PWM não vai a zero (Transistor não desacopla) - Laboratorio de Garagem (arduino, eletrônica, robotica, hacking)2024-03-28T20:15:00Zhttps://labdegaragem.com/forum/topics/pwm-n-o-vai-a-zero-transistor-n-o-desacopla?commentId=6223006%3AComment%3A742086&feed=yes&xn_auth=noolá novamente Pedro.
S…tag:labdegaragem.com,2020-09-06:6223006:Comment:7422102020-09-06T00:50:15.481ZElcids Chagashttps://labdegaragem.com/profile/ElcidsChagas
<p><span style="font-size: 12pt;">olá novamente Pedro.</span></p>
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<p><span style="font-size: 12pt;"> Sobre o uso do <strong><em>ESP8266 @3.3V</em></strong>, isto tem uma implicação simples: garantir o <strong><em>ON/OFF</em></strong> do elemento sendo controlado, quando este elemento está alimentado com uma tensão maior (como <strong>5V</strong> ou <strong>12V</strong> por exemplo). E sobre isso, falarei mais à frente (uso de um “driver” simples).…</span></p>
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<p><span style="font-size: 12pt;">olá novamente Pedro.</span></p>
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<p><span style="font-size: 12pt;"> Sobre o uso do <strong><em>ESP8266 @3.3V</em></strong>, isto tem uma implicação simples: garantir o <strong><em>ON/OFF</em></strong> do elemento sendo controlado, quando este elemento está alimentado com uma tensão maior (como <strong>5V</strong> ou <strong>12V</strong> por exemplo). E sobre isso, falarei mais à frente (uso de um “driver” simples).</span></p>
<p></p>
<p><span style="font-size: 12pt;"> Sobre vc ter usado o <strong><em>TIP122</em></strong> inicialmente, veja que as características de Potência são parecidas com as do <strong><em>TIP41</em></strong>, e portanto vc também estava forçando a <strong><em>junção Base-Emissor</em></strong> com correntes um tanto altas. Se a <strong><em>junção Base-Emissor</em></strong> é danificada, então o <strong><em>Transistor</em></strong> não é mais confiável, pois não irá se comportar como esperado.</span></p>
<p></p>
<p><span style="font-size: 12pt;"> Sobre a aquisição do <strong><em>MOSFET</em></strong>, verifique o famoso site de compras “ML” (pelas iniciais vc sabe qual é). Facilmente vc encontrará diversos modelos de <strong><em>MOSFET</em></strong>. Aconselho procurar anúncios que vendam múltiplos de 5 ou 10 unidades, pois neste caso compensará mais em termos de frete. E certamente vc encontrará lá no ML, anúncios de cidades de SC ou mesmo de Curitiba, o que implicará em custo de envio menor devido à sua proximidade geográfica.</span></p>
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<p><span style="font-size: 12pt;"> Para o seu caso, eu recomendo usar o <strong><em>IRF540</em></strong>. Ele é muito comum e popular, e suas características elétricas atendem seu caso, pois seu “<strong><em>RDS ON</em></strong>” (“impedância ON”) é menor que <strong><em>100 mili-Ohms</em></strong>. Com esse baixo “<strong><em>RDS ON</em></strong>”, a Potência dissipada pelo <strong><em>IRF540</em></strong> a uma corrente de <strong>3A</strong>, seria menor que <strong>1W</strong>, dispensando o uso de um dissipador de calor.</span></p>
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<p><span style="font-size: 12pt;"> Sobre o circuito, veja o exemplo mostrado na figura a seguir, que simulei no <strong><em>Proteus</em></strong>:</span></p>
<p style="text-align: center;"><span style="font-size: 10pt;"><strong><em>(clique na figura para “zoom”)</em></strong></span></p>
<p><a href="https://storage.ning.com/topology/rest/1.0/file/get/7840572655?profile=original" target="_blank" rel="noopener"><img src="https://storage.ning.com/topology/rest/1.0/file/get/7840572655?profile=RESIZE_710x" class="align-center" width="650" height="768"/></a></p>
