Circuito eletrônico com placa de mouse sofrendo interferência com motor

Luciano Ferraz Pena · 22 de dezembro de 2021

Olá, amigos. Sou novo aqui. Já peço desculpas por eventual deselegância.

Há algum tempo eu fiz um freio de mão com uma placa de mouse usb que tinha parado aqui. Esse semana, fui aprimorar o projeto e decidi adicionar um motor de vibração de controle de xbox 360 (aparentemente ele funciona em 5v) pra que o freio de mão vibrasse ao acionar uma chave de fim de curso.

Liguei um dos polos do motor direto na alimentação usb que vai pra placa e o outro polo e na chave de fim de curso, em um polo que está escrito COM.

Funcionou parcialmente. Ao acionar a chave, o motor vibra. Tudo perfeito. Ocorre que a ação que o botão deveria desempenhar no jogo ficou inconsistente. Ora funciona, ora só funciona depois que solta o botão. Resumindo, ficou louco. Cada hora fica de um jeito, tornando a usabilidade impraticável.

Alguém sabe o que poderia ser e uma possível solução?

Muito grato!

.if · 22 de dezembro de 2021

Olá amigo welcome...

Penso ser pouquíssima informação pra processar e te dar algum veredito. Sugiro informar mais além de colocar desenhos, fotos, links do projeto e etc. Mas minha intuição me diz que no momento liga motor há queda de tensão no sistema o que o torna instável. A dica superficial é: use uma fonte 5V de mais capacidade.. algo como de 2A. Também filtros podem ser bem vindos: esquemas e desenhos pra te orientar melhor.

Luciano Ferraz Pena · 22 de dezembro de 2021

Agradeço pela resposta. Bom, eu uso ela ligada no usb do computador, não há possibilidade de usar fontes externas. Tentei liga-la na usb 3.0, mas a placa nem da sinal assim. Acha que um motor menos potente resolveria?

.if · 22 de dezembro de 2021

2 horas atrás, Luciano Ferraz Pena disse:

um motor menos potente

... é sim uma alternativa a testar a teoria amigo. Outra é colocar um ou + diodos em série pra que caia um pouco a tensão, consumo e velocidade do motor. Algo como...

[+5]--->|--o--[+motor]
           |
          ---
        |_____| é bom colocar um capacitor também
           |
[gnd]------o--[-motor]

K.e.V. T.a.G · 23 de dezembro de 2021

deve ser interfencia do motor mesmo, uns capacitores ceramicos 100nf ai em paralelo com a alimentação podem resolver.

Luciano Ferraz Pena · 23 de dezembro de 2021

Obrigado a vocês que responderam. Vou fazer o teste com o capacitor de os diodos pra ver se resolve. Agradeço a ajuda!

alexandre.mbm · 23 de dezembro de 2021

Em 22/12/2021 às 14:46, Luciano Ferraz Pena disse:

Acha que um motor menos potente resolveria?

Seria como usar uma roda menor para não remendar o furo.

No hobby da eletrônica não há, a princípio, nada errado com remendos, desde que eles sejam os adequados. Não se trata de se propor gambiarras, aqui. Aliás, os bons protótipos naturalmente evoluem com remendos. Produto final "quase" de primeira, só na grande indústria, onde base de conhecimentos (teóricos, documentados) e ferramental são fartos.

Infelizmente a maioria de nós dispõe de poucos recursos teóricos, e ferramentas insuficientes, recorrendo a fóruns em busca da "dica" que o hobbista mais rico encontrou com sua experiência (e seu osciloscóspio, por exemplo).

8 horas atrás, K.e.V. T.a.G disse:

deve ser interferência do motor mesmo, uns capacitores cerâmicos...

O caminho correto é por aqui. Encare o tal "remendo" como um ajuste em protótipo, não como gambiarra.

Infelizmente eu não estou respondendo à demanda do tópico. Apenas tentando contribuir com um comentário cultural.

Se você quer "projetar coisas eletrônicas", procure acumular teorias e ferramentas aplicáveis. Não se satisfaça em demandar "dicas" eternamente.

100 nF (ou qualquer outro valor), assim, do nada, sem aferições, é palpite! Por melhor que seja a intenção. Tudo que temos até aqui. Melhor do que nada. Possivelmente a solução para o tópico. Com sorte...

aphawk · 24 de dezembro de 2021

@alexandre.mbm ,

Repare numa coisa : esse circuito é alimentado diretamente pela porta USB do videogame.

Ao colocar um pequeno motor ligado diretamente na alimentação, a qual já vem com limites de corrente pelo chip controlador de USB (normalmente 1A por porta ) , e com o uso de fios muito finos para conduzir todos os 4 sinais USB até o controle, cria-se uma situação bem complicada para se introduzir o ruído de um motor DC !

