मेरा MOSFET संचालित सोलेनोइड सर्किट मेरे Arduino इनपुट को नष्ट कर देता है

14

मैंने कुछ सोलनॉइड वाल्वों को बिजली देने के लिए पीसीबी की एक श्रृंखला बनाई जो बाहरी बिजली की आपूर्ति का उपयोग करते हैं। मैं उन्हें गेट सिग्नल के रूप में एक Arduino का उपयोग करके BS170 MOSFETs के साथ स्विच करता हूं । मैंने इसे जेसन एस द्वारा एक समाधान आधारित किया ।

यह एक उदाहरण है कि मेरा सर्किट कैसा दिखता है: MOSFET संचालित वाल्व सर्किट

PCBs के परीक्षण पर, मैंने देखा कि उनमें से अधिकांश ठीक काम करते हैं, लेकिन उनमें से कुछ नहीं करते हैं। कोई बात नहीं, शायद टांका लगाने वाली बात।

हालांकि, उन दोषपूर्ण लोगों ने दो Arduino डिजिटल पिन को नष्ट करने का प्रबंधन किया! एक पर, मुझे 5 वी का एक निरंतर वोल्टेज मिलता है, और दूसरा एक 0.2 वी आउटपुट करता है जब मैं इसे उच्च सिग्नल भेजता हूं, और 0.5 वी जब मैं एक एलओवी सिग्नल भेजता हूं। अजीब सामान।

तो मुझे लगता है कि दोषपूर्ण सर्किट किसी भी तरह से (कुछ) 16 वी Arduino के माध्यम से प्रवाह करने के लिए, उन्हें नष्ट कर रहे हैं।

मैं इस परिदृश्य में भी Arduino की रक्षा कैसे करूँ?

मुझे जेनर डायोड के बारे में पता है , लेकिन मुझे पता नहीं है कि इनपुट्स की सुरक्षा के लिए उन्हें कैसे रखा जाए।

तकनीकी जानकारी:

— Dyte
स्रोत

उस ड्राइंग को बनाने के लिए आपने किस सॉफ्टवेयर का उपयोग किया था? यह वास्तव में अच्छा लग रहा है!

— mjh2007

3

Fritzing। इस तरह के सामान के लिए नि: शुल्क और बहुत आसान, पीसीबी डिजाइन के लिए भी :)

— डायट

12V (> Vgate_drive) का गेट-सोर्स जेनर डायोड वास्तव में आगमनात्मक भार वाले सभी सर्किटों में एक बहुत अच्छा विचार है। माउंट ज़ेनर MOSFET के करीब। स्रोत और कैथोड से गेट तक एनोड ताकि जेनर आमतौर पर आचरण नहीं करता है। || 26c / 10 Digikey पर दूर तक बेहतर MOSFETs जैसे IRLML6346 SOT23 हैं। या NDT3055 48c / 10 TO251 का नेतृत्व किया, या RFD14N05 71c / 10 TO220।

— रसेल मैकमोहन

...When MOSFETs fail they often go short-circuit drain to gate...यहाँ से उद्धृत किया गया ।

— अब्दुल्लाह कहरामन

16V लगाने से आपके Arduino पोर्ट्स की मृत्यु हो सकती है।

— अब्दुल्लाह कहरामन

7

सिद्धांत में सर्किट ठीक है।
अभ्यास में सुधार की आवश्यकता है।

12V (> Vgate_drive) के गेट-सोर्स जेनर डायोड को जोड़ना एक बहुत अच्छा विचार है जो वास्तव में आगमनात्मक भार के साथ सभी सर्किटों में है। यह गेट को "मिलर कैपेसिटेंस" द्वारा विध्वंसक रूप से ऊँचे स्थान पर जाने से रोकता है, जो नाले के वोल्टेज में अप्रत्याशित या अत्यधिक भिन्नता के दौरान नाली में युग्मन करता है।

MOSFET के करीब जेनर माउंट करें।
एनोड को स्रोत और कैथोड से गेट से कनेक्ट करें ताकि जेनर आमतौर पर आचरण न करें।

10k गेट ड्राइव रेसिस्टर (जैसा कि दिखाया गया है) बड़ा है और इससे MOSFET में धीमी गति से और चालू और अधिक बिजली अपव्यय होगा। यह शायद यहाँ कोई समस्या नहीं है।