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<p><span style="font-size: 12pt;"> Observe as formas de onda no <strong><em>Osciloscópio</em></strong> <strong><em>virtual</em></strong>, principalmente a amplitude. Note que para o sinal que emula um <strong><em>PWM</em></strong> (na figura o sinal com nome “<strong><em>Pulse</em></strong>”), usei um gerador de pulsos, onde pode-se mudar o percentual <strong><em>%</em></strong> (portanto o <strong><em>duty cycle</em></strong>).</span></p>
<p><span style="font-size: 12pt;"> Veja que usei uma amplitude de <strong><em>3.3V</em></strong>, para ficar conforme o <strong><em>ESP8266</em></strong>. Claro vc pode estar se perguntando: mas a amplitude não irá diminuir quando drenamos corrente? Sim, isso ocorre, porém no circuito mostrado o dreno de corrente da saída digital será muito baixo, e isso garante queda mínima na tensão correspondente ao <strong>Nível Lógico</strong> “<strong>1</strong>”.</span></p>
<p></p>
<p><span style="font-size: 12pt;"> Mas sobre este circuito, há outras características importantes que vc precisa estar a par. Seguem elas enumeradas:</span></p>
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<p><span style="font-size: 12pt;"> <span style="font-size: 14pt;"><strong><em>1)</em></strong></span> veja que usei um <strong><em>BC337</em></strong> como “driver” intermediário entre a <strong><em>saída digital</em></strong> do <strong><em>ESP8266</em></strong> (o sinal “<strong><em>Pulse</em></strong>” no circuito), e o <strong><em>Gate</em></strong> do <strong><em>MOSFET</em></strong>. Isto é necessário para garantir sem falhas, que o <strong><em>MOSFET</em></strong> será acionado (explico logo adiante). Veja a figura a seguir onde marquei em verde claro o pior caso da tensão <strong><em>VGS</em></strong> do <strong><em>IRF540</em></strong>:</span></p>
<p style="text-align: center;"><span style="font-size: 10pt;"><strong><em>(clique na figura para “zoom”)</em></strong></span></p>
<p><a href="https://storage.ning.com/topology/rest/1.0/file/get/7840578884?profile=original" target="_blank" rel="noopener"><img src="https://storage.ning.com/topology/rest/1.0/file/get/7840578884?profile=RESIZE_710x" class="align-center" width="1226" height="502"/></a></p>
<p></p>
<p><span style="font-size: 12pt;"> Veja que <em><u>no pior caso</u></em>, temos <strong><em>VGS = 4V</em></strong>. Isto significa que no pior caso, se a <strong><em>tensão de controle</em></strong> (o <strong><em>VGS</em></strong>) estiver acima de <strong><em>4V</em></strong>, o <strong><em>MOSFET</em></strong> será acionado (irá conduzir). Além disso, é preciso garantir que o <strong><em>MOSFET</em></strong> conduza “bem”, ou seja, tenha um “<strong><em>RDS ON</em></strong>” realmente baixo. Com este “<strong><em>driver</em></strong>” via <strong><em>BC337</em></strong>, o “<strong><em>VGS ON</em></strong>” será de <strong><em>12V</em></strong>, garantindo uma ótima condução do <strong><em>IRF540</em></strong>.</span></p>
<p><span style="font-size: 12pt;"> Esta figura foi preparada a partir do <em>datasheet</em> do <strong><em>IRF540</em></strong> do fabricante <em>Vishay</em>. Os dados da figura estão na página 2 do datasheet, na <strong>Tabela</strong> de nome “<strong>SPECIFICATIONS</strong>”. O datasheet é este aqui: <a href="https://storage.ning.com/topology/rest/1.0/file/get/7840589255?profile=original" target="_blank" rel="noopener">"<em><strong>IRF540_Vishay.pdf</strong></em>"</a></span></p>
<p></p>