A solução ideal é filtrar a alimentação do motor, pode ser um simples RC, mas o capacitor teria de ser meio grandinho para permitir a partida do motor e claro teria de ter algum cerâmico pequeno em paralelo com esse grande.

Já o resistor é uma questão de testar alguns valores entre 4,7 e 22 ohms e ver o comportamento.

E também pode tentar um motor de capacidade menor, mas mesmo assim tem de colocar um pequeno capacitor cerâmico de 100nF diretamente no motor.

Imagino que você vai questionar de onde que saiu o valor de 100nF né ?

Sinceramente, não sei …. Mas em tudo que é circuito profissional que eu tive acesso e vários que eu montei , sempre existem vários capacitores desses como filtro de ruídos.

As antigas placas de memória dos computadores tinham dezenas de CI’s e em cada um tinha um capacitor desses … nos circuitos de RF também se usa muitos desses capacitores, então eu sempre recomendo usar eles como filtragem.

Mas fica aqui um aviso aos navegantes :

Cuidado com esses capacitores cerâmicos que se vendem por aí …

Muitos são estoques antigos, onde ficaram dezenas de anos guardados sob condições impróprias e pegaram umidade. Muitos possuem fugas e valores muito diferentes do nominal.

Fiz um projeto para um amigo e ele comprou 200 capacitores pela Internet.

Como o circuito estava com temporização aleatória, pedi para ele testar os capacitores com um desses capacímetros baratinhos …. A grande maioria não tinha nem 35nF, alguns tinham mais de 200nF, eu pedí para ele me mandar alguns para testar em um equipamento próprio que eu possuo, e o resultado dos testes em 100Khz mostrou que esses de baixo valor se comportavam como um circuito RLC , com R alto demais para filtrar algum ruído nessa faixa de frequência, e um valor de L que já não é desprezível .

Imagine usar ele em circuitos com 20 MHz …..

Desconfie do preço, e eu só compro capacitor que tenha uma cor clara e uma escrita perfeita, indicando que não tem mais de 10 anos de idade.

E se eu puder escolher a marca … seria TRW !

Paulo

alexandre.mbm · 24 de dezembro de 2021

@aphawk, na realidade, eu não tenho porquê, do nada, do alto da minha inexperiência, sair fazendo birra com os palpites (dicas) que, generosamente, os mais experientes compartilham. Eu somente os mantenho, para o meu gerenciamento de conhecimentos pessoal, classificados como meros "palpites", enquanto não vier o bônus da fundamentação. Isto trata-se apenas de uma metodologia para meu aprendizado, fora do didatismo programático da academia. Eu só tenho a agradecer, a você e ao @K.e.V. T.a.G, por colocarem na mesa a carta dos 100 nF.

Sigamos!

(Vai que daqui a pouquinho aparece outro forista com o desejado bônus, a fundamentação... como não é incomum acontecer!)

Aliás... ainda sem deixar a carta sem atenção: eu suspeito que a necessidade dessa "filtragem refinada" (digamos assim) tenha a ver com os picos de magnetismo cíclico dentro do motor girante em funcionamento. As atrações magnéticas são cíclicas, ali dentro.

Se o motor funciona a 12.000 rpm, coloquemos a hipótese de três atrações por volta, mais ou menos abrandadas de forma não-linear. Isso nos fornece uma carta de jogo (da investigação) imaginária da ordem de:

(12000 rotações / 60 s) × 3 picos =

= 1200 / 2 = 600 Hz

Não faço ideia da consistência nessas suposições. É só um palpite...

1 hora atrás, aphawk disse:

limites de corrente pelo chip controlador de USB (normalmente 1A por porta )

Eu sempre vi a carta "500 mA" quando se falando de corrente no USB 2.0. Apesar de eu entender que você está agora falando de limite na proteção, a ideia geral que eu havia aproveitado era: "passou de 500 mA, ou ficou nessa por muito tempo, provavelmente você vai queimar a porta". Este seria um resumo.

1 hora atrás, aphawk disse:

Já o resistor é uma questão de testar alguns valores entre 4,7 e 22 ohms e ver o comportamento.

É o assunto no qual eu já ia tocar. Como temos visto em tópicos recentes (um aberto por mim), os capacitores se carregam com alta corrente e devem ter, na medida do aplicável, esse processo limitado com registores. A depender do caso, o usuário final do projeto implementado talvez possa ter de lidar com um tempo de start (espera) requerido pelo sistema.

K.e.V. T.a.G · 30 de dezembro de 2021

Em 23/12/2021 às 22:02, aphawk disse:

Imagino que você vai questionar de onde que saiu o valