,stroke:#2e7d32,stroke-width:2px
classDef protection fill:#ffebee,stroke:#c62828,stroke-width:2px
class OUT_PLUS,OUT_MINUS module
class MOTOR_PLUS,MOTOR_MINUS motor
class DIODE protection
2.3. Підключення до мікроконтролера
- Знайдіть групу контактів (пінів/отворів) для керування (позначених як J1 на платі).
- Знайдіть контакти з позначкою TRIG/PWM. Підключіть один з цих контактів до цифрового виходу Arduino, який підтримує PWM (наприклад, пін 9).
- Знайдіть контакти з позначкою GND. Підключіть один з цих контактів до піна GND на Arduino.
- Важливо: Земля (GND) Arduino та земля (GND/-) джерела живлення навантаження мають бути з'єднані між собою для коректної роботи схеми. Якщо ви використовуєте одне джерело живлення для Arduino та навантаження, це зазвичай вже виконано. Якщо джерела різні, з'єднайте їхні контакти GND.
На модулі є по три піни GND та TRIG/PWM, які внутрішньо з'єднані між собою. Достатньо використовувати лише один з кожного типу для мікроконтролера. Інші піни можна використати для підключення додаткових компонентів або залишити не підключеними.
M-піна вашого мікроконтролера (наприклад, пін 9 на Arduino).
Підключіть один з пінів GND на модулі до піна GND вашого мікроконтролера.
На модулі є по три піни GND та TRIG/PWM, які внутрішньо з'єднані між собою. Достатньо використовувати лише один з кожного типу для мікроконтролера. Інші піни можна використати для підключення додаткових компонентів або залишити не підключеними.
3. Керування модулем через Arduino
3.1. Базовий код для керування (ON/OFF)
// Базовий код вмикання/вимикання
const int mosfetPin = 9; // Пін для керування MOSFET-модулем
void setup() {
pinMode(mosfetPin, OUTPUT);
}
void loop() {
digitalWrite(mosfetPin, HIGH); // Вмикає модуль (відкриває MOSFET)
delay(2000); // Затримка 2 секунди
digitalWrite(mosfetPin, LOW); // Вимикає модуль (закриває MOSFET)
delay(2000); // Затримка 2 секунди
}
3.2. Код для плавного керування (PWM)
// Код для PWM-керування (плавне регулювання швидкості/яскравості)
const int mosfetPin = 9; // PWM-пін для керування модулем
int mSpeed = 0; // Поточне значення PWM (0-255)
int mStep = 15; // Крок зміни PWM
void setup() {
pinMode(mosfetPin, OUTPUT);
}
void loop() {
// Змінюємо значення PWM
mSpeed = mSpeed + mStep;
// Змінюємо напрямок, коли досягаємо меж
if (mSpeed >= 255 || mSpeed <= 0) {
mStep = -mStep;
// Корекція значення, щоб не виходити за межі 0-255
if (mSpeed > 255) mSpeed = 255;
if (mSpeed < 0) mSpeed = 0;
}
// Застосовуємо PWM-сигнал
analogWrite(mosfetPin, mSpeed);
delay(100); // Затримка для плавної зміни
}
3.3. Код для тестування високих навантажень
// Код для тестування при постійному навантаженні
const int mosfetPin = 9; // Пін для керування MOSFET-модулем
void setup() {
pinMode(mosfetPin, OUTPUT);
digitalWrite(mosfetPin, HIGH); // Вмикає модуль (відкриває MOSFET)
while(1); // Безкінечний цикл, модуль залишається увімкненим
}
void loop() {
// Цей код не виконується через while(1) у setup()
}
Для точного керування рекомендується використовувати PWM-сигнал (функція analogWrite), який дозволяє плавно змінювати швидкість моторів або яскравість освітлення. MOSFET модуль чудово підходить для PWM-керування завдяки швидкому перемиканню транзисторів.