<p><span style="font-size: 12pt;"> <strong><em><u>Atenção</u></em></strong>: não vá interpretar errado os valores <strong><em>mínimo</em></strong> e <strong><em>máximo</em></strong> mostrados na figura anterior para o <strong><em>VGS</em></strong> do <strong><em>IRF540</em></strong>. Eles se referem ao <strong><em>VGS(th)</em></strong> ou <strong><em>VGS</em></strong> de <strong><em>Threshold</em></strong> (ou VGS “limiar”). Quem não é especialista, vai achar que são valores limitantes para o VGS, mas esta interpretação está totalmente incorreta. Estes limites mínimo e máximo, se referem à produção (fabricação) do componente eletrônico, ou seja, se referem à <strong><em>estatística de fabricação</em></strong>. Assim, para os <strong><em>IRF540</em></strong> produzidos e testados em fábrica, o pior caso medido para a tensão <strong><em>VGS(th)</em></strong>, será <strong>4V</strong>, o que significa que no pior caso, é preciso aplicar <em><u>pelo menos</u></em> <strong><em>4V</em></strong> para o <strong><em>IRF540</em></strong> conduzir. Obseve que no melhor caso estatístico, <strong><em>VGS(th)</em></strong> será de <strong><em>2V</em></strong>, mas se vc considerar esse valor em um Projeto, pode dar “azar” e adquirir um componente que tem o <strong><em>VGS(th)</em></strong> mais próximo a <strong><em>4V</em></strong>, e aí claro vai dar zica.</span></p>
<p><span style="font-size: 12pt;"> Sobre o valor “extremo” do <strong><em>VGS</em></strong>, vc encontra isso na primeira página do datasheet, na <strong>Tabela</strong> “<strong>ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS</strong>”. Este valor é de <strong><em>20V</em></strong>, e <em><u>não deve</u></em> ser alcançado. Aliás, se qualquer valor dessa Tabela for alcançado, o Fabricante não mais garante que o componente terá o desempenho especificado no restante do datasheet. Note que para o <strong><em>VDS</em></strong>, o valor extremo é 100V.</span></p>
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<p><span style="font-size: 12pt;"> Pelas informações acima, vc pode concluir que se usar a <strong><em>saída digital</em></strong> do <strong><em>ESP8266</em></strong> <strong><em>@3.3V</em></strong> diretamente no <strong><em>Gate</em></strong> do <strong><em>IRF540</em></strong> (ou seja, sem o driver intermediário com BC337), vc não terá como sempre garantir o acionamento do <strong><em>MOSFET</em></strong>, caso o <strong><em>VGS(th)</em></strong> de algum <em><strong>IRF540</strong></em> que vc venha a adquirir seja acima de <strong><em>3.3V</em></strong>.</span></p>
<p></p>
<p><span style="font-size: 12pt;"> <span style="font-size: 14pt;"><strong><em>2)</em></strong></span> note que o <strong>Diodo</strong> em <em>paralelo</em> com o <strong><em>Motor</em></strong> (ou “<em>anti-paralelo</em>” como alguns preferem dizer), é um <strong><em>1N4937</em></strong>. Este é um <strong><em>Diodo de comutação rápida</em></strong>. <strong><em><u>Não use</u></em></strong> diodos como <strong><em>1N4007</em></strong>, ou da série <strong><em>1N400x</em></strong>, pois estes são <strong><em>diodos</em></strong> “<strong><em>lentos</em></strong>”, que são ótimos para a rede de <strong><em>60Hz</em></strong>, mas que são inadequados para circuitos de alta-frequência ou onde a comutação deve ser rápida. O papel desse diodo é absorver a energia <strong><em>eletromotriz</em></strong> gerada pelo Motor quando o <strong><em>MOSFET</em></strong> corta a corrente. Assim que essa corrente é interrompida, durante um curto instante de tempo, um <em>spike</em> de alta tensão será produzido nos terminais do <strong><em>Motor</em></strong>, e com polaridade contrária à tensão de <strong><em>12V</em></strong> aplicada antes do corte. Como essa tensão gerada sobe muito rápido (em alguns <strong><em>micro-segundos</em></strong> ou até menos), é importante que o <strong><em>Diodo</em></strong> em paralelo, “perceba” rapidamente o surgimento dessa tensão, e absorva sua energia associada. E depois quando o <strong><em>MOSFET</em></strong> conduzir novamente, o Diodo ficará reversamente polarizado, e por ser rápido ele cortará também rapidamente, permitindo o acionamento do Motor.</span></p>
