[Principiante] E' giusto utilizzare 2 mosfet in questo caso?

[namero999]

Buongiorno, sto sviluppando un sistema per l'irrigazione automatica. Ha le seguenti caratteristiche:

- microcontrollore wireless ESP 8266

- 4 porte analogice e 2 porte I2C per sensori vari (tipo sensore temperatura e umidita' del suolo)

- porta per mini pompa idraulica (5v 250mA), potenzialmente piu' di una.

 

La mia domanda riguarda il power management.

 

L'intero aggeggio ha a monte un circuito per la gestione on/off basata su transistor (credo comunemente chiamato "soft on/off" o "latching on/off") che accende il mosfet principale che alimenta l'intero circuito (sezione "Power" dello schema). Non l'ho progettato io, mi sono rifatto al seguente circuito trovato in internet via EEVBlog https://goo.gl/6U8TLw

 

A valle invece ho il microcontrollore che quando ritiene necessario accende, tramite un altro mosfet, la pompa idraulica (sezione "Pump" dello schema).

 

Premetto che sono molto inesperto.

Le mie domande sono:

- ha senso usare due mosfet, uno principale per accendere tutto e uno dedicato per la pompa?

- come faccio a calcolare il consumo di corrente del circuito soft on/off per poter scegliere correttamente le parti?

 

Allego gli schematici che ho fatto sperando che aiutino. Ho cerchiato in rosso le parti rilevanti.

 

Qualunque feedback e' ben accetto, soprattutto per quanto riguarda la scelta dei componenti (non ho mai lavorato con transistor e mosfet quindi sono molto insicuro circa la scelta delle parti).

 

Grazie mille per gli input, saluti.

[Livio Orsini]

2 ore fa, namero999 ha scritto:

- ha senso usare due mosfet, uno principale per accendere tutto e uno dedicato per la pompa?

 

non è che dallo schema si capisca poi molto.

 

Quello che è chiaro è il comando motore. Lo schema sembra corretto, però forse non lo è il pilotaggio del mosfet. Molto dipende dall'assorbimento del motore.

 

Il cricuito con mosfet dell'altro quadratino non mi è molto chiaro. Se tu spiegassi cosa ti aspetti che faccia, forse potrei farmi un'idea.

[namero999]

Ciao, grazie. Come dicevo nel primo messaggio, il riquadro denominato Power si occupa di alimentare l'intero circuito e dovrebbe comportarsi come un on/off switch. L'idea si basa su questo concetto https://www.youtube.com/watch?v=Foc9R0dC2iI ma in sostanza fa in modo che una prima pressione dello switch accenda il circuito, bloccando il mosfet in posizione on, e una seconda pressione invece lo spegna.

 

Quando invece dici che il pilotaggio del mosfet motore non e' corretto, cosa intendi? L'assorbimento della pompa e' 250mA a 5V

Modificato: 22 ottobre 2019 da namero999

[Ctec]

Siccome anche io non capivo, sono andato a vedere il video. Lo schema non è lo stesso, in particolare la connessione del pulsante, e le resistenze di emettitore, non servono e probabilmente danno anche noia. Riguardalo. Pare un ottimo oscillatore...

Per 250mA di motore, spendi meno mettendo un BC337 al posto del Q1, normalissimo BJT.

Poi mancano le resistenze di pull-up della I2C, senza le quali non funzionerebbe.

Occhio anche alla tensione di alimentazione del 4051, solo 3,3V (il limite minimo dichiarato è 3V), sei molto al limite di funzionamento. Anche i moduli analogici esterni mandati a 3,3V mi pare siano un po' risicati. Meglio moduli a 5V almeno e mettere un partitore per abbassare a 3,3V dopo il multiplexer.

 

Per fare una figata, io userei lo stesso micro per mantenere acceso il circuito, e casomai lo spegne lui anche in automatico dopo un certo tempo. I/O liberi li hai.

[Livio Orsini]

15 ore fa, namero999 ha scritto:

Quando invece dici che il pilotaggio del mosfet motore non e' corretto, cosa intendi? L'assorbimento della pompa e' 250mA a 5V

 

Veramente io ho scritto:

 

16 ore fa, Livio Orsini ha scritto:

però forse non lo è il pilotaggio del mosfet. Molto dipende dall'assorbimento del motore.

 

Con  250 mA forse è sufficiente il pilotaggio che hai usato; però andrebbe osservato durante la commutazione perchè i tempi di salita e discesa potrebbero essere troppo lunghi ed il mosfet in queste condizioni dissipa parecchio.

