Schalten eines 3-V-Motors mit einem MOSFET unter Verwendung eines 3,3-V-Signals

****Ich habe Programmierkenntnisse, aber SEHR wenig Erfahrung mit Elektronik.****

Ich versuche, einen MOSFET mit einem 3,3-V-Signal von einem Adafruit-MCU-Modul ( Adafruit-Modul hier ) zu schalten. Die Last, die der MOSFET schalten würde, ist eine 3-V-Wasserpumpe ( Info zur Wasserpumpe hier ). Der gewählte MOSFET ist der PMV28UNEA von Mouser.com ( MOSFET-Datenblatt hier ).

Das Problem, das ich habe, ist, wenn der Signalstift von der MCU auf hoch eingestellt ist, der MOSFET einschaltet, aber mein Multimeter zeigt einen Spannungsabfall, wenn der Motor angeschlossen ist. Ohne angeschlossenen Motor beträgt die Spannung etwa 4 V (von der Batterie erwartet). Wenn ich jedoch den Motor anschließe, fällt die Spannung auf etwa 2,30 V ab und der Motor schaltet sich nicht ein. Der Motor lief einmal an, als ich ihn zum ersten Mal versuchte, aber seitdem nicht mehr. Ich kann nicht herausfinden, was diesen Spannungsabfall verursacht. Ich habe einen einfachen Schaltplan zusammen mit den Links zu MCU, Pumpe und MOSFET beigefügt. Wenn ich hier relevante Informationen vermisse, die helfen würden, lassen Sie es mich bitte wissen.

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Prüfen Sie, ob Ihr Akku richtig aufgeladen ist
Der Akku wird geladen. Es ist bei etwa 3,2 V vollständig erschöpft. Das Motorrad schaltet sich ein, wenn ich es direkt an +3,7 V und Gnd anschließe, aber ich brauche es, um es mit der MCU ein- und auszuschalten.
Wie verbinden Sie das alles (physisch)? Da der Motor zum Starten einen großen Strom benötigt, müssen Sie möglicherweise Lötverbindungen und etwas dicke Drähte für den Pfad verwenden, auf dem dieser Strom fließt. Geben Sie der MCU auch ein eigenes Kabel zur Batterie, ich meine, lassen Sie es nicht (einen Teil) des Kabels teilen, das der Motor verwendet. Dies liegt daran, dass bei eingeschaltetem Motor Strom fließt und eine Spannung über diesen Drähten abfällt. Dadurch wird die Versorgung der MCU verringert, dann erhält das NMOS eine niedrigere Vgs und schaltet sich möglicherweise nicht vollständig ein.
Sind Sie sicher, dass Ihre Diode an Ihrer Schaltung mit der richtigen Polarität angeschlossen ist? Die Diodenleitung sollte dem Mosfet gegenüberliegen
Im Moment wird alles direkt in eine Steckplatine gesteckt, mit Ausnahme des MOSFET, der aufgrund seines SOT-23-Gehäuses auf eine Leiterplatte gelötet wird. Dann werden Überbrückungsdrähte verwendet, um ihn mit der Steckplatine zu verbinden. Der Akku wird über den eingebauten Akkuanschluss direkt mit der MCU verbunden. Die MCU-Platine hat einen BATT-Pin, der es ermöglicht, Strom direkt von der Batterie zu beziehen. Ein Draht führt direkt von diesem Pin zur (+) Stromleitung auf der Steckplatine. Gnd wird auf die gleiche Weise verbunden. Entschuldigung für den nicht detaillierten Schaltplan, ich habe versucht, es einfach zu halten.
Ich lese eine Spannung von etwa 3 V vom Logikstift zum Gate. Soweit ich weiß, sollte das Gate bei etwa 1 V vollständig gesättigt sein. Damien, so habe ich das Shunt-Dioden-Setup in anderen Schaltplänen gesehen, das von Gnd zu + V führt.
Haben Sie überwacht, ob die MCU noch am Leben ist? Wenn Sie die in Ihrem Schaltplan gezeigten Verbindungen haben, besteht eine Möglichkeit darin, dass Ihre Batterie beim Versuch, den Motor aus statischer Elektrizität mit Strom zu versorgen, einen Spannungseinbruch verursacht, der dazu führt, dass Ihre MCU zurückgesetzt wird
Ja, die MCU lebt noch. Es ist mit einer kurzzeitigen Taste ausgestattet, die zweimal gedrückt wird, um den MOSFET einzuschalten, und etwa eine Sekunde lang gedrückt wird, um ihn auszuschalten. Es gibt auch einen begleitenden Audioton von einem Piezo-Summer für jeden. Das Multimeter liest ungefähr 3 V vom Signalstift, wenn es auf hoch eingestellt ist. Obwohl Bimpelrelkkie möglicherweise Recht hat, denke ich, dass der Ausgangsstift 3,3 V liefern sollte
Mit welchen Kabeln verbindest du deine Motoren? Wenn das Kabel zu klein ist, kann es möglicherweise nicht genug Strom leiten, um den Motor zu betreiben. Oder die Leiterbahn Ihres MOSFET kann keinen ausreichenden Stromfluss zulassen?
Was Sie als MCU bezeichnen, ist keine MCU, sondern eine komplexe Leiterplatte. Sie dürfen die Motorleistung nicht darüber laufen lassen, auch wenn es zu funktionieren scheint (was in diesem Fall nicht der Fall ist). Messen Sie die Spannungsabfälle in allen Teilen des Motorschaltkreises und finden Sie heraus, wo die Spannung, die nicht über dem Motor zu sehen ist, zu sehen ist, zum Beispiel über dem FET oder zwischen Pins der Logikplatine, die missbraucht werden, um Motorströme zu führen.

