Pi Zero / Pines GPIO / +12V de alimentación y tierra compartida

Necesito una verificación de cordura en mis esquemas antes de pagar por JLCPCB para hacer mi placa PCB.

Objetivo: hacer que mi Pi Zero dispare una carga pirotécnica en un modelo de cohete. Configuración: GPIO-20 Envía una señal a la puerta MOSFET, que luego permite que 12v de corriente disparen la carga pirotécnica. La tierra (negativa) de la batería de 12v y el pin de tierra del Pi se comparten.

Pregunta: ¿Esta configuración parece correcta? ¿Alguien ve algún problema con el Pi compartiendo tierra con la batería de 12v? Desarrollé esto y probé este cableado con una placa de prueba usando un LED para confirmarlo visualmente y un multímetro para ver el aumento y la caída del voltaje a medida que habilito/desactivo una señal del pin GPIO. Pero como todos sabemos, lo que funciona en las pruebas no siempre funciona en la producción. Así que pido un segundo par de ojos para que me revisen dos veces.

NOTAS:

  • GND: tierra (compartido por Pi GND Pin y terminal negativo de batería externa)
  • BAT+: 12v
  • GPIO20: Señal a Pyro 1
  • GPIO21: señal a Pyro 2 (no se muestra)
  • R8: resistencia de 1 ohmio
  • R2: resistencia de 470 ohmios
  • Q2: MOSFET de potencia de canal N - 30V / 60A -> https://www.adafruit.com/product/355
  • P2: Terminal de tornillo a carga Pyro
  • P3: Terminal de tornillo a batería externa de 12v
  • 5v: 5v de Pi a sensores de potencia
  • SCL: SCL a sensores
  • SDA: SDA a sensores

Gracias,

Raspberry Pi Cero Sch.

Canal piro

"5V de la Pi a los sensores de potencia"... ¿Qué sensores? ¿Cuánta corriente? La salida de +5V en el Pi tiene una corriente muy baja... ¿De dónde obtiene el Pi su energía? ¿Cómo se convierte +BAT en energía para la Pi?
El Pi se alimenta normalmente a través de su puerto USB con 5v. Los sensores (p. ej., barómetro, GPS, etc.) se alimentan del pin GPIO Pi 5v. El BATT+ será de 12v y es un voltaje separado que se usará únicamente para alimentar/descargar la carga pirotécnica. El Pi simplemente está enviando la señal a la puerta MOSFET para que los 12v puedan fluir a la carga pirotécnica.

Respuestas (1)

El circuito que muestras está generalmente bien. Solo tengo pequeñas preocupaciones/recomendaciones:

  1. Agregue al menos algo de resistencia en GPIO 20 para limitar la corriente requerida para cargar la capacidad de la puerta.
  2. Aumentaría la resistencia desplegable en la base. 470 ohmios darán como resultado 7 mA, lo que generalmente no se necesita en tal escenario. Creo que algunos kOhm serían suficientes y esta resistencia y la que recomiendo en 1. formarían un divisor de voltaje, disminuyendo el voltaje de la puerta hasta cierto punto.
  3. Evalúe qué hace la resistencia de 1 ohmio cuando falla (supongo que la usará para encender la carga). Si falla, la corriente podría exceder la calificación del mosfet.
Gracias. El MOSFET que estoy usando estaría bien ya que tiene una clasificación de hasta 30 V y solo usaría 12 V. Entonces, ¿recomendaría algo como una resistencia de 1K o algo más como una resistencia de 470k? El enlace GPIO solo sería de 3.3v, por lo que me temo que agregar una resistencia a GPIO podría reducir tanto el voltaje que no encenderá el MOSFET, que es de alrededor de 2.35v.
Los Pi GPIO son bastante anémicos y sin resistencia de compuerta encontrará problemas (incluso el poderoso PIC GPIO de 20 mA tiene problemas a veces con estos)
Gracias Lorenzo y Sim. Encontré una publicación de Stack Exchange con respecto a las resistencias de compuerta y saliendo de su ejemplo, probablemente debería hacer una resistencia de compuerta de 100 ohmios y una resistencia desplegable de 1M ohmios. --> electronics.stackexchange.com/questions/68748/…
La serie @Alby 100Ohm está bien, pero 1M para pulldown parece grande. Elegiría algo en el rango de 10k-50kOhm.
Gracias @SimSon. Iré con un pull down de 50k y veré cómo funciona.
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