El regulador de voltaje tiene "hipo" cuando se toca el pin de la puerta del MOSFET

He estado luchando con el siguiente circuito que incluye una Raspberry Pi:

ingrese la descripción de la imagen aquí

Eso es un regulador de voltaje de 5 V (con capacitores de protección), y un motor de CC a la derecha, y un MOSFET de canal N IRF510 hacia la parte inferior.

El suministro de 9V es en realidad un suministro de 9V enchufado, por lo que la muerte de la batería no es un problema.

El problema de alguna manera se deriva de la presencia de Raspberry Pi.

Se sujeta un voltímetro y mide el voltaje entre A (salida del regulador de voltaje) y B (tierra del circuito)

Este voltaje normalmente se encuentra en alrededor de 4,94 ~ 5 voltios.

Ahora, toco los dos cables en el cuadro punteado. Esto simplemente debería patear el MOSFET, permitiendo que el motor funcione. Y hace eso. Excepto que hay un pequeño contratiempo. La lectura de voltaje (A a B) cae momentáneamente a aproximadamente 1,0 V, la Raspberry Pi se apaga, pero luego el voltaje (A a B) vuelve a subir, la Pi se reinicia y el motor está en marcha. Desconecto el cable y el motor se detiene. Todo esta bien.

Reemplace la raspberry Pi en la imagen con una resistencia normal y el hipo no sucederá.

Ahora diría que la causa más probable es que se está produciendo un pico repentino en la corriente, sobrecargando la clasificación de 1.5A del regulador de voltaje. Pero no puedo ver lo que podría estar causando. Medir la corriente que sale del regulador cuando el Pi está inactivo da solo alrededor de 0.35 A. No puedo ver cómo tocar el otro cable paralelo podría causar un aumento en la corriente.

Además, ¡todo funciona bien después del hipo!

¡Así que estaría extremadamente agradecido por cualquier pista sobre lo que podría estar sucediendo! ¡Gracias por cualquier consejo!

EDITAR:

La medición del voltaje a través de la fuente de alimentación (donde entra en el terminal positivo y negativo de mi tablero) durante el contacto de los cables TAMBIÉN muestra una caída de 8.98 V hasta alrededor de 2V y luego vuelve a subir. ¡Ahora estoy aún menos seguro de lo que está pasando!

Y solo para aclarar: este es un convertidor de CA a 9 V CC enchufado a un tomacorriente de pared; los cables van directamente a los rieles + y - de mi protoboard.

Cuando dice "lectura de voltaje", ¿en qué nodo está midiendo el voltaje? Si está leyendo la salida del 7805, intente leer también la entrada (voltaje de la batería).
A (pin de salida del regulador) a B (tierra del circuito). Edito para aclarar.
Además, edité la pregunta con los resultados de medir todo el suministro.
TAMBIÉN muestra una caída de 9V a aproximadamente 2 y luego vuelve a subir.

Respuestas (3)

Pasos para diagnosticar/eliminar el problema:

  • Agregue un condensador de 10 μF, 6,3 voltios o más en paralelo con C2 desde la pata de salida del 7805, lo más cerca posible de tierra.
  • Agregue un capacitor de 100 uF, 10 voltios o más a la entrada de 9 voltios, para que actúe como capacitor de reserva/búfer.
  • Agregue una resistencia de 100 Ω en la línea del regulador a la compuerta MOSFET y reemplace la resistencia desplegable en la compuerta con al menos 1 kOhms . Esto reducirá el pico actual debido a la capacitancia de la compuerta MOSFET; creo que este no debería ser el problema, pero de todos modos es un paso preventivo simple y útil .

Si lo anterior no resuelve el problema:

  • Use un suministro de 9 voltios separado para el motor, su suministro existente no puede hacer frente a la carga de arranque (corriente de parada >> corriente de funcionamiento, por lo general) del motor.
Al hacer su tercer punto, también necesitará aumentar R2 (¿quizás a 1 kOhm? ¿Quizás 5 kOhms) para que el voltaje de la puerta llegue a donde probablemente deba estar.
@ThePhoton ¡Vaya! Sí, me perdí que el menú desplegable es de solo 100 Ω. Editando la respuesta ahora, ¡gracias!
Gracias por estos consejos; el problema probablemente se deba al hecho de que mi fuente de alimentación estaba clasificada para solo 300 mA. Dado que el Pi por sí mismo consume 350 mA, el problema está bastante explicado. ¡Aunque tendré en cuenta estos consejos!

Los motores a menudo (¿siempre? No es realmente lo mío) necesitan corrientes mucho más grandes para arrancar de lo que necesitan para seguir funcionando.

Las baterías de 9 V tienen una resistencia interna bastante alta. Editar Acabo de ver que estás diciendo que no estás usando una batería. En este caso, diría que su suministro probablemente no tenga el jugo para arrancar el motor. También podría ser un problema con cables largos y conexiones de placa de prueba escamosas, pero es más probable que no haya suficiente jugo.

Entonces, el motor (no la puerta del FET, que es lo que creo que estabas pensando) está consumiendo una gran corriente para comenzar. Esto está tirando de la salida de suministro de 9 V tan bajo que el regulador se sale de la regulación y causa todos los demás síntomas que mencionó.

La solución simple es un suministro de mayor amperaje.

Si el suministro que tiene está a punto de proporcionar suficiente corriente, puede intentar agregar un condensador grande, digamos entre la terminal positiva de 9 V y tierra. El valor dependerá del motor. El valor puede ser 10 uF, 100 uF o más. Si los valores en el rango de 100 a 500 uF no funcionan, es posible que deba considerar cambios de circuito más drásticos.

Lo único que no está claro es por qué no sucede con el uC eliminado. Es posible que desee intentar esa prueba nuevamente, tal vez simplemente no vio la falla porque sin uC, no hay forma de ver que el uC se está reiniciando.

Gracias por su consejo... lo más probable es que el problema sea la inanición actual, ya que acabo de enterarme de que mi fuente de alimentación tiene una capacidad nominal de 300 mA. Esta es probablemente la totalidad del problema.
Excelente. Eso también explica por qué quitar el uC cambió el comportamiento.

Bueno, luego de una inspección más detallada, miré mi fuente de alimentación y descubrí que estaba clasificada para 0.3A. Dado que Pi consume 0.35 en su tiempo de inactividad, puedo ver cómo esto podría ser un problema importante. Tan pronto como pueda conseguir otro, volveré a probar, apuesto a que el problema se resolverá.

El regulador de voltaje tiene "hipo" cuando se toca el pin de la puerta del MOSFET
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