¿Qué hace la resistencia desplegable del pin de salida de Arduino a tierra? ¿Es necesario?

Encontré la primera imagen a continuación. Pero no puedo averiguar cómo es necesario o beneficioso tal arreglo cuando desea cambiar una carga con un MOSFET de canal N.

Pregunta número 1: ¿Hay alguna ventaja o desventaja asociada con el primer y segundo tipo? ¿Suponiendo que el MOSFET está saturado a 3 voltios?

Encontré el texto a continuación, donde encontré la primera imagen:

Este circuito es bastante simple. La única parte que parece divertida es la resistencia. Esta es una resistencia desplegable. La resistencia mantiene la puerta baja cuando el arduino no envía una señal alta. Esto está aquí en caso de que el arduino se suelte, o el cableado sea malo, se apagará de manera predeterminada. No desea que este pin flote nunca, ya que se activará y desactivará.

Pregunta número 2 : No entiendo cómo la primera resistencia que no está presente puede causar algún problema. (como la segunda imagen, sin ninguna conexión desde el pin de salida a GND)

Pregunta número 3 : en caso de que piense que la primera resistencia agrega robustez al circuito, ¿no cree que la inclusión de la segunda resistencia también es beneficiosa? Porque cada pin de Arduino solo puede generar 40 mA.

Muchas gracias por adelantado.

ingrese la descripción de la imagen aquí

Tenga en cuenta que el gestor de arranque de un Arduino estándar tardará unos segundos en agotarse e iniciar el programa principal cada vez que se enciende o reinicia. Durante ese tiempo, todo, excepto el pin de transmisión en serie, permanecerá en el estado de reinicio flotante y sin configurar, ya que el cargador de arranque no tiene idea de para qué se pueden usar otros pines.

Respuestas (2)

La resistencia a tierra es exactamente como lo dice la descripción: para evitar que el pin flote alto y encienda el FET, lo que hace que el motor se mueva de forma errática/descontrolada.

Los MOSFET flotantes son malos, y debido a que el control de "encendido" del FET es esencialmente solo un capacitor con una capacitancia muy baja, es bastante fácil que flote y se encienda solo.

Esta situación solo ocurrirá realmente en su programa arduino si convierte el pin de salida en una entrada por error, o durante los estados de apagado/encendido/reinicio. El ATMEGA328P en el Uno hace que todos sus pines entren en un estado de alta impedancia durante el ciclo de encendido, lo cual es una excelente oportunidad para que la compuerta de ese FET flote alto.

La resistencia garantiza que siempre haya un estado conocido, y solo una salida activa ALTA del Arduino hará que se encienda.

Para su tercera pregunta: las puertas MOSFET solo "usan" corriente durante un breve tiempo durante el período de ENCENDIDO, para cargar el capacitor de la puerta. El máximo de salida de 40 mA de Arduino por pin no será un problema. SERÍA un problema si el FET fuera un transistor BJT en su lugar, ya que estos atraerán constantemente corriente a la base para poder operar. Los MOSFET funcionan de manera diferente y no consumen corriente para que estén "encendidos" constantemente.

Poner una resistencia de 10K ohm también es demasiado alto en general, ralentizará considerablemente el tiempo de encendido/apagado del FET y causará grandes pérdidas de conmutación si está haciendo un PWM de frecuencia razonable. Use algo como 100 ohmios si quiere poner una resistencia allí. Es posible que no sea necesario colocar una resistencia allí para un MOSFET, pero se recomienda reducir la posibilidad de retroalimentación inductiva en el microcontrolador y otras formas de negocios sucios relacionados con la conmutación de una carga inductiva como un motor.

Un último comentario: si ESTÁ utilizando el RFP30N06LE como MOSFET en su circuito, no lo atraviese con 60 V, fallará muy rápidamente. El voltaje de drenaje-fuente nominal máximo es de 60 V, ¡y usted está manejando una carga inductiva! Las cargas inductivas pueden causar grandes picos de voltaje que pueden destruir el FET, y simplemente operarlo a su máximo de 60 V es una idea terrible en general. Personalmente, no tendría nada más que una carga inductiva de 24-30 V para un FET de 60 V, ya que esto da algo de espacio para picos y las clasificaciones para FET generalmente deberían ser 1.5 veces el voltaje esperado a través de él de todos modos solo por margen de seguridad incluso en una carga no inductiva.

