MOSFETs devem funcionar muito bem para este aplicativo. Aqui estão algumas coisas a considerar:
1:
Ao usar um FET para conduzir uma carga, você pode escolher uma configuração do lado alto ou do lado inferior. O lado alto coloca o FET entre o trilho de força e a carga, e o outro lado da carga é conectado ao terra. Em uma configuração do lado inferior, um condutor da carga é conectado ao trilho de energia e o FET é posicionado entre a carga e o solo:
A maneira mais simples de acionar seu motor (ou outra carga) é usar um MOSFET de canal N na configuração do lado inferior. Um N-FET começa a ser conduzido quando a tensão do seu portão é maior que a sua fonte. Como a fonte está conectada ao terra, o portão pode ser acionado com a lógica normal de ligar / desligar. Há um limite que a tensão do portão deve ultrapassar ("Vth") antes que o FET seja conduzido. Alguns FET têm Vth na ordem de dezenas de volts. Você deseja um N-FET de "nível lógico" com um limite consideravelmente menor que o seu Vcc.
Existem duas desvantagens na configuração FET do lado inferior:
O enrolamento do motor é conectado diretamente ao trilho de potência. Quando o FET está desligado, todo o enrolamento está "quente". Você está trocando o terra, não a conexão de energia.
O motor não terá uma referência real ao solo. Seu potencial mais baixo será maior que o solo pela tensão direta do FET.
Nenhum deles deve ter importância no seu design. No entanto, eles podem ser problemáticos se você não os espera! Especialmente com circuitos de maior potência :)
Para superar esses problemas, você pode usar um P-FET na configuração do lado superior. O circuito de direção se torna um pouco mais complexo, no entanto. Um interruptor P-FET geralmente tem seu portão puxado para o trilho de energia. Esse trilho de força é maior que o Vcc do uC, portanto, você não pode conectar os pinos de E / S do uC diretamente ao portão. Uma solução comum é usar um N-FET menor do lado inferior para abrir a porta do P-FET do lado superior:
R1 e R3 existem para manter os FETs desligados até que o Q2 seja acionado. Você precisará do R3 mesmo em uma configuração do lado inferior.
No seu caso, acho que um simples N-FET do lado inferior (com R3) servirá melhor.
2:
Observe R2 no último diagrama. Uma porta MOSFET atua como um capacitor, que precisa ser carregado antes que a corrente da fonte de drenagem comece a fluir. Pode haver uma corrente de irrupção significativa quando você fornece energia, portanto, é necessário limitar essa corrente para evitar danos ao driver de saída do uC. O limite parecerá apenas um curto por um instante, portanto, não há necessidade de uma grande margem de erro. Seu Atmel específico, por exemplo, pode obter 40mA. 3.3V / 35mA => 94.3 Ohm. Um resistor de 100 Ohm funcionará muito bem.
No entanto, esse resistor diminuirá os tempos de ativação e desativação do FET, o que limitará sua frequência de comutação. Além disso, prolonga a quantidade de tempo em que o FET está na região linear de operação, o que desperdiça energia. Se você estiver alternando com alta frequência, isso pode ser um problema. Um indicador é se o FET fica muito quente!
Uma solução para esse problema é usar um driver FET. Eles são efetivamente buffers que podem gerar mais corrente e, portanto, podem carregar o gate mais rapidamente, sem a necessidade de um resistor limitador. Além disso, a maioria dos drivers FET pode usar um trilho de potência mais alto do que o Vcc típico. Essa tensão de porta mais alta reduz a resistência do FET, economizando energia adicional. No seu caso, você pode alimentar o driver FET com 3,7V e controlá-lo com os 3,3V do uC.
3:
Por fim, convém usar um diodo Schottky para proteger contra picos de tensão causados pelo motor. Faça isso sempre que mudar uma carga indutiva:
Um enrolamento de motor é um grande indutor, portanto, resistirá a qualquer mudança no fluxo de corrente. Imagine que a corrente está fluindo através do enrolamento e, em seguida, você desliga o FET. A indutância fará com que a corrente continue a fluir do motor à medida que os campos elétricos colapsam. Mas, não há lugar para essa corrente ir! Por isso, ele perfura o FET ou faz outra coisa igualmente destrutiva.
O Schottky, colocado paralelamente à carga, fornece um caminho seguro para a corrente percorrer. O pico de tensão atinge o máximo na tensão direta do diodo, que é de apenas 0,6V a 1A para o especificado.
A imagem anterior, uma configuração do lado inferior com o diodo flyback, é fácil, barata e bastante eficaz.
O único outro problema que vejo ao usar a solução MOSFET é que ela é inerentemente unidirecional. Seu L293D original é um driver múltiplo de meia ponte. Isso possibilita acionar um motor nas duas direções. Imagem conectando um motor entre 1Y e 2Y. O L293D pode fazer 1Y = Vdd e 2Y = GND, e o motor gira em uma direção. Ou, pode fazer 1Y = GND e 2Y = Vdd, e o motor girará para o outro lado. Muito útil.
Boa sorte e divirta-se!