<p><span style="font-size: 12pt;"> Não precisa ser o <strong><em>1N4937</em></strong>. Pode ser qualquer outro <strong>Diodo</strong> rápido que tolere altas tensões reversas (ou seja, diodos como <strong><em>1N4148</em></strong> <em><u>não servem</u></em> neste caso, embora sejam rápidos). A tensão reversa repetitiva para o <strong><em>1N4937</em></strong> é de <strong><em>600V</em></strong> (lembrando que ao se colocar dois diodos em série, e com a polaridade correta, essa tensão dobrará).</span></p>
<p></p>
<p><span style="font-size: 12pt;"> <span style="font-size: 14pt;"><strong><em>3)</em></strong></span> observe que vc <em><u>não deve</u></em> aplicar ao Motor, um <strong><em>sinal PWM</em></strong> com qualquer frequência. A frequência que será efetiva, dependerá da Potência do Motor, ou seja, dependerá da Indutância que este Motor apresenta ao circuito. Motores mais potentes, terão maior indutância, e a frequência adequada do <strong><em>PWM</em></strong> diminui com o aumento dessa indutância. Maior indutância, menor frequência para o <strong><em>PWM</em></strong>.</span></p>
<p><span style="font-size: 12pt;"> Isso ocorre, porque ao usar o <strong><em>PWM</em></strong> no Motor, vc também estará <strong><em>chaveando uma indutância</em></strong>. Assim, conforme se aumenta a frequência do <strong><em>PWM</em></strong>, chegará a um ponto que o chaveamento não é mais eficiente, pois a inércia de energia do Motor girando não consegue acompanhar o liga/desliga do <strong><em>PWM</em></strong>. Assim é preciso usar uma frequência que permita aos enrolamentos do <strong><em>Motor</em></strong> “perceber” de forma clara que a corrente foi cortada, e sentir o efeito disso.</span></p>
<p><span style="font-size: 12pt;"> Este é um aspecto muito prático, pois além de depender da Potência do Motor, depende também da carga que está sendo acionada pelo eixo do Motor. Mas em geral, dificilmente vc precisará de mais que algumas centenas de Hz para o <strong><em>PWM</em></strong>. O ideal é começar com uma frequência intermediária, como por exemplo 500Hz, e então aumentar e diminuir a partir desse valor, observando se o controle PWM se comporta “suave”, ou se não responde mais. Claro, nesta avaliação, é preciso também variar o percentual do <strong><em>PWM</em></strong>, de 0% a 100%, para cada frequência avaliada, observando a resposta do <strong><em>Motor</em></strong>.</span></p>
<p></p>
<p><span style="font-size: 12pt;"> <span style="font-size: 14pt;"><em><strong>4)</strong></em></span> <strong><em><u>atenção</u></em></strong>: o driver com <strong><em>BC337</em></strong>, <strong><em>inverte o sinal PWM</em></strong> (vc pode conferir isso nos sinais mostrados no <strong><em>Osciloscópio virtual</em></strong> na primeira figura). Assim por exemplo para obter um <strong>PWM</strong> de <strong>80%</strong>, vc deve programar o percentual <strong><em>PWM</em></strong> na <strong><em>saída digital</em></strong> do <strong><em>ESP8266</em></strong>, para <strong>20%</strong> (ou seja, <strong><em>100% - 80% = 20%</em></strong>). Para isso vc pode criar uma <strong><em>função</em></strong> muito simples que faz este cálculo e também já programa o <strong><em>PWM</em></strong> com este resultado. Se tiver alguma dificuldade com isso, avise aqui que coloco um exemplo conforme o caso ser com valores percentuais (0 a 100%) ou com valores absolutos (0 a 255 na resolução padrão do <strong><em>Arduino</em></strong>).</span></p>
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<p></p>
<p><span style="font-size: 12pt;"> Caso use o <strong><em>Proteus</em></strong> e queira fazer algumas análises, segue o circuito que usei para simulação: <a href="https://storage.ning.com/topology/rest/1.0/file/get/7840602654?profile=original" target="_blank" rel="noopener">"<em><strong>Motor_IRF540_Proteus.zip</strong></em>"</a></span></p>
<p><span style="font-size: 12pt;"> Observe no entanto, que o <strong><em>Motor</em></strong> que usei na simulação, é um dos que estavam disponíveis no <strong><em>Proteus</em></strong>. Mas vc pode ajustar os parâmetros do mesmo (como a indutância vista e a carga mecânica no eixo). Lembre-se também que a simulação “ocorre” num “<em>tempo virtual</em>” que sempre será mais lento que o “<em>tempo real</em>”.</span></p>
