Elektrolit w bramce MOSFET-a likwiduje zakłócenia

Witam

Otóż mam do szanownych kolegów prośbę, o wytłumaczenie pewnego zjawiska.

Mianowicie, robię teraz projekt ze sterowaniem silnika DC przez klucz z MOSFET-a. Bramkę tranzystora steruje z mikroprocka. I napotkałem pewien problem, rozdzieliłem masy (analog i cyfra) i tranzystor (silnik) raz działał sprawnie a raz nie (zupełnie jakby przez właśnie zakłócenia). Dodałem między piny mikroprocka a bramkę MOSFET-a kondensator elektrolityczny 10µF. I nagle wszystko zaczęło super działać.

I tutaj moje pytanie, co spowodował kondensator między pinem a bramką, że nagle zaczęło wszystko sprawnie działać?

Poniżej zamieszczam schemat żeby całą sprawę rozjaśnić.



Mam taką teorię, że kondensator przepuścił zakłócenia z silnika które przedostały się na bramkę do masy, i te wszystkie śmieci dzięki temu nie bruździły mi w samym mikrokontrolerze.

Przy takim podłączeniu załatwisz port mikrokontrolera, rozładowanie 10µF przez wyjście procka to nie jest najlepszy pomysł, lepiej daj szeregowo od procesora rezystor 1kΩ i kondensator zmień na 100nF, też usuniesz zakłócenia bez zagrożenia dla samego układu mikrokontrolera.

Port procesora nie ma dużej wydajności prądowej dlatego podczas przełączania mosfet wchodzi na dłuższy czas w obszar pracy liniowej, przełączanie jest łagodne i nie powstają zakłócenia.
Dla procesora może się to okazać zabójcze na dłuższą metę.
Taki sam efekt uzyskasz podłączając bramkę do portu przez rezystor kilkaset kiloomów, będzie to jednak bezpieczniej dla procesora.
Wadą obydwu rozwiązań jest to, że podczas częstego przełączania, np sterowanie PWM na tranzystorze wydzieli się duużo ciepła.

W takim razie zastosuje opornik 1kΩ i ceramik 100nF.

Czyli te zakłócenia pochodzą od samego MOSFET-a a nie z silnika?

Zakłócenia będą z silnika, dokładnie z rezystancji masy na linii MOSFET - silnik, pogrubienie ścieżek od zasilacza do mosfeta i od zasilacza do silnika też trochę pomoże. Również kondensator elektrolityczny w parze z ceramikiem 100nF jak najbliżej układu zasilanego (silnik, MOSFET lub płytka mocy. Następnie ważne jest zasilanie procesora - również stosuje się standardowo ceramiczne 100nF jak najbliżej wyprowadzeń zasilania układu scalonego - zapobiega to propagacji zakłóceń na linię zasilania przez układ działający impulsowo, jak również przedostawania się zakłóceń z zasilania do układu. Poza tym przez takie rozłożenie pojemności w sieci poprawia się dynamikę obciążalności impulsowej całej sieci zasilania. Sam MOSFET nie generuje zakłóceń sam w sobie, zakłócenia powstają przy szybkim włączaniu i wyłączaniu dużego obciążenia, dodatkowo silnik DC powinien mieć odkłócenie w postaci diody skierowanej katodą do + zasilania, popatrz jak steruje sie przekaźniki elektromagnetyczne tranzystorami - potraktuj silnik jako indukcyjność, przy szybkim wyłączeniu pojawi się szpilka wysokiego napięcia na bramce tranzystora - to też nie sprzyja stabilnej pracy układu scalonego w pobliżu.

Dzięki za jasne wytłumaczenie.

W sumie to miałem zakładać nowy temat bo moje pytanie nie za bardzo tu pasuje ale zapytam się Ciebie bo widzę że ogarniasz temat

Mam układ złożony na stykówce wg. poniższego schematu.

Problem jest w tym że ciągle mi wali reset przy załączeniu silnika, wczoraj siedziałem i wkładałem kondensatory w różnych konfiguracjach ale nic nie pomogło... Masz może jakiś pomysł?

Parę błędów jest na schemacie: R1 przy S2 powinien być podłączony do +VCC, a nie do GND jeśli już chcesz robić PULL-UP. Między +silnika, a źródłem tranzystora MOSFET daj przyzwoity elektrolit LOW-ESR (niskoimpedancyjny), np. taki do płyt głównych. Reset zablokuj ceramikiem 100nF do GND, żeby nie generowały się szpilki na resecie od obciążenia. Wejście resetu jest wewnętrznie filtrowane przed zakłóceniami, ale nie zaszkodzi dodatkowa ochrona. AVR-y mają czujnik tzw. BROWN-OUT, czyli reset wewnętrzny przy spadku napięcia zasilania do 2V. Jeżeli zasilasz układ bateriami to wystarczy lekkie przeciążenie, żeby zadziałał reset wewnętrzny, baterie często mają dużą rezystancję wewnętrzną i przy większych prądach spadnie poniżej 2V i mamy reset. Zacznij od porządnego zasilania, stawiam na spadek napięcia przy załączeniu silnika.

R1 jest oczywiście do Vcc. Moje niedopatrzenie podczas rysowania schematu.

Po dołączeniu tego elektrolitu, procek co prawda się nie resetuje, ale wystawia na MOSFET cały czas stan wysoki (koło 3,5s gdzie w programie są 2s).

Zauważyłem pewną ciekawą rzecz. Gdy przytrzymam palcem silnik żeby się nie ruszał to wszystko pięknie działa (pomimo że wtedy silnik pobiera maksymalny prąd - bo jest zblokowany). Gdy choć trochę się obróci to wtedy wali reset. Wynika z tego że powstaje jakieś duże zakłóceninie z indukcyjności silnika podczas włączania się.

To ceramiczny 100nF równolegle do silnika, zakłócenia będą od komutacji na szczotkach. Ale jak to przechodzi przez filtrowane zasilanie, pozostaje jeszcze topografia połączeń masy.

Czy dobrze zrozumiałem autora, że masy układu sterującego i wykonawczego są rozdzielone?
Co prawda na schemacie są razem przy źródle zasilania, ale ich prowadzenie ma duże znaczenie.
Poza tym zasilanie jest blisko punktu zadziałania układu resetu, dobrze byłoby zasilać mikrokontroler przez diodę Schottky'ego - straci się 0,25V, ale chwilowe spadki napięcia na źródle zasilania nie będą resetowały procka. (chyba.że punkt resetowania jest ustawiony na 2,7V lub więcej); jaki masz ustawiony BODLEVEL?

Schemat jest powyżej, najpierw rozeznanie, a potem wejście do dyskusji. Masy są połączone i wszystko statycznie działa, tylko jest problem, kiedy silnik się kręci - jakieś zakłócenia przechodzą od silnika na procesor.

Łączyłem już kondensator równolegle do silnika, bez zmian (nie resetuje, ale bardzo zaburza działanie układu).

Wymienię diodę Schottkiego na zwykłą prostowniczą, zobaczymy co będzie...