Conduire un servo avec MOSFET

J'essaie de construire un petit appareil alimenté par batterie contenant un servo. J'aimerais pouvoir désactiver le servo pour économiser la batterie. J'ai lu précédemment que les MOSFET peuvent être utilisés pour cela, mais j'ai du mal à trouver des exemples de circuits suffisamment détaillés (valeurs de résistance manquantes sans aucun moyen de les calculer) et pour être honnête, je ne suis pas trop sûr du type de circuit que je cherche (je n'ai jamais utilisé de FET auparavant). Quelqu'un peut-il me donner un coup de pouce dans la bonne direction?

informations potentiellement pertinentes:

code fonctionnant sur un mega88 @ 3.3V
Servo 4.8-6V connecté directement dans la batterie 6V (je voudrais changer cela)

mosfet servo

— Jeremy
source

Fournir l'exemple de circuit, même s'il manque de valeurs, pourrait aider.

— Brian Carlton

Si vous voulez des conseils pratiques, y compris la sélection de pièces, regardez certains des projets de contrôle de vitesse pour les systèmes R / C qui ont été publiés - de préférence un récent. Un FET qui peut faire fonctionner le moteur d'entraînement devrait avoir peu de problèmes avec un servo. Une chose à penser est de savoir si vous pourriez vous en sortir avec un appareil à canal N pour commuter le côté bas, car ceux-ci sont fondamentalement meilleurs que les appareils à canal P. Cependant, les contrôleurs de moteur sans balais qui sont partout aujourd'hui utilisent les deux, vous pouvez donc choisir un appareil à canal P et un circuit de commande à partir de là pour une commutation latérale élevée.

— Chris Stratton

Réponses:

Vous n'avez pas mentionné la quantité de courant dont vous avez besoin. Voici un petit guide -

Pour la plupart des applications de commutation, les paramètres importants sont la tension nominale (BVdss), le courant de drain maximal (Id (activé)) et la tension de mise en marche du portail.

Pour une batterie 6V, vous voulez une tension de claquage d'au moins 6V. Augmentez-le un peu si la commutation produit des tensions transitoires. Étant donné que la majorité des transistors FET ont des tensions de 20 V ou plus, cela ne devrait pas poser de problème. Choisissez un FET 20V ou 30V.

Choisissez un courant de drain maximum supérieur à ce que le servo nécessite. Le courant de drain maximal est généralement limité par les performances thermiques du système et non de l'appareil. De combien de courant avez-vous besoin? Quelle taille pouvez-vous utiliser? Avez-vous de la place pour un dissipateur thermique?

Pour utiliser le FET comme commutateur dans un système 3,3 V, vous voulez un appareil de niveau logique. Cela garantira que l'appareil est complètement allumé (la plus faible résistance) à des niveaux de 3,3 V.

Pour les circuits, je mets généralement une résistance de rappel sur la grille afin que la grille ne flotte jamais. Pour certaines applications, je placerai une diode zener à travers la grille pour une protection transitoire.

— jluciani
source

Il est également bon de disposer d'une résistance de grille pour limiter le courant à la grille.

Pas habituellement. La limitation du courant à la grille ralentit la charge de la capacité d'entrée (Ciss). Cela augmente les pertes de commutation car le FET prend désormais plus de temps à commuter. Plus la tension que vous devez commuter est élevée, plus les pertes sont importantes. De plus, plus votre fréquence de commutation est élevée, plus vos pertes sont importantes, car vous changez plus par unité de temps.

— jluciani

L'application ne semble pas avoir de besoins à grande vitesse, seulement une fonction marche / arrêt pour économiser la batterie. Je recommanderais la résistance série, surtout si elle est pilotée directement par le processeur. De plus, une fois que vous avez gravé la carte, il est beaucoup plus facile de mettre une résistance de faible valeur s'il y a des problèmes de vitesse que d'essayer d'en ajouter une si la pointe de courant provoque d'autres problèmes (perturbations des circuits analogiques, réinitialisations inattendues, etc.).

— apalopohapa

@Henrik, @jluciani: la résistance de grille n'est pas pour limiter le courant à la grille, en soi (ce que vous ne voulez pas faire). C'est pour plusieurs autres raisons: contrôler le temps d'activation / désactivation (la résistance en parallèle avec diode permet une désactivation plus rapide), empêchant les oscillations ultra-hautes fréquences dues au gain de l'appareil et à l'inductance du conducteur de l'appareil, et isolant les défauts de se propager vers le circuit qui pilote (en particulier si directement à partir d'une broche de microcontrôleur).

— Jason S

Une résistance de 50-200 ohms suffit généralement, vous ne voulez pas d'une résistance beaucoup plus grande.

— Jason S

Vous pourriez ne pas avoir besoin d'un MOSFET. Vous devez mesurer la quantité de courant utilisée par votre servo lorsque vous n'envoyez aucune impulsion sur la ligne de signal. J'imagine qu'un servo bien conçu passerait en mode veille profonde et n'utiliserait que quelques centaines de micro-amplis, mais je n'ai jamais essayé cela.

Si vous avez besoin d'un MOSFET, je recommande d'utiliser un MOSFET à canal P sur la ligne d'alimentation du servo (le fil du milieu). Vous pouvez connecter la grille du MOSFET à l'alimentation via une résistance de rappel 10-100kOhm pour garantir qu'elle est éteinte par défaut. Utilisez ensuite une ligne d'E / S de microcontrôleur pour abaisser la grille lorsque vous souhaitez que le servo soit alimenté, puis faites de la ligne d'E / S une entrée à haute impédance lorsque vous souhaitez couper l'alimentation du servo.

Votre schéma de circuit devrait ressembler au côté droit de ce schéma de reemrevnivek (il suffit de regarder Q2) Schéma d'utilisation des MOSFET de reemrevnivek :

Dans ce cas, la "charge" sur le côté droit est votre servo.

Vous voudrez regarder votre fiche technique MOSFET pour vous assurer que les courants de fuite ne sont pas trop mauvais.

— DavidEGrayson
source

Quiconque vote positivement ma réponse devrait voter positivement pour avoir réalisé ce diagramme! electronics.stackexchange.com/questions/3599/…

— DavidEGrayson

Le servo peut être inductif, vous devez donc ajouter des diodes pour protéger les MOSFET

— Jason S

J'utilise toujours ces éléments: physics.udel.edu/~watson/scen103/mos4.html physics.udel.edu/~watson/scen103/mos5.html

— endolith

Merci pour les votes positifs, mais le diagramme était le travail de deux minutes dans LTSpice. Ce qui, soit dit en passant, serait un excellent outil pour aider à simuler ce problème. En outre, le lien pointe vers ma réponse aux questions sur les bases de l'utilisation d'un MOSFET, qui pourraient être pertinentes. Jason a raison, c'était un schéma générique et ne considérait pas les charges hautement inductives comme les servos.

— Kevin Vermeer