Antworten (1)

Wahrscheinlich zieht es beim Einschalten des Motors genug Strom, dass der Innenwiderstand der Batterie die Spannung abfallen lässt. Sie sehen wiederum den Spannungsabfall an den Klemmen der Batterie. Wenn ein Gleichstrommotor anläuft, benötigt er einen relativ großen Strom, um Drehmoment zu entwickeln. Du könntest versuchen, einen Kondensator parallel zur Batterie zu schalten. Diese Kappe sollte den anfänglichen Anlaufstrom für den Motor liefern. Dies garantiert nicht, dass der Motor läuft, da wir die Spezifikationen nicht kennen. Ein kurzer Blick auf das Datenblatt legt jedoch nahe: I_motor = P / U -> 1,3 W / 3 V = 434 mA. Kann deine Batterie diesen Strom liefern??

Also ... viele Fragen zu den Spezifikationen von Motor und Batterie.

bearbeitet: Ok, Motor kann starten, wenn er direkt angeschlossen ist. Mein Tipp ist also, die MCU-Spannungsschiene von der Motorversorgungsschiene zu entkoppeln. Ich denke, der Spannungsabfall wirkt sich auf die MCU aus und kann den FET nicht richtig ansteuern. Eventuell kommt es zu einem Brownout und einem anschließenden Reset.

Entkopplung mit einer Diode (möglichst niedrigste Flussspannung) und Stabilisierung mit einem Kondensator.

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2. Bearbeitung:

Da Sie Ihren Schaltplan aktualisiert haben, habe ich meinen aktualisiert:

Hinweis: Der BAT-Pin ist der Ausgang des MCP73831, dies ist eine Batterieladeschaltung mit programmierbaren Ladeströmen usw. Dies ist also der falsche Ort, um den Motor anzuschließen. Wahrscheinlich führt Sie das direkte Anschließen des Motors an die Batterie zum gewünschten Verhalten. Wenn nicht, fügen Sie einfach die Diode und einen Kondensator hinzu.

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Wie ich oben sagte, schaltet sich der Motor ein, wenn ich ihn direkt an die Batterie anschließe, damit ich weiß, dass die Batterie ihn mit Strom versorgen kann. Die einzigen Informationen zum Motor sind die, die das Unternehmen auf dieser Seite über den Link bereitgestellt hat. Und entschuldigung, ich habe vergessen, die Batterieinformationen zu posten. Es ist ein Batt, den ich von Amazon bekommen habe, also habe ich nicht wirklich ein Datenblatt dafür. Aber hier ist der Amazon-Link: amazon.com/Lithium-Rechargeable-connector-Atomic-Market/dp/…
Aber der Akku hat eine Nennleistung von 2500 mAh. Nach meinem Verständnis bedeutet dies, dass es in der Lage sein sollte, eine Stunde lang etwa 2,5 A zu liefern, bevor es stirbt. Ich gehe also davon aus, dass es beim Start mit den 434 mA umgehen kann
Ich habe meinen Schaltplan oben aktualisiert. Ich bin mir nicht sicher, wie ich Ihren Vorschlag umsetzen soll, da die Batterie tatsächlich direkt an die MCU angeschlossen ist. Die MCU hat eine eingebaute Batterieladeschaltung. Die MCU bietet einen "BAT"-Pin, mit dem Sie direkt an die Batterie anschließen können, die an die MCU angeschlossen ist. Ich glaube nicht, dass mein anfänglicher Schaltplan diese Tatsache illustriert hat. Gibt es bei diesem Aufbau eine Möglichkeit, die MCU von der Motorversorgungsschiene zu entkoppeln?
@anonymous_blackness Das Adafruit-Setup ist nicht darauf ausgelegt, große externe Lasten wie Motoren mit Strom zu versorgen. Dafür benötigen Sie eine andere Stromversorgungslösung.
@ChrisStratton Ich kann den Motor direkt an den BAT-Pin und GND anschließen und er läuft einwandfrei. Das Problem tritt nur auf, wenn ich versuche, es einzuschalten, wenn es an den FET angeschlossen ist. Können Sie eine andere Stromversorgungslösung empfehlen oder vorschlagen?
@ChrisStratton Adafruit gibt an, dass der BAT-Pin direkt mit "der positiven Spannung zur / von der JST-Buchse für die optionale Lipoly-Batterie" verbunden ist. Der Motor wird also meines Wissens direkt von der Batterie gespeist.
Es ist immer noch keine Lösung, die für den Betrieb von Motoren vorgesehen oder ausgelegt ist. Sie können möglicherweise den unmittelbarsten Fehler finden, indem Sie, wie bereits erwähnt, die Stelle im Stromkreis finden, an der die Spannung unerwünscht abfällt. Aber das macht es nicht sicher, auf diese Weise zu missbrauchen. Wenn Sie Motoren betreiben möchten, müssen Sie die gesamte Schaltung, die ihre Leistung trägt, von Anfang an dafür entwerfen.
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