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<p><span style="font-size: 12pt;"> Espero ter ajudado.</span></p>
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<p><span style="font-size: 12pt;"> Abrçs,</span></p>
<p><span style="font-size: 12pt;"> Elcids</span></p> Fazia tempo que não postava a…tag:labdegaragem.com,2020-09-05:6223006:Comment:7421892020-09-05T10:49:07.182ZPedro Lucas Alves da Rochahttps://labdegaragem.com/profile/PedroLucasAlvesdaRocha
<p>Fazia tempo que não postava aqui e não tinha atualizado meu cadastro. Eu me mudei para Jaraguá do Sul, material eletronico só em Joinville.</p>
<p></p>
<p>Saudades quando morava em Floripa.</p>
<p>Fazia tempo que não postava aqui e não tinha atualizado meu cadastro. Eu me mudei para Jaraguá do Sul, material eletronico só em Joinville.</p>
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<p>Saudades quando morava em Floripa.</p> Ola.
Vc mora em Florianópol…tag:labdegaragem.com,2020-09-05:6223006:Comment:7420862020-09-05T03:05:18.060ZEduardohttps://labdegaragem.com/profile/EduardoHenriqueMarcondes
<p>Ola.</p>
<p> Vc mora em Florianópolis ?<br></br> Tem mtas eletronicas pela região.</p>
<p><a href="https://www.ncreletronica.com.br/" target="_blank">https://www.ncreletronica.com.br/</a></p>
<p><a href="https://www.eletro-parts.com/" target="_blank">https://www.eletro-parts.com/</a></p>
<p><a href="https://www.filipeflop.com/" target="_blank">https://www.filipeflop.com/…</a></p>
<p></p>
<p>Ola.</p>
<p> Vc mora em Florianópolis ?<br/> Tem mtas eletronicas pela região.</p>
<p><a href="https://www.ncreletronica.com.br/" target="_blank">https://www.ncreletronica.com.br/</a></p>
<p><a href="https://www.eletro-parts.com/" target="_blank">https://www.eletro-parts.com/</a></p>
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<p><a href="https://maps.google.com/search?q=componentes+eletronicos+florian%C3%B3polis" target="_blank">https://maps.google.com/search?q=componentes+eletronicos+florian%C3%B3polis</a></p>
<p></p> Boa noite.
Muito obrigado pel…tag:labdegaragem.com,2020-09-05:6223006:Comment:7420832020-09-05T02:28:13.609ZPedro Lucas Alves da Rochahttps://labdegaragem.com/profile/PedroLucasAlvesdaRocha
<p>Boa noite.</p>
<p>Muito obrigado pela aula. </p>
<p></p>
<p>1) Estou de fato usando o <strong>ESP8266,</strong> que tem nivel logico de 3,3v, só coloquei o Arduino na imagem porque no Fritzing não tinha o EPS8266. Mas de fato a corrente deve estar ecessiva em todos os casos.</p>
<p></p>
<p>2) Inicialmente eu estava usando o TIP122, alterei para o 41c porque achei que estava trabalhando muito no limite superior de corrente do TIP122 e gerando o aquecimento. Mas vendo as tuas considerações de…</p>
<p>Boa noite.</p>
<p>Muito obrigado pela aula. </p>
<p></p>
<p>1) Estou de fato usando o <strong>ESP8266,</strong> que tem nivel logico de 3,3v, só coloquei o Arduino na imagem porque no Fritzing não tinha o EPS8266. Mas de fato a corrente deve estar ecessiva em todos os casos.</p>
<p></p>
<p>2) Inicialmente eu estava usando o TIP122, alterei para o 41c porque achei que estava trabalhando muito no limite superior de corrente do TIP122 e gerando o aquecimento. Mas vendo as tuas considerações de fato esse não era o problema.</p>
<p></p>
<p>3) Acredito sim que torrei meu transistor, verifiquei agora e ele esta passando corrente do coletor para a base. </p>
<p></p>
<p>Vou avaliar a utilização de um MOSFET para isso, nunca trabalhei com eles mas vou dar uma estudada. Teria algum modelo para indicar que atenda essa aplicação?</p>
<p></p>
<p>As ligações do circuito fisico estão corretas, já verifiquei algumas vezes. </p>
<p></p>
