Necesito controlar ocho electroválvulas para el drenaje del agua en el exterior, de forma remota y simultánea. Las válvulas son normalmente de tipo cerrado (NC), lo que supongo, en ese contexto, significa que se abren y dejan que el agua se drene solo cuando reciben la señal de ENCENDIDO en su entrada.
Aquí es el modelo exacto y el hoja de datos para las válvulas solenoides. De mi pregunta anterior tengo descubrí que el relé es de 4.5W y creo que pasa alrededor de 400mA máx. en estado estable. Como no sé la inductancia de las bobinas, pensé que no sería más de 10uH.
La idea es mantener la fuente de alimentación de 12 V y el controlador (Arduino en este caso) en el interior y enviar la potencia y la señal de control a una distancia de 25 m al optoacoplador y luego a un MOSFET que acciona los solenoides.
Esto es lo que se me ocurrió hasta ahora:
Comonoquierounaactivaciónfalsa,decidíusarunoptoacoplador4N25enelextremoopuesto.Estoaíslalaconexiónatierradelafuentedealimentaciónde12Vyevitaelruidodeacoplamiento.
Siusouncablecoaxial,tienecomo80pF/m.Entonces,enelpeordeloscasos,asumíquelacapacitanciaparásitatotaldelcableCphaciaabajoesdeaproximadamente10nF.TambiénasumíqueArduinosubíaybajabalasaristascomo100ns.
Zenerylosdiodosderetornosonparaelcuidadorápidodelaspatadasinductivas.Estosebasaenloquevienalgunosejemplos.
EncontréelMOSFET
Y aquí están los resultados de la simulación para la corriente de potencia y el voltaje para el MOSFET:
Segúnlahojadedatos,ladisipacióndepotenciamáximasedacomo88Wa25°C.Elpicoenmisimulaciónmuestraunmáximode10W.
Yaquíestálavistaampliadadelaenergíaduranteunatransicióndeconmutador:
HayunparámetrollamadoÁreadeoperaciónseguramáxima,peronosécómorelacionarloconesteescenarioylasparcelas.
Hehechomuchassuposiciones,comoelaumentodelasalidadigitaldeArduino,eltiempodecaídade100ns;capacitanciatotaldelcablecomo10nF;solenoideLRcomo10uHy30Ohm.
Siestassuposicionessonrazonables,¿podemosdecirqueesteMOSFETpuedemanejarestaaplicación?¿Hayalgúnproblemafundamentalconesteesquema?
Editar:(Algunasotrasobservaciones:elpicodelMOSFETdurantelatransiciónestárelacionadoenúltimainstanciaconlainductanciadelsolenoide,quenoconozcosuvalor.Elpicosubea60Wcuandolasinductanciasseestablecenen200mHyseusa1N7433Ay40W1N7433Acuandonoseusa.Estoydudandodelanecesidadde1N7433A.Ycreoqueesmuyimportanteestimarlainductanciadelsolenoide.)
DespuésdelanotadePhilGsobrelafaltaderesistenciadelalínea,agreguéunaresistenciade3ohmiosantesdelCp.Aquíestáelresultado:
Esonocambiómucho,peroaumentélasinductanciasdelsolenoidea100mHcadaunaaquíeselgráfico(elpicosubea40Wycon1N7433Aa60W):
Edición2:
Estaesotraversión.SeagregóunbúferenelladodetransmisiónparafacilitarlascorrientesdesalidadigitaldeArduino.Lafuentedealimentaciónde12Vsedesplazahaciaelladodelreceptor.Incrementolasinductanciasa100uH.Seagregóresistenciadelaserie10OhmparalapuertaMOSFET.
Aquíestánlosresultadosdelasimulaciónparaelpoderdetransición:
¿Estoestápordebajodelaregióndeoperaciónsegura?
Aquíestámiúltimaedición:
Establecílainductanciaaunamásrealistade300mH.Verifiquélatemperaturaynisiquieranecesitaeldisipadordecalorsilasimulaciónescorrecta.Cambiélosdiodosa1N4001porqueel1N4148eraunpocodemasiadobajo.
Paramayorestabilidad,seagregaunlímitede100uFalafuentedealimentación.Yfinalmente,undiododeretornoparacadasolenoide.
