Der Spannungsregler „schluckauf“, wenn der Gate-Pin des MOSFET berührt wird

Ich habe mit der folgenden Schaltung zu kämpfen, die einen Raspberry Pi enthält:

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Das ist ein 5-V-Spannungsregler (mit Schutzkondensatoren) und rechts ein Gleichstrommotor und unten ein IRF510-N-Kanal-MOSFET.

Die 9-V-Versorgung ist eigentlich eine angeschlossene 9-V-Versorgung, sodass der Batterietod kein Problem darstellt.

Das Problem rührt in gewisser Weise von der Anwesenheit des Raspberry Pi her.

Ein Voltmeter wird geklemmt und misst die Spannung zwischen A (Ausgang des Spannungsreglers) und B (Masse der Schaltung)

Diese Spannung liegt normalerweise bei etwa 4,94 ~ 5 Volt.

Jetzt berühre ich die beiden Drähte im gestrichelten Feld. Dies sollte einfach den MOSFET umwerfen und den Motor laufen lassen. Und das tut es. Außer es gibt einen kleinen Schluckauf. Der Spannungswert (A nach B) fällt kurzzeitig auf etwa 1,0 V ab, der Raspberry Pi schaltet sich aus, aber dann kommt die Spannung (A nach B) wieder hoch, der Pi startet neu und der Motor läuft. Ich trenne das Kabel und der Motor stoppt. Alles ist gut.

Ersetzen Sie den Himbeer-Pi im Bild durch einen normalen Widerstand und der Schluckauf tritt nicht auf.

Jetzt würde ich sagen, dass die wahrscheinlichste Ursache eine plötzliche Stromspitze ist, die die Nennleistung des Spannungsreglers von 1,5 A überlastet. Aber ich kann nicht erkennen, woran das liegen soll. Das Messen des Stroms aus dem Regler, wenn der Pi im Leerlauf ist, ergibt nur etwa 0,35 A. Ich kann nicht sehen, wie das Berühren des anderen parallelen Drahts dort einen Stromstoß verursachen würde.

Außerdem funktioniert nach dem Schluckauf alles einwandfrei!

Ich wäre also sehr dankbar für jeden Hinweis, was passieren könnte! Danke für jeden Rat!

BEARBEITEN:

Das Messen der Spannung über dem Plus- und Minuspol des Netzteils (wo es IN mein Steckbrett kommt) während des Berührens der Drähte zeigt AUCH einen Abfall von 8,98 V bis auf etwa 2 V und geht dann wieder nach oben. Jetzt bin ich mir noch weniger sicher, was los ist!

Und nur zur Verdeutlichung - dies ist ein AC-zu-9-VDC-Konverter, der an eine Wandsteckdose angeschlossen ist. Die Drähte gehen direkt in die + und - Schienen meines Steckbretts.

Wenn Sie "Spannungsmessung" sagen, an welchem ​​​​Knoten messen Sie die Spannung? Wenn Sie die Ausgabe des 7805 lesen, versuchen Sie auch, die Eingabe (Batteriespannung) zu lesen.
A (Ausgangspin des Reglers) an B (Schaltungsmasse). Ich habe zur Verdeutlichung bearbeitet.
Außerdem habe ich die Frage mit Ergebnissen aus der Messung über die Versorgung bearbeitet
Es zeigt AUCH einen Abfall von 9 V auf etwa 2 und dann wieder hoch.

Antworten (3)

Schritte zur Diagnose / Beseitigung des Problems:

  • Fügen Sie einen Kondensator mit 10 μF, 6,3 Volt oder mehr parallel zu C2 vom Ausgangszweig des 7805 so nahe wie möglich an Masse hinzu.
  • Fügen Sie dem 9-Volt-Eingang einen Kondensator mit 100 uF, 10 Volt oder mehr hinzu, um als Puffer-/Reservoirkondensator zu fungieren.
  • Fügen Sie einen 100-Ω-Widerstand auf der Leitung vom Regler zum MOSFET-Gate hinzu und ersetzen Sie den Pulldown-Widerstand am Gate durch mindestens 1 kOhm . Dadurch wird die Stromspitze aufgrund der Kapazität des MOSFET-Gates reduziert - ich glaube, dies sollte nicht das Problem sein, aber es ist dennoch ein einfacher und nützlicher vorbeugender Schritt .

Wenn das oben Gesagte das Problem nicht löst:

  • Verwenden Sie eine separate 9-Volt-Versorgung für den Motor, Ihre vorhandene Versorgung ist nicht in der Lage, die Anlauflast (normalerweise Stillstandsstrom >> Betriebsstrom) des Motors zu bewältigen.
Wenn Sie Ihren 3. Aufzählungspunkt ausführen, muss er auch R2 erhöhen (vielleicht auf 1 kOhm? vielleicht 5 kOhm), um die Gate-Spannung immer noch auf den Wert zu bringen, an dem sie wahrscheinlich sein muss.
@ThePhoton Oh hoppla! Ja, übersehen, dass der Pulldown nur 100 Ω beträgt. Antwort jetzt bearbeiten, danke!
Danke für diese Tipps; Das Problem rührt wahrscheinlich von der Tatsache her, dass mein Netzteil nur für 300 mA ausgelegt war. Da der Pi selbst 350 mA zieht, ist das Problem ziemlich erklärt. Diese Tipps werde ich mir aber merken!

Motoren brauchen oft (immer? ist nicht wirklich mein Ding) viel größere Ströme zum Starten als zum Weiterlaufen.

9-V-Batterien haben einen relativ hohen Innenwiderstand. Bearbeiten Ich habe gerade gesehen, dass Sie sagen, dass Sie keine Batterie verwenden. In diesem Fall würde ich sagen, dass Ihre Versorgung wahrscheinlich nicht den Saft hat, um den Motor zu starten. Es könnte auch ein Problem mit langen Drähten und schuppigen Steckbrettverbindungen sein, aber es ist wahrscheinlicher, dass einfach nicht genug Saft vorhanden ist.

Der Motor (nicht das Gate des FET, was Sie meiner Meinung nach gedacht haben) zieht also einen großen Strom, um loszulegen. Dadurch wird der 9-V-Versorgungsausgang so niedrig gezogen, dass der Regler außer Kontrolle gerät und alle anderen von Ihnen erwähnten Symptome verursacht.

Die einfache Lösung ist eine höhere Ampere-Versorgung.

Wenn die Versorgung, die Sie haben, gerade genug Strom liefert, können Sie versuchen, einen großen Kondensator hinzuzufügen, z. B. zwischen dem 9-V-Pluspol und Masse. Der Wert hängt vom Motor ab. Der Wert kann 10 uF, 100 uF oder mehr betragen. Wenn Werte im Bereich von 100 - 500 uF nicht funktionieren, müssen Sie möglicherweise drastischere Schaltungsänderungen in Betracht ziehen.

Das einzige, was nicht klar ist, ist, warum es nicht passiert, wenn das uC entfernt wird. Vielleicht möchten Sie diesen Test noch einmal versuchen – vielleicht haben Sie den Fehler einfach nicht gesehen, weil es ohne uC keine Möglichkeit gibt, es zu sehen dass der uC neu startet.

Vielen Dank für Ihren Rat ... das Problem ist höchstwahrscheinlich Strommangel, da ich gerade herausgefunden habe, dass mein Netzteil für 300 mA ausgelegt ist. Dies ist wahrscheinlich das gesamte Problem
Großartig. Das erklärt auch, warum das Entfernen des uC das Verhalten verändert hat.

Nun, bei weiterer Inspektion sah ich mir mein Netzteil an und stellte fest, dass es für 0,3 A ausgelegt war. Da der Pi in seiner Leerlaufzeit 0,35 zieht, kann ich sehen, wie dies ein großes Problem sein könnte. Sobald ich einen anderen bekommen kann, werde ich es erneut testen, wetten, dass das Problem behoben wird.

Der Spannungsregler „schluckauf“, wenn der Gate-Pin des MOSFET berührt wird
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