इस आवेदन में चुना गया MOSFET बहुत सीमांत है।
दूर तक बेहतर MOSFET उपलब्ध डिग्गी में पूर्व स्टॉक में शामिल हैं:

26c / 10 डिगाइकी IRLML6346 SOT23 pkg, 30V, 3.4A, 0.06 ओम, Vgsth = 1.1V = गेट थ्रेशोल्ड वोल्टेज के लिए।

NDT3055 48c / 10 TO251 60V, 12A, 0.1 ओम, Vgsth = 2V का नेतृत्व किया

RFD14N05 71c / 10 TO220 50V, 14A, 0.1 ओम, 2V Vgsth।

जोड़ा

3V गेट ड्राइव के लिए उपयुक्त मोसेस:

सिस्टम ने मेरे लंबे उत्तर को रद्द कर दिया :-(। तो - MOSFET MUST में 3V3 आपूर्ति नियंत्रकों के साथ ठीक से काम करने के लिए 2V से अधिक Vth (थ्रेशोल्ड वोल्टेज) है।
सुझाए गए FETS में से कोई भी इस आवश्यकता को पूरा नहीं करता है।
वे एक फैशन के बाद काम कर सकते हैं। वर्तमान भार लेकिन कम और अत्यधिक नुकसानदेह हैं और समाधान बड़े भार तक अच्छी तरह से विस्तार नहीं करता है।
ऐसा लगता है कि IRF FETS का आकार संबंधित है जिसमें Vth (Vgsth का) है <= 2 वोल्ट सभी में 4 अंक संख्यात्मक कोड हैं जो IRF3708 को छोड़कर 7 से शुरू होते हैं। ।

OK FETs में IRFxxxx शामिल है जहाँ xxxx = 3708 6607 7201 6321 7326 7342 7353 7403 7406 7416 7455 7463 7468 7470

अन्य लोग भी होंगे लेकिन सभी ने सुझाव दिया है कि Vth = 4V या 5V है और इस एप्लिकेशन में सीमांत या इससे भी बदतर हैं।

Vgsth या Vth को वास्तविक गेट ड्राइव वोल्टेज से कम से कम एक वोल्ट कम और आदर्श रूप से कई वोल्ट कम होना चाहिए।

— रसेल मैकमोहन
स्रोत

हाँ, मैं सुरक्षित रास्ते के लिए जा रहा हूँ और मैं एक और मस्जिद का उपयोग करूँगा। वह और जेनर डायोड शायद चाल करना चाहिए। इलेक्ट्रॉनिक्स शॉप में जहां मैं रहता हूं, उनके पास आपके द्वारा प्रस्तावित मस्जिदें नहीं हैं, लेकिन उनके पास हैं: IRF520, IRF530, IRL530, IRF540, IIRF730, IRF740, IRF830, IRF840, IRF9540, IRF9530, IRF9640, IRF9610। IRFDD110, IRFD9120, IRFP50, IRFP054, IRFP140, IRFP150, IRFP450, IRFP520, IRFP9140, IRFZ44, IRFZ46। मुझे लगता है कि मैं उदाहरण के लिए IRF520 के लिए जा सकता हूं? निरंतर ड्रेन करंट 6.5 से 9.2 ए है। मिन वैग 2 वी है और अधिकतम 4 वी है, क्या यह ठीक है हालांकि आर्डिनो के लिए?

— डाइते

IRF520 एक Arduino को चलाने के लिए ठीक है। मिन वीजीएस और "अधिकतम वीजीएस" काफी आप क्या सोचते हैं, यह "ट्रेशोल्ड" वोल्टेज नहीं है, जहां एमओएसएफईटी का आयोजन होता है। अधिकतम वीजीएस काफी अधिक है (5v से ऊपर Arduino आउटपुट करेगा)। उस उच्च रेटिंग (20V?) से अधिक है और आप FET का भंडाफोड़ करेंगे।

— ब्रायन बोएचर

यह IRF520 MOSFET और एक 5.1 V जेनर डायोड का उपयोग करके काम करता है, और संभवतः इस समय काम करता रहेगा :) मेरी मदद करने के लिए बहुत बहुत धन्यवाद। सभी उत्तरों ने मेरी मदद की, लेकिन आपने जेनर डायोड और विशिष्ट प्रकार के मॉस्फ़ेट्स पर विस्तार से बताया, इसलिए मैं आपको उत्तर के रूप में स्वीकार कर रहा हूं।

— दीये

@ रसेल मैकमोहन: वोल्टेज मेरे अरडिनो आउटपुट 5V से थोड़ा कम (3V3) है। क्या यह स्थिति नहीं बदलती है?