<p>Meu problema é não ter uma loja de componentes aqui na cidade que eu moro, então tenho que me virar com os componentes que tenho. </p>
<p></p>
<p>Muito obrigado pelo auxilio. </p>
<p></p>
<p></p> ah sim, complementando:
…tag:labdegaragem.com,2020-09-05:6223006:Comment:7421882020-09-05T01:00:18.303ZElcids Chagashttps://labdegaragem.com/profile/ElcidsChagas
<p><span style="font-size: 12pt;">ah sim, complementando:</span></p>
<p><span style="font-size: 12pt;"> Usar um <em><strong>MOSFET</strong> </em>para fazer essa comutação via <strong>PWM</strong>, certamente seria uma opção melhor que o <em><strong>BJT</strong></em>. Por três motivos principais:</span></p>
<p></p>
<p><span style="font-size: 12pt;"> <span style="font-size: 14pt;"><strong><em>1)</em></strong></span> a</span><span style="font-size: 12pt;"> corrente drenada da…</span></p>
<p><span style="font-size: 12pt;">ah sim, complementando:</span></p>
<p><span style="font-size: 12pt;"> Usar um <em><strong>MOSFET</strong> </em>para fazer essa comutação via <strong>PWM</strong>, certamente seria uma opção melhor que o <em><strong>BJT</strong></em>. Por três motivos principais:</span></p>
<p></p>
<p><span style="font-size: 12pt;"> <span style="font-size: 14pt;"><strong><em>1)</em></strong></span> a</span><span style="font-size: 12pt;"> corrente drenada da <strong>saída digital</strong> do <em><strong>Arduino</strong>, </em>seria mínima. Efetivamente só há corrente durante as transições dos <em><strong>Níveis Lógicos</strong></em>, ou seja, por instantes <span>de tempo </span>muito curtos. E para limitar esses picos instantâneos de corrente, também deve-se usar um <em><strong>Resistor</strong> </em>limitador, que pode estar entre <em><strong>1k</strong></em> e <em><strong>10k Ohms</strong></em>. Este <em><strong>Resistor</strong></em> também protege o <em><strong>Arduino</strong> </em>caso o <em><strong>MOSFET</strong> </em>"pife" por algum motivo qualquer, evitando que a tensão de <strong>12V</strong> alcance a <em><strong>saída digital</strong></em>.</span></p>
<p></p>
<p><span style="font-size: 12pt;"> <span style="font-size: 14pt;"><strong><em>2)</em></strong></span> a <em><strong>impedância</strong> <strong>"ON"</strong> </em>do <em><strong>MOSFET</strong></em> é muito menor que a do <em><strong>BJT</strong></em>. Isso implica que esta impedância também pode ser muito menor que a do <em><strong>Motor</strong></em>. Como a i<em><strong>mpedância DC</strong></em> do <em><strong>Motor</strong> </em>é <em><strong>4 Ohms</strong></em> (<em><strong>12V / 3 A</strong></em>), a <em><strong>impedância dinâmica</strong></em> (quando o Motor está girando) seria maior que este valor (maior que <em><strong>4 Ohms</strong></em>). Logo não seria difícil encontrar um <em><strong>MOSFET</strong></em> (para corrente acima de <em><strong>3A</strong></em>, é claro) com uma </span><span style="font-size: 12pt;"><span><em><strong>impedância</strong> <strong>"ON" </strong></em></span> 10 vezes menor, ou seja, o <em><strong>VDS</strong></em> (equivalente ao <em><strong>VCE</strong></em> do <em><strong>BJT</strong></em>) seria menor ou próximo a <em><strong>1V</strong></em>, resultando em um aquecimento do <em><strong>MOSFET</strong></em> que é gerenciável com um dissipador de calor pequeno ou médio.</span></p>
<p></p>
<p><span style="font-size: 12pt;"> <span style="font-size: 14pt;"><strong><em>3)</em></strong></span> no mercado, há uma enorme variedade e disponibilidade de <em><strong>MOSFETs</strong></em>, e com preços bastante acessíveis.</span></p>
<p></p>
<p><span style="font-size: 12pt;"> Claro, se optar por um <em><strong>MOSFET</strong></em> (o que eu aconselho), também é preciso ligar o mesmo de forma adequada no seu circuito. Mas isso é tranquilo. Mas caso tenha alguma dúvida, pergunte aqui.</span></p>
<p></p>
<p><span style="font-size: 12pt;"> Abrçs,</span></p>
<p><span style="font-size: 12pt;"> Elcids</span></p> olá Pedro.
