ESP32 a la parrilla con interruptor MOSFET simple para bomba de agua de 12V

He soldado un pequeño PCB alrededor de un ESP32 con los siguientes componentes:

  • ESP32 Dev v4
  • Bomba de agua con clasificación de 12-24 V y 4,5-6 W
  • Fuente de alimentación con clasificación de 12V y 1A
  • Sensor capacitivo con salida analógica IRFZ44N : N-MOSFET

El circuito hace lo siguiente:

Mida la humedad del suelo y encienda la bomba de agua en consecuencia. Cuando el suelo está demasiado seco, el ESP32 eleva la puerta del MOSFET, lo que corta el drenaje sobre la fuente, la fuente está conectada a GND. La puerta normalmente se tira a GND con una resistencia desplegable de 1k.

El circuito funcionaba bien con una fuente de alimentación de 5 V a través de PSU USB o USB de computadora portátil.

Sin embargo, cuando conecté la fuente de alimentación de 12 V, el ESP32 literalmente se quemó hasta morir.

Por favor, consulte mi esquema dibujado a mano aquí:

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La soldadura estuvo bien (ya que también funcionó para 5V):

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Anteriormente alimenté un ESP32 con una fuente de alimentación de 12 V, ya que el regulador lineal AMS1117 integrado tolera este voltaje.

También verifiqué la polaridad de la fuente de alimentación antes de enchufarla. El regulador lineal todavía parece funcionar ya que emite 3.3 V, sin embargo, el ESP32 se evaporó.

No puedo ver ningún defecto importante en mi diseño. Simplemente creo que es una mala práctica cambiar GND en lugar de 12V con el MOSFET, pero lo hice por conveniencia porque tenía N-MOSFET por aquí.

Los comentarios no son para una discusión extensa; esta conversación se ha movido a chat .

Respuestas (1)

Superpuse crudamente las dos fotos que mostraste para obtener una mejor imagen del cableado general.

superposición de circuito

El transistor parece estar cableado correctamente. Tienes la puerta tirada a tierra, impulsada por un pin GPIO. El drenaje sale a su carga. La fuente va a tierra.

La causa más probable de la falla es que mezcló los cables rojos y conectó el cable rojo en la parte superior de la foto a 12V en lugar del que está en la parte inferior. El de arriba está conectado al pin de 3.3V de la placa. Esto pasa por alto el regulador AMS1117-3.3, por lo que habría alimentado 12 V directamente a la MCU. Cuando lo alimentaste con 5V, probablemente te saliste con la tuya al sobrevoltar el ESP32, sin que se incendiara. Sin embargo, 12V es demasiado.

Otro problema potencial es que su camino a tierra para la carga es a través de la placa de desarrollo. Si su bomba consume una corriente bastante alta, esto puede ser excesivo para los pines de la placa. Un pin de cabecera solo tiene una clasificación de aproximadamente 4A, por lo que si su bomba extrae más que eso, es probable que cause problemas de sobrecalentamiento. Sería mejor conectar directamente el pin de fuente a tierra en el bloque de terminales.

Además, al observar el esquema del NodeMCU-32S, el IC convertidor de USB a TTL se alimenta directamente desde VDDUSB. Hay un diodo schottky de VDDUSB a VDD5V, por lo que la placa se encenderá desde la alimentación USB:

esquema de potencia

Si el diodo schottky que se usó en su placa no era de hecho un 1N5819, sino un diodo con un voltaje de ruptura inverso más bajo, es posible que la alimentación de 12 V a VDD5V haya causado que VDDUSB aumente a 12 V, friendo el chip TTL. Esto podría haber provocado un cortocircuito de 12 V en los pines U0TX/U0RX del ESP32.

muchas gracias. Acabo de medir que el voltaje en el pin de 3.3V es de 12V, lo mismo que en el pin de 5V donde le doy de comer a los 12V. Puedo excluir que mezclé los cables de 3V3 y 5V en primer lugar, ya que el 3V3 siempre estuvo conectado al sensor de humedad del suelo, pero nunca verifiqué que tuviera un voltaje de 3V3 adecuado. Examinaré el control del tablero para su explicación con el diodo de ruptura. El ESP32 fue comprado por alguna marca alemana (azdelivery).
Esas placas genéricas de estilo NodeMCU-32S son fabricadas por cientos de compañías aleatorias y revendidas por miles más, por lo que es prácticamente imposible saber la selección exacta de piezas que usó cada una.
proporcionó, con mucho, la mejor respuesta. Verificaré un poco más sobre la fuente del error ya que usé ESP32 anteriormente con 12V y no cometí ningún error obvio en este simple PCBy lo mantendré informado. ¿Tiene alguna recomendación de mejores prácticas para mí después de mirar el PCB?
@MarcoBobinger Mida los voltajes en su cableado antes de conectar la placa. Use diferentes colores de cables para diferentes funciones, cuando sea práctico, para evitar confusiones. Considere usar un regulador reductor externo de 5 V o 3,3 V para que no tenga que preocuparse por freír el ESP32 con 12 V. Una gran ventaja aquí es que los clones de NodeMCU-32S (y otras placas de desarrollo ESP8266/ESP32) son increíblemente baratos en lugares como AliExpress, especialmente si compras 10 o más a la vez. Nunca está de más tener algo de repuesto para prototipos y proyectos.
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