Si en realidad está utilizando un motor de 60 V, le sugiero que obtenga un FET de 120-200 V si puede. Solo tenga cuidado con el hecho de que en estas clasificaciones, la resistencia de encendido y la capacitancia de la puerta pueden ser bastante altas (lo que significa que debe cambiar a frecuencias más lentas si es posible).

"apagar/encender/reiniciar"... y tal vez también durante la reprogramación?
sí, la programación involucra múltiples procesos de reinicio, generalmente primero al ingresar al modo de programación, luego nuevamente al final. @BenVoigt
Muchas gracias por la respuesta completa, especialmente por preocuparse por analizar el circuito. En realidad, fue una imagen que encontré en algún lugar de la web. ¡Estoy usando un MOSFET de 200 V para un solenoide de 12 V, con un Zener de 70 V y un diodo de 800 V!
@arudino.tyro ¡Sin problemas! Estamos aquí para ayudar en EE.SE. ¿Puedo preguntar para qué estás usando el Zener de 70 V? Y definitivamente puede encontrar un diodo con una clasificación inferior a 800 V si lo necesita, si el tamaño es demasiado grande o molesto.
Gracias por su amabilidad. Estoy usando 8 válvulas en una aplicación que requiere 20 encendidos/apagados por segundo. La velocidad de reacción de mis válvulas es de 0,05 s e inferior. El uso de un solo diodo como flyback los ralentiza. Así que uso un diodo Zener+ para que el voltaje pueda subir a 70V y disiparse más rápido. Reduje la corriente de la bobina del 100% al 2% de unos 30ms a unos 9ms con el Zener. ¡Este es el retraso de la corriente de la bobina! Hay otro retraso para que el mecanismo mecánico de la válvula cague el aire. No puedo medir ese retraso con precisión.
Pero los resultados experimentales muestran que el sistema se está comportando mucho mejor que la vez que usé un PLC para abrir/cerrar las válvulas y la otra vez que usé un solo diodo para cada válvula. ¡Es mucho mejor ahora! tinyurl.com/oe4fo76
@arudino.tyro genial, ¡es bueno escucharlo!
¿Debo usar 8 resistencias si quiero controlar 8 MOSFET con 8 pines? ¿O podría enrutar todos los pines a través de una resistencia compartida a tierra? Me refiero a la resistencia que detiene la flotación.
@arudino.tyro Pondría una resistencia para cada pin de puerta MOSFET. Si tuviera una sola resistencia en todos ellos, uniría todas esas señales y eso no funciona para lo que desea. Entonces, para cada pin de salida, coloque una resistencia a tierra por separado, solo para ese pin y la puerta MOSFET

Como dice claramente la cita, se requiere una resistencia desplegable para mantener el pin bajo hasta que reciba una señal alta del Arduino. Si estuviera flotando, su transistor podría encenderse o apagarse cuando no lo desee. Si oscila (muy posible), es probable que se caliente mucho y desperdicie energía, si no se quema.

La resistencia en la segunda imagen es inútil, porque si el pin 3 en el Arduino comienza a flotar, será como si la conexión ni siquiera estuviera allí, lo que nuevamente podría causar que el transistor oscile.

Prueba esta página. Explica por qué son necesarias las resistencias pull-up y pull-down:

https://www.elprocus.com/resistencias-de-atraccion-y-descarga-con-aplicaciones/

¡Me alegro de que haya ayudado! :)
Enlace muerto, mientras estés editando.
@ScottSeidman Gracias por señalarlo, lo reemplacé con una fuente similar
¿Qué hace la resistencia desplegable del pin de salida de Arduino a tierra? ¿Es necesario?
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