4. Розрахунки для використання
4.1. Розрахунок падіння напруги
Vdrop = I × Rds(on)
Де:
- I - струм навантаження (в амперах)
- Rds(on) - опір відкритого транзистора (близько 5.8-7.5 мОм)
Приклад: При струмі 15A:
Vdrop = 15A × 0.0065 Ом = 0.0975В (або ~98мВ)
4.2. Розрахунок розсіювання тепла
P = I² × Rds(on)
Приклад: При струмі 15A:
P = (15A)² × 0.0065 Ом = 1.46 Вт
При високих струмах (>15A) рекомендується додати радіатор, щоб забезпечити належне охолодження модуля. Хоча модуль може витримувати до 25A, тривала робота при таких струмах без додаткового охолодження призведе до перегріву.
5. Цікаві аспекти використання
5.1. Переваги MOSFET перед реле
- Безшумна робота: На відміну від механічних реле, MOSFET працює абсолютно безшумно
- Довший термін служби: Відсутність рухомих частин забезпечує надійність та довговічність
- Швидше перемикання: Ідеально для PWM-керування та регулювання швидкості/яскравості
- Мінімальні втрати: Дуже низький опір у відкритому стані (Rds(on)) мінімізує втрати енергії
- Компактний розмір: Модуль має розміри лише 34×17×14 мм
5.2. Практичні застосування
- Керування двигунами постійного струму: Регулювання швидкості за допомогою PWM
- Системи освітлення: Плавне регулювання яскравості світлодіодних стрічок та ламп
- Високострумові навантаження: Безпечне перемикання пристроїв із споживанням до 15A (і більше з охолодженням)
- Проєкти автоматизації: Керування силовими пристроями за допомогою мікроконтролерів
- Портативні та автономні пристрої: Завдяки низьким втратам енергії, ідеально для батарейних проєктів
- Заміна електромеханічних реле: У системах, що вимагають частого перемикання або безшумної роботи
5.3. Ефективність при різних навантаженнях
При тестуванні модуля з різними навантаженнями, отримані такі показники падіння напруги:
| Струм навантаження |
Падіння напруги |
Опір Rds(on) |
| 5A |
~29 мВ |
~5.8 мОм |
| 10A |
~60 мВ |
~6.0 мОм |
| 15A |
~97 мВ |
~6.5 мОм |
| 20A |
~150 мВ |
~7.5 мОм |
Навіть при високих струмах (20A) падіння напруги на модулі становить лише близько 150 мВ, що забезпечує ефективність понад 99% для більшості систем з напругою 12В або вище.
5.4. Особливості конструкції
- Паралельне підключення MOSFET: Модуль використовує два транзистори AOD4184A, з'єднаних паралельно (затвори разом, стоки разом, витоки разом), що дозволяє розподілити струм навантаження для підвищення загальної струмової спроможності
- N-канальний принцип: Використовується "low-side switching" - комутація відбувається на стороні "землі", що оптимально для керування від мікроконтролерів
- Індикація роботи: Вбудований світлодіод загоряється, коли на вхід TRIG/PWM подається сигнал керування (HIGH)
- Компактні розміри: Незважаючи на високу струмову спроможність, модуль має мініатюрні розміри (близько 34×17×14 мм)
Важливе зауваження: Ми доклали зусиль, щоб ця інструкція була точною та корисною. Однак, ця інструкція надається як довідковий матеріал. Електронні компоненти можуть мати варіації, а схеми підключення залежать від конкретних умов та вашого обладнання. Ця інформація надається "як є", без гарантій повноти чи безпомилковості. Наполегливо рекомендуємо перевіряти специфікації вашого модуля (datasheet), звірятися з іншими джерелами та, за найменших сумнівів, звертатися до кваліфікованих фахівців, особливо при роботі з напругою 220В.
Оплата карткою
Переказ на картку
Оплата на IBAN
Безготівковий розрахунок
Післяплата