Um pouco im…tag:labdegaragem.com,2020-09-04:6223006:Comment:7421812020-09-04T23:58:14.491ZElcids Chagashttps://labdegaragem.com/profile/ElcidsChagas
<p><span style="font-size: 12pt;">olá Pedro.</span></p>
<p></p>
<p><span style="font-size: 12pt;"> Um pouco imprecisas as informações até aqui. Observe que vc diz estar usando o <em><strong>ESP8266</strong></em>, mas na figura da sua montagem, aparece um <em><strong>Nano</strong></em>. Qual deles afinal vc está usando?</span></p>
<p><span style="font-size: 12pt;"> É importante isso, pois os <em><strong>Níveis Lógicos</strong></em> de <em><strong>saída digital</strong></em> são…</span></p>
<p><span style="font-size: 12pt;">olá Pedro.</span></p>
<p></p>
<p><span style="font-size: 12pt;"> Um pouco imprecisas as informações até aqui. Observe que vc diz estar usando o <em><strong>ESP8266</strong></em>, mas na figura da sua montagem, aparece um <em><strong>Nano</strong></em>. Qual deles afinal vc está usando?</span></p>
<p><span style="font-size: 12pt;"> É importante isso, pois os <em><strong>Níveis Lógicos</strong></em> de <em><strong>saída digital</strong></em> são diferentes para estas placas. A <strong>lógica</strong> "<strong>1</strong>" no <em><strong>Nano</strong></em> (ATMega328 @5V) estará próxima de <strong>4V</strong> para uma corrente baixa sendo drenada. Já para o <em><strong>ESP8266</strong></em> (@3.3V), este mesmo nível será próximo de <strong>2.7V</strong>, em corrente semelhante.</span></p>
<p><span style="font-size: 12pt;"> Sabendo qual é o <em><strong>Nível Lógico</strong></em> na saída, é possível dimensionar o <em><strong>Resistor</strong> <strong>de</strong> <strong>Base</strong></em> do <em><strong>Transistor</strong></em> de forma adequada. Mas sobre isso, veja estes dois pontos:</span></p>
<p></p>
<p><span style="font-size: 12pt;"> <span style="font-size: 14pt;"><em><strong>1)</strong></em></span> o <em><strong>Resistor de Base</strong></em>, <strong>R1</strong>, está incorretamente dimensionado. Mesmo para percentuais baixos do PWM (ex. 10%), o <em><strong>nível lógico</strong></em> "<strong>1</strong>" na saída do <em><strong>Arduino</strong></em> será o mesmo, apenas o tempo que este nível "1" está presente é que muda com o <em><strong>% do PWM</strong></em>. Isso significa que quando a saída está em "1", vc irá drenar dela uma corrente excessiva, bem além do limite máximo absoluto (que nunca deveria ser alcançado, embora muita gente ache "normal" isso). Veja: se é um <em><strong>Nano</strong></em> e a saída está em <strong>4V</strong>, descontando-se o <em><strong>VBE</strong></em> do <em><strong>TIP</strong></em> (vamos considerar <em><strong>1V</strong></em>, já que a corrente de base será alta), </span><span style="font-size: 12pt;">a corrente drenada dessa saída será = <em><strong>(4V - 1V) / 22 Ohms = 136 mA</strong></em>, ou seja, totalmente inadequada. Se for um <em><strong>ESP8266</strong></em>, considerando a saída em <strong>2.7V</strong>, a corrente drenada será <em><strong>77 mA</strong></em>, também inadequada.</span></p>
<p></p>
