MOSFET ile çalışan solenoid devrem Arduino girişlerimi yok ediyor

Harici güç kaynağı kullanan bazı solenoid valflere güç sağlamak için bir dizi PCB yaptım. Ben onları geçmek BS170 MOSFET'leri kapısı sinyali olarak bir Arduino kullanarak. Jason S tarafından bir çözüm buldum .

Bu benim devre nasıl görünüyor bir örnektir:

PCB'leri test ederken, çoğunun iyi çalıştığını fark ettim, ancak bazıları çalışmıyor. Sorun değil, muhtemelen lehimleme işi.

Ancak, bu hatalı olanlar iki Arduino dijital pimini yok etmeyi başardılar! Birinde, 5 V'luk sabit bir voltaj alıyorum ve diğeri YÜKSEK bir sinyal gönderdiğimde 0,2 V ve DÜŞÜK bir sinyal gönderdiğimde 0,5 V veriyor. Garip şeyler.

Bu yüzden sanırım hatalı devreler bir şekilde 16 V'nin Arduino'dan akmasına ve onları yok etmesine neden oldu.

Bu senaryoda Arduino'yu çok yüksek akımdan nasıl koruyabilirim?

Zener diyotları biliyorum , ama girdileri korumak için nasıl yerleştirecekleri hakkında hiçbir fikrim yok.

Teknik Bilgiler:

• 1/4 "NPT Elektrikli Solenoid Valf 12-Volt DC, 12VDC, N / C, RO, Hava, Su BBTF
• BS170 (MOSFET) veri sayfası

Devre teoride iyidir.
Uygulamada iyileştirme gereklidir.

12V (> Vgate_drive) gibi bir geçit kaynaklı zener diyot eklemek, endüktif yüke sahip tüm devrelerde gerçekten çok iyi bir fikirdir. Bu, drenaj voltajındaki beklenmedik veya aşırı değişiklikler sırasında drenaja "Miller kapasitans" bağlantısı ile kapının yıkıcı bir şekilde sürülmesini durdurur.

Zener'ı MOSFET'in yakınına monte edin.
Anodu kaynağa ve Katod'u kapıya bağlayın, böylece zener genellikle davranmaz.

10k geçit sürücü direnci (gösterildiği gibi) büyüktür ve yavaş kapanıp açılıp MOSFET'te daha fazla güç kaybına neden olur. Bu muhtemelen bir sorun değil.

Seçilen MOSFET bu uygulamada çok marjinaldir.
Digikey'de mevcut stoktan çok daha iyi MOSFET'ler şunları içerir:

26c / 10 Digikey IRLML6346 SOT23 pkg, 30V, 3.4A, 0.06 Ohm, Vgsth = 1.1V = geçit eşiği Voltaj ..

NDT3055 48c / 10 TO251 kurşunlu 60V, 12A, 0.1 Ohm, Vgsth = 2V

RFD14N05 71c / 10 TO220 50V, 14A, 0.1 Ohm, 2V Vgsth.

KATMA

3V KAPILI SÜRÜCÜ İÇİN UYGUN MOSFETLER:

Sistem sadece benim uzun cevap :-( çöpe atılan Yani -. MOSFET düzgün 3V3 besleme denetleyicileri ile artık 2V'den daha işe ait V. (eşik voltajı) SAHİP OLMALIDIR.
Önerilen FETS'den hiçbiri bu gereksinimi karşılamak.
Onlar üzerinde şöyle böyle çalışabilir mevcut yük ama az tahrikli ve aşırı kayıplı ve çözüm daha büyük yüklere iyi
uzanmıyor Görünüşe göre Vth (Vgsth) <= 2 volt ALL olan boyut aralığındaki IRF FETS, IRF3708 hariç 7 ile başlayan 4 basamaklı sayısal kodlara sahip .

Tamam FET'ler arasında IRFxxxx bulunur; burada xxxx = 3708 6607 7201 6321 7326 7342 7353 7403 7406 7416 7455 7463 7468 7470

Başkaları olacak ama önerilenlerin hepsi Vth = 4V veya 5V gibi görünüyor ve bu uygulamada marjinal veya daha kötü.

Vgsth veya Vth, gerçek kapı sürücü voltajından en az bir Volt daha az ve ideal olarak birkaç volt daha az olmalıdır.

