[Spoiler (click to open)] Модуль мосфета. (MOSFET - это аббревеатура из сложных слов, ставшая именем нарицательным для класса полевых транзисторов.) Мне кажется, ардуинщики в мире электротехники - это, своего рода, обезьяны с гранатами. Они лепят довольно сложные поделки, не обладая достаточными знаниями о том, из чего лепят. Это становится возможным благодаря тому, что выпускается большое количество модулей, адаптированных для ардуино. Совместимых с ардуино по напряжениям питания, сигналов. Все то, без чего элементы могут перегреться, взорваться, загореться.
Например, мосфет-транзистор. Если глянуть даташит, то там обнаружится три листа таблиц с характеристиками. Потом еще два листа с графиками. Без образования не разобраться. Для подключения мосфета требуется пара резисторов и диод. Чтобы рассчитать номиналы - нужно владеть предметной областью. Добрые люди выбрали подходящий мосфет, поставили его на плату, туда же напаяли необходимую рассыпуху и клеммники. С одной стороны очень удобно: тыкнул два провода от батарейки, два провода от моторчика, два провода от контроллера и вуаля! С другой стороны, все имеет свою цену. Транзистор подобран с существенным запасом, так, чтобы охватить максимум потребностей пользователей. Обратная сторона универсальности - эффективность. Велики потери в самом транзисторе.
В модуле мосфета стоит IRF520. (слева на картинке) В открытом состоянии он имеет сопротивление 0,2Ом. Если сопротивление нашей нагрузки составляет 20Ом То потери незначительны - около 1%. В моем случае нагрузка - электромотор, с сопротивлением обмотки 0,1Ом. И хотя это индуктивная нагрузка и все сложно, по итогу треть напряжения падает на мосфете. Зато этот мосфет способен коммутировать 100В и 50А.
Перебрал все свои транзисторы из наличия, выбрал IRF3205. У него сопротивление 0,008Ом, при гораздо более скромных максимально возможных напряжениях и токах чем IRF520. Собрал схему на макетке и получил результаты еще хуже чем в случае с модулем. Добро пожаловать в мир микроэлектроники! В процессе разбирательств выяснил, что красивая и удобная макетка добавляет сопротивление в клеммах. Пришлось спаять всю схему. Стало намного лучше!
Но выяснился еще более интересный факт: процесс измерения влияет на измеряемую величину! :)) В итоге попытка измерить ток приводила к видимому сущестивенному снижению оборотов мотора. И еще одна аномалия: сумма измеренных напряжений на последовательно соединенных моторе и мосфете не совпала с напряжением питания! :)) Это для меня пока вообще не объяснимо. Вдобавок ко всему пропеллеры создают тягу, достаточную, чтобы вытащить моторчики из пилона. Пришлось сделать паузу. Буду допиливать пилоны.
PS: заказал в Чипе и Дипе еще более подходящие транзисторы, надеюсь, получится с их помощью снизить потери на коммутацию.