<p><span style="font-size: 12pt;"> <span style="font-size: 14pt;"><strong><em>2)</em></strong></span> para diminuir a corrente drenada, pode-se aumentar <em><strong>R1</strong></em>, mas de uma forma que a <em><strong>corrente de Base</strong></em> resultante multiplicada pelo <em><strong>HFE</strong></em> do <em><strong>TIP</strong></em>, resulte em uma <em><strong>corrente de Coletor</strong></em> ainda capaz de acionar o <em><strong>Motor</strong></em>. Neste ponto duas coisas precisam ficar claras. <span style="text-decoration: underline;"><em>Primeiro</em></span>: a <em><strong>Impedância equivalente do Motor</strong></em> (conforme rotação mínima e máxima) deve ser tal que não cause um <em><strong>VCE</strong></em> excessivo no <strong><em>TIP</em></strong>, do contrário este irá aquecer na mesma proporção do <em><strong>VCE</strong></em>. E <span style="text-decoration: underline;"><em>segundo</em></span>: o <em><strong>HFE</strong></em> do <em><strong>TIP41C</strong></em> é relativamente baixo, na média entre 25 e 35, e este baixo <em><strong>HFE</strong></em>, exige uma <em><strong>corrente de Base</strong></em> maior, ou seja, o <span><em><strong>TIP41C</strong> </em>não parece ser uma boa escolha, não é?</span></span></p>
<p></p>
<p><span style="font-size: 12pt;"><span> Assim parece que um circuito mais acertado, usaria um <em><strong>TIP</strong> </em>"<em><strong>Darlington</strong></em>", que possui um <em><strong>HFE</strong></em> bastante alto. Um boa opção pode ser o <em><strong>TIP122</strong></em>, cujo <em><strong>HFE</strong></em> mínimo é <em><strong>1000</strong></em>. Então isso possibilita um controle ON/OFF mais eficiente, drenando uma corrente baixa da saída digital do <em><strong>Arduino</strong></em> (seja um <em><strong>Nano</strong></em>, seja um <em><strong>ESP</strong></em>).</span></span></p>
<p><span style="font-size: 12pt;"><span> Mas claro: é preciso ver a impedância equivalente do Motor (obviamente em baixas rotações, onde esta impedância será mais baixa, mas o valor DC também deve ser observado). Se ela for muito baixa, irá causar um <em><strong>VCE</strong></em> mais alto, e mais aquecimento no <em><strong>Transistor</strong></em>, exigindo um <em><strong>dissipador de calor</strong></em> mais "pesado" (aliás eu não sei se vc está usando algum já que vc nada disse a respeito).</span></span></p>
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<p><span style="font-size: 12pt;"><span> Sobre o fato de não estar desligando o <em><strong>Motor</strong></em> (e consequentemente o <em><strong>TIP</strong></em>), com as informações que vc passou, não dá pra concluir. Mas seu <em><strong>TIP</strong> </em>pode ter ido pro beleléu, uma vez que as correntes de Base que vc está usando estão bem altas com este Resistor de 22 Ohms.</span></span></p>
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<p><span style="font-size: 12pt;"><span> Detalhe: este <em><strong>TIP41C</strong> </em>é um <em><strong>BJT</strong></em>, ou seja: o terminal de controle <span style="text-decoration: underline;"><em>não é</em></span> um "Gate", mas sim a "<em><strong>Base</strong></em>". O "<em><strong>Gate</strong></em>" é em <em><strong>MOSFET</strong></em>, e tem comportamento completamente diferente em relação às tensões e correntes de controle.</span></span></p>
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<p><span style="font-size: 12pt;"><span> Para facilitar o diagnóstico, </span></span><span style="font-size: 12pt;"><span>post aqui uma foto da sua montagem, de forma a podermos verificar as ligações (uma foto que permita isso de forma clara). E forneça informações adicionais sobre medições, se vc as tiver.</span></span></p>
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<p><span style="font-size: 12pt;"> Abrçs,</span></p>
<p><span style="font-size: 12pt;"> Elcids</span></p>