Valfiniz 12V'de 500mA olarak derecelendirilmiştir. 16V tedarik ederseniz, 500mA'dan biraz fazla çekecektir. Bir direnç olduğunu varsayarsak, 667mA çeker.

Kullandığınız MOSFET için mutlak maksimum akım 500mA sürekli. Mutlak maksimum değerlerin üzerinde herhangi bir şey cihazı yok edebilir. Muhtemelen bu yüzden güvenilirlik problemleri görüyorsunuz.

MOSFET'ler için garantili bir arıza modu yoktur, bu yüzden Arduino çıkışlarına zarar verecek şekilde başarısız olacağına şaşırmadım.

Jason'ın bağlantılı cevapta belirttiği gibi, BS170, MOSFET'in kötü bir seçimidir. Daha iyisine ihtiyacın var. Birkaç ampere göre derecelendirilmiş bir TO-220 kasasında birini seçin. Ayrıca Vgs'nin 5V mantık düzeyinde sürücü için derecelendirildiğinden emin olmanız gerekir.

Hangi diyotu kullanıyorsunuz?

Valfiniz ~ 500 mA için derecelendirilmiştir. Bir BS170 da 500 mA olarak derecelendirilmiştir, ancak satış rakamı budur. Burada (çok) daha yüksek dereceli bir FET kullanırdım, 500mA'dan TO92'ye kadar beni gerginleştirir. Ve çoğu durumda iyi bir fikir olan 1k'lik bir kapı direnciniz var, ancak fakir FET'in 0.5A'yı atlatmak için çok yavaş değişmesine neden olabilir.

Hangi diyotu kullanıyorsunuz? 0.5A için derecelendirilmiş olmalıdır, bu nedenle 1n4148 yapmaz. Emin değilim, ama aslında 0,5'ten fazla olabilir çünkü değerin hareketli kısmı düz bir bobinden daha büyük bir artışa neden olabilir.

Resminizde Arduino toprak bağlantısından geçen değer dönüş akımına sahipsiniz. Bunu bir yıldıza birleştiririm: arduino toprağını doğrudan güç kaynağına bağlayın. Daha da iyisi: yüksek akım devresini Arduino'dan izole etmek için bir optokupl kullanın (ve iki ayrı güç kaynağı kullanın).

Arduino çıkışı yüksek empedanssa geçidin yukarı çıkmaması için MOSFET'inizde bir geçit kaynağı direncine sahip olmalısınız. Solenoid güç kaynağı ve Arduino güç kaynağı ayrı olduğundan, bu senaryo gerçekleşebilir (Arduino'nun her zaman ilk sırada olduğunu tasarımla garanti etmezseniz).

MOSFET aslında solenoitten uzak mı? Eğer öyleyse, çok daha yakın hareket ettirilmelidir. Drenajın, kırmızı telin solenoide ve diyota gittiği doğrudan protokol şeridine geçeceği şekilde hareket ettirin. Ardından GND şeridine kısa kaynak bağlantısı yapın. Gücü taşıyan uzun bir döngüye karşı daha uzun bir kapı sinyal döngüsüne (düşük güçte) sahip olmak daha iyidir. Tüm bu döngüleri kısa tutarak Arduino'yu solenoide yaklaştırabilirsiniz.

Arduino kartı ile +16 beslemenin negatif terminali arasındaki tek toprak bağlantısının kısa mavi tel olması koşuluyla, gösterildiği gibi devre iyi görünüyor. Öte yandan, kazara kısa şortların kötü şeylerin olmasına neden olabilir. Asıl sorunlu kurulların nasıl ortaya konulduğunu görmeden ne olabileceğini tam olarak tahmin etmek zordur.

MOSFET'inizin özelliklerini itiyorsanız, +16'yı kapıdan gönderecek şekilde kolayca başarısız olabilir, ancak dirençler gösterildiği gibi ise Arduino'nun oldukça iyi korunmasını beklerim.

Her şeyden önce, motorları veya bobinleri kullanırken bu ucuz 2n4001-4 diyotlara değil, ultra hızlı anahtarlama diyotlarına ihtiyacınız var. Anahtarlama ne kadar hızlı olursa, BEMF o kadar fazla oluşturulur. Ayrıca arduino'dan mosfet kapısına 914 anahtarlamalı diyot ve kapıdan yere 10k çekme / aşağı direnç kullanın.