— दीये

10

आपके वाल्व को 12V पर 500mA पर रेट किया गया है। यदि आप 16V की आपूर्ति करते हैं तो यह 500mA से कुछ अधिक होगा। यह एक प्रतिरोध है, यह 667mA आकर्षित करेगा मान।

आपके द्वारा उपयोग किए गए MOSFET के लिए पूर्ण अधिकतम वर्तमान 500mA निरंतर है। पूर्ण अधिकतम रेटिंग से ऊपर की कोई भी चीज़ उपकरण को नष्ट कर सकती है। शायद यही कारण है कि आप विश्वसनीयता की समस्याएं देख रहे हैं।

MOSFETs के लिए कोई गारंटी विफलता मोड नहीं है, इसलिए मुझे आश्चर्य नहीं है कि यह Arduino आउटपुट को नुकसान पहुंचाने के लिए इस तरह से विफल होगा।

जैसा कि जेसन ने जुड़े हुए उत्तर में बताया है, BS170 MOSFET की खराब पसंद है। आपको एक बेहतर की जरूरत है। TO-220 के मामले में एक चुनें जिसे कई एम्पों में रेट किया गया है। आपको यह भी सुनिश्चित करने की आवश्यकता है कि Vgs को 5V तर्क-स्तर ड्राइव के लिए रेट किया गया है।

आप किस डायोड का उपयोग कर रहे हैं?

— markrages
स्रोत

हाय मार्क, डायोड मैं उपयोग एक 1N4001 है: fairchildsemi.com/ds/BS/BS170.pdf

— डायट

5

आपका वाल्व ~ 500 mA के लिए रेट किया गया है। एक बीएस 170 को 500 एमए के लिए भी रेट किया गया है, लेकिन वह बिक्री पिच का आंकड़ा है। मैं यहाँ एक (बहुत) उच्च रेटेड FET का उपयोग करता हूँ, एक TO92 के माध्यम से 500mA मुझे परेशान करता है। और आपके पास 1k गेट रोकनेवाला है, जो कि ज्यादातर मामलों में एक अच्छा विचार है, लेकिन यह खराब FET को 0.5A से बचने के लिए बहुत धीरे-धीरे स्विच करने का कारण हो सकता है।

आप किस डायोड का उपयोग कर रहे हैं? इसे 0.5A के लिए रेट किया जाना चाहिए, इसलिए 1n4148 ऐसा नहीं करेगा। मुझे यकीन नहीं है, लेकिन यह वास्तव में 0.5 से अधिक हो सकता है क्योंकि मूल्य के चलते हिस्से में एक सादे कॉइल की तुलना में एक भी बड़ा स्पाइक हो सकता है।

आपके चित्र में आपके पास Arduino ग्राउंड कनेक्शन के पिछले प्रवाह का मान है। मैं एक स्टार से आग्रह करता हूं कि: सीधे बिजली की आपूर्ति के लिए arduino जमीन कनेक्ट करें। या बहुत बेहतर: Arduino से उच्च-वर्तमान सर्किट को अलग करने के लिए एक ऑप्टोकॉप्ल का उपयोग करें (और दो अलग-अलग बिजली की आपूर्ति का उपयोग करें)।

— राउटर वैन ओइजेन
स्रोत

मेरे द्वारा उपयोग किया जाने वाला डायोड 1N4001 है। diodes.com/datasheets/ds28002.pdf मैंने ऑप्टो कपलर के बारे में नहीं सोचा। यह जांच करने के लिए एक अच्छा परिदृश्य है :)