[namero999]

21 ore fa, Ctec ha scritto:

Per 250mA di motore, spendi meno mettendo un BC337 al posto del Q1, normalissimo BJT.

 

Ok grazie, valutero' la cosa. Avevo scelto quello da 750mA per lasciarmi del margine per poter agganciare due pompe, eventualmente.

 

21 ore fa, Ctec ha scritto:

Poi mancano le resistenze di pull-up della I2C, senza le quali non funzionerebbe.

 

Questo e' interessante. Il primo prototipo funziona anche cosi' ed eseguo correttamente le letture dai device, ma forse e' dovuto al fatto che sto usando dei moduli da prototipizzazione (BME380 per temperatura e pressione, e GY30 per luce ambientale). Magari questi moduli hanno gia' le resistenze che citi, mi informero'.

 

21 ore fa, Ctec ha scritto:

Occhio anche alla tensione di alimentazione del 4051, solo 3,3V (il limite minimo dichiarato è 3V), sei molto al limite di funzionamento. Anche i moduli analogici esterni mandati a 3,3V mi pare siano un po' risicati. Meglio moduli a 5V almeno e mettere un partitore per abbassare a 3,3V dopo il multiplexer.

 

Ottimo spunto, in effetti ero in dubbio sul da farsi. Dato che il wemos accetta solo voltaggi a 3.3V, _per stare sul sicuro_ ho alimentato il mux a 3.3, per evitare che un fraintendimento del datasheet mi portasse a sparare 5V nel wemos e friggerlo. Vedi problemi ad alimentare il mux a 5V e i sensori ad esso collegati a 3.3V? Nell'output non dovrebbero mai uscire piu' di 3.3V o sbaglio?

 

GRAZIE MILLE per queste dritte.

Modificato: 23 ottobre 2019 da namero999

[Ctec]

Non conosco il modulo, ma per aggirare la cosa, se il modulo può configurare le uscite come Open Collector ed è (normalmente) in grado di "subire" anche 5V (5V tolerant), impostandole come tali e mettendo un pull-up su ciascuna linea, avrai il comando di periferiche a 5V. Per l'ingresso analogico, bastano due resistenze (magari a film metallico per minor deriva termica).

[namero999]

22 ore fa, Ctec ha scritto:

Siccome anche io non capivo, sono andato a vedere il video. Lo schema non è lo stesso, in particolare la connessione del pulsante, e le resistenze di emettitore, non servono e probabilmente danno anche noia. Riguardalo. Pare un ottimo oscillatore...

 

E per quanto riguarda questo, hai ragione, non e' esattamente quello del video. Nei commenti del video stesso pero' la cosa si e' sviluppata ed e' stata migliorata. Presumibilmente  Lo schema risultante e' il seguente https://goo.gl/6U8TLw e la simulazione fa quello che deve. Ora, non sono in grado di dire quale sia meglio o peggio, ma questo "l'ho capito un po' meglio", quindi ho deciso di provare con questo. Ad ogni modo credo che le considerazioni riguardo al mosfet si applichino ad entrambe le versioni.

[namero999]

21 minuti fa, Ctec ha scritto:

Non conosco il modulo, ma per aggirare la cosa, se il modulo può configurare le uscite come Open Collector ed è (normalmente) in grado di "subire" anche 5V (5V tolerant), impostandole come tali e mettendo un pull-up su ciascuna linea, avrai il comando di periferiche a 5V. Per l'ingresso analogico, bastano due resistenze (magari a film metallico per minor deriva termica).

 

Purtroppo che io sappia il Wemos (un ESP8266) non e' 5V tolerant. comunque riflettendoci meglio, non credo ci siano problemi ad alimentare il mux a 5V ed usare solo sensori analogici a 3.3V. Mi aspetto che il mux giri sul suo output il voltaggio che vede negli ingressi senza fare riferimento alla propria alimentazione, quindi non dovrei friggere niente, ma provo su breadboard prima di modificare la pcb.

 

 

[Ctec]

Uhm... ad alimentare il 4051 a 5V, non so se i segnali a 3V3 che vengono dal modulo lo fanno funzionare bene. Il modulo sarà TTL, per cui magari è meglio usare un 74HCT4051.

Oppure, forse risolvi tutto, usi un 74HC4051 che scende anche a 2V, per cui puoi andare anche a 3,3V