Arduino e PWM: misurare tensione reale

[Pixy]

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RIESUMO IL POST: è da allora che il led è acceso e funziona. a quanto pare la 12 V in PWM abbassata a 3,2 in valor medio gli piace. Non è morto. Riscalda un bel po' (essendo un CREE...) ma worka. Mi sono fermato qui, finché sono in tempo

Col mio tester digitale leggo che ai capi del led acceso c è una tensione di 2,15volt. se ci tolgo il led ed al suo posto metto (tra +12 e il Drain) una Resistenza da 1kohm leggo invece una tensione di 1,90 volt, mentre se levo il carico e lascio vuoto, leggo tra +12 e Drain una tensione di 5,23volt.

ciao konig87 visto che, come dice EcoTan, "tanto tutto è gratis" voglio dirti cosa penso anch'io

Intanto, secondo il mio parere ci sono delle incongruenze in queste misure probabilmente scaturite da un tester che non è in grado di leggere il valore rms della tensione oppure hai sbagliato qualcosa nel fare le misure

Questo si capisce dal fatto che con un carico di 1 kohm misuri solamente una tensione media di 1,9 V
In verità dovresti misurare una tensione circa uguale a quella a vuoto cioè circa poco più di 5 V che corrisponde al 40% di 13,5 V che probabilmente è il valore di tensione a vuoto dell' alimentatore.

Ma vediamo quello che hai realizzato.

Se con Arduino hai realizzato un duty cicle del 40% di 12 V dovresti avere una media di 4,8 V che farebbero assorbire una corrente media molto elevata al led.

Facciamo un ipotesi: ammettiamo che per il breve periodo dettata dal duty cicle arrivino veramente 12 V ai capi del led , questo, nel momento che il duty cicle è on, assorbirebbe una corrente molto elevata a causa della curva I/V esponenziale del diodo.
e ammettiamo che il diodo non si danneggi, ma allora per avere un valore medio di corrente di 2 o 3 A, bisognerebbe che il duty cicle fosse molto piccolo e non certo il 40%.

Vediamo invece che cosa hai realizzato ( secondo me e da quello che ho immaginato, ma potrebbe non corrispondere alla realtà )

Hai realizzato un duty cicle di corrente costante del valore di circa 4 A di cui ne dai il 40% perciò meno di 2 A
La tensione ai capi del diodo sarà un valore pari al valore trovato sulla caratteristica I/V del diodo stesso moltiplicata per il duty cicle.

Se vai a vedere le caratteristiche del MOS che hai usato, ti accorgerai che con una tensione di Gate-Source di 5 V la corrente che circolerà nel mosfet non potrà mai superare i 4 A circa qualunque sia la tensione fra drain e source e qualunque sia il valore di resistenza del carico ( questo valore, ovviamente varierà da mosfet a mosfet, quelli sul datasheet sono valori indicativi ).
Pertanto, trascurando i tempi di salita e di recupero del mosfet visto che la frequenza di swithcing è bassa e il carico si può immaginare tutto resistivo nel momento che il duty cicle è on, la corrente sarà costante ( ammettiamo per ipotesi 4 A e la tensione sul led ammettiamo 5 V per una corrente di 4 A,), gli altri 7 V cadranno fra drain e source che moltiplicati per la corrente gli faranno dissipare una potenza non trascurabile, questo per il 40% del periodo.

Questa èla mia ipotesi, (ovviamente).

Perciò il tuo led, secondo me non ha nessun rischio, perché non è mai sottoposto alla tensione di 12 V ma ad una tensione che rientra nelle sue carateristiche, visto che la corrente max rientra nella sua portata più o meno e se tieni sotto controllo la temperatura del mosfet in modo che la corrente non vada alla deriva , il led è servito proprio per benino

Però , a questo punto, dobbiamo dire che il PWM non ha nessun senso, nel senso che non ti fa risparmiare dissipazione di energia come invece dovrebbe essere se uno usa il PWM. In pratica hai realizzato un alimentatore lineare che fai funzionare ad intermittenza.
Infatti potresti solamente creare un partitore di tensione sul gate in modo da avere una tensione Vgs minore di 5 V, e tale che faccia scorrere nel mosfet una corrente di circa 2A ( o quella che vuoi ) e a questo punto, le tensioni ai capi del mosfet e del led saranno conseguenza della caratteristica I/V del led

Se è così, però devo dire che il tuo mosfet deve scaldare molto e lo devi aver munito di un grosso dissipatore, Perché, se la corrente media è 2 A e la tensione sono 12 V la potenza dissipata è sempre 24 W di cui la maggior parte li deve dissipare il mosfet.

Facci sapere, perché magari il tuo mosfet riesce ad andare in saturazione con 2 A anche con soli 5 V di Vgs, ma mi sembra molto, molto strano

[Pixy]

..e qualunque sia il valore di resistenza del carico

P.S. ovviamente( in generale ) il carico non può avere una resistenza tale che R x I superi il valore di 12 V altrimenti il mosfet andrà in saturazione e la corrente si adatterà al carico dove cadranno tutti e 12 V.
..ma questo immagino lo saprai..

[konig87]

Non ne ho idea. il LED a regime senza dissipatore fuma, ma è normale dato che è attraversato da tanta corrente. il mosfet a regime non riscalda quasi per niente, paradossalmente a metà della luminosità del led riscalda di più.

che cosa ho fattooooo