— डाइट

5

आपके पास अपने MOSFET पर एक गेट-सोर्स रोकनेवाला होना चाहिए ताकि Arduino आउटपुट उच्च-प्रतिबाधा होने पर गेट फ्लोट न हो सके। चूंकि सोलेनोइड बिजली की आपूर्ति और Arduino बिजली की आपूर्ति अलग-अलग हैं, इसलिए यह परिदृश्य हो सकता है (जब तक कि आप डिज़ाइन द्वारा गारंटी नहीं देते हैं कि Arduino हमेशा पहले पर है।)

क्या MOSFET वास्तव में सोलेनोइड से इतना दूर है? यदि ऐसा है, तो इसे बहुत करीब ले जाना चाहिए। इसे स्थानांतरित करें ताकि नाली सीधे प्रोटोबार्ड पट्टी में प्लग करे जहां लाल तार सोलनॉइड और डायोड में जाता है। फिर GND पट्टी के लिए एक छोटा स्रोत कनेक्शन बनाएं। लंबे गेट लूप (कम पावर पर) बनाम लंबे लूप के लिए बेहतर है कि पावर कैरी की जाए। आप Arduino को सोलेनॉइड के करीब ले जा सकते हैं, उन सभी छोरों को छोटा रखते हुए।

— एडम लॉरेंस
स्रोत

गेट-सोर्स रोकनेवाला से, क्या आपका मतलब गेट और मस्जिद के स्रोत के बीच अवरोध है? क्षमा करें अगर यह एक बेकार सवाल है :)। आप किस मूल्य का सुझाव देते हैं? दूरियों के बारे में, नहीं, सभी घटक एक दूसरे के करीब हैं, मेरे पास यह सर्किट एक स्व etched पीसीबी पर टांका लगा है। केवल आर्डिनो के तार लंबे होते हैं। मुझे हालांकि कहना है, मुझे नहीं पता था कि इससे कोई फर्क पड़ा। मैंने उस समय के अंतर पर विचार किया कि वर्तमान यात्रा कुछ सेमी आगे नगण्य थी।

— दीये

@ डाइयेट हाँ, गेट और सोर्स के बीच अवरोध करनेवाला।

— एडम लॉरेंस

@ प्रिय, मुझे लगता है कि 10k गेट-सोर्स रोकनेवाला ठीक होगा। लक्ष्य सिर्फ यह सुनिश्चित करना है कि MOSFET का गेट फ्लोट नहीं करता है। आप कुछ कम चाहते हैं जो परजीवी सर्किट तत्वों के खिलाफ "जीत" सकता है, लेकिन यह पर्याप्त है कि Arduino आउटपुट "जीत" कर सकता है जब उसे MOSFET चालू करना होगा।

— ajs410 20

3

जैसा कि सचित्र सर्किट ठीक दिखता है, बशर्ते Arduino Board और +16 आपूर्ति के नकारात्मक टर्मिनल के बीच एकमात्र ग्राउंड कनेक्शन शॉर्ट ब्लू वायर है। दूसरी ओर, यह संभव है कि आकस्मिक शॉर्ट्स के कारण खराब चीजें हो सकती हैं। यह वास्तव में अनुमान लगाने में मुश्किल है कि वास्तविक समस्याग्रस्त बोर्डों को देखने के बिना क्या हुआ होगा।

यदि आप अपने MOSFET के चश्मे को आगे बढ़ा रहे हैं, तो यह आसानी से इस तरह से विफल हो सकता है जैसे गेट से बाहर भेजा +16, लेकिन अगर प्रतिरोधों को सचित्र किया जाए तो मुझे उम्मीद होगी कि Arduino को बहुत अच्छी तरह से संरक्षित किया जाना चाहिए।

— supercat
स्रोत

1

सबसे पहले, आपको मोटर्स या कॉइल का उपयोग करते समय इन सस्ते 2n4001-4 डायोड को अल्ट्राफास्ट स्विचिंग डायोड की आवश्यकता होती है। तेजी से स्विचिंग, अधिक से अधिक BEMF बनाया जाता है। इसके अलावा arduino से mosfet गेट के लिए एक 914 स्विचिंग डायोड का उपयोग करें, और गेट से जमीन तक 10k पुल / डाउन रिसिस्टर।

— टॉमी रीड
स्रोत