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Raspberry Piへの逆起電力対策について
2023/10/19 18:49
- Raspberry Piへの逆起電力対策について教えてください。
- 共通の電源でRaspberry PiやArduinoを動かす際に、モータの逆起電流で電圧が下がり、Raspberry Piが再起動してしまう問題があります。
- ダイオードやコンデンサを使用して電圧低下を改善しましたが、連続で動かすと再起動してしまうため、他の方法を探しています。
Raspberry Piへの逆起電力対策について
2018/04/18 21:28
わかりづらい図で申し訳ないのですが、1つの5V電源からRaspberry PiやArduinoへの逆起電流対策について教えてください。
1つの共通の電源で、以下のものを動かそうとしています。
- Raspberry Pi
- Arduino
- Servo x6
この状態でServoを動かすと、モータの逆起電流で電圧が下がりRaspberry Piが再起動してしまいます。
逆起電流対策として、VccとGNDの間にダイオードやノイズ対策としてコンデンサなど挟んでみたものの電圧降下が大きく安定しません。
コンデンサの容量を調整することで電圧低下はある程度程度改善するのですが、連続で動かすとRaspberryが耐えられず再起動してしまいます。
この回路で、モータの影響をマイコン側(Raspberry)が受けないようにする良い方法を教えていただけますでしょうか。
この回路には5Vですが6Aと少々大きめの電流が流れます。
電源をできるだけ1つで対応したく、ご教授お願いいたします。
回答 (9件中 1~5件目)
>- なんとなく皆さんのご返答で理解が進んでいるのですが、kisinaitui様のおっしゃられているダイオードで分離してという部分がうまくイメージできていないです。
>- 電源ラインにはコンデンサとダイオードについては試しているのですが、ダイオードで分離という部分についてお手数ですがもう少しご説明いただけないでしょうか。
マイコンの基盤からモーター制御が信号なのか直接電力で制御しているのかわかりませんが、
大雑把に添付のような感じです。
電源だけで、制御信号線入れていません。
マイコンの基盤の中でモーターを直接電力制御で制御しているのなら、回路基盤上で、CPUの部分を切り出して、ダイオードで回路を分けてコンデンサを入れれば良いです。
リレーなら問題ないでしょう。ただ、リレー制御電源は、モーター側から撮る必要があります。
単純な考え方で、ダイオードで分離すれば、コンデンサにたまっている電力は、モーター側に逆流して流れませんので、コンデンサにたまっている電力の分までは、電圧が落ちても、マイコンは生きていられるわけです。
一瞬の高負荷で電源側が落ちる場合などに使える単純な分離の方法です。
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モーター停止時に問題が起きていないなら逆起電力ではなく、突入電流の問題と考えます。
この場合はダイオードやスナバー回路(コンデンサ+抵抗)は意味を成しません。
突入電流のエネルギーを供給しきれるだけの大容量コンデンサを搭載するか、電源分離しかないです。
一応、長期運用で無く、消費電流の少ないラズベリーパイ0,1であればラズパイ電源にモバイルバッテリーを中継させて非常電源扱いにするっていう方法があり得ます。
回答(1)です。
モーターの起動電流による電圧降下の問題であれば、現象が理解できます。
電源を分けるのが望ましいのは他の回答者さんがご指摘の通りと思います。
どうしても1つの電源としたいなら、
(1)モーターの起動電流を下げるか、(2)電源電圧を低下しにくくするかの
いずれかです。
(1)の方法
・モーターの立上がりを遅く設定する
・モーターに電源を供給する経路に、起動電流を制限する抵抗器を設け、
回転数が上昇後に短絡する回路を設ける
(2)の方法
・もっと大きな容量の電源に交換する
・電源回路の過電流保護機能を無効(低減)にするように改造する
いずれの方法もデメリット(副作用)がありますので、得失を勘案して
選択してください。
補足
2018/04/19 22:40
- コメントいただきありがとうございます
- 皆さんご指摘いただいているように、突入電流による電圧降下という言葉が今回の事象では正しいと思います。
(1) の方法についてですが、この制限する抵抗についてもう少しお伺いしたいのですが、例えば1つのモータに対して5V 1A を流したいとしたら、Wがギリギリなので気になりますが、以下のような5Ωの抵抗を挟むことで対応するという理解であっていますでしょうか。
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gR-07955/
(2) ご指摘ありがとうございます。なぜか手元に25Fの巨大キャパシタがあったので0.5秒刻みで5分近く試しましたが問題なく動きました。
質問前に1Fのキャパシタは試してみたのですが、動かずでいろいろご意見いただきありがとうございます
補足
2018/04/19 22:44
- 皆様のご指摘で理解が進んだのですが、おっしゃられる通り、モータの突入電流による電圧降下が原因かと思います。
- いただいたアドバイスをキーに25Fの馬鹿でかいキャパシタで試したところ0.5秒刻みでServoを動かし続けましたがRaspberryは問題なく起動しておりました。
- 別電源も試したのですが、こちらも問題なく動きました。
- Raspberry Piは3B+(Wi-fiは使ってません!)なので電源結構使いそうですが、すが25Fもあるとキャパシタだけで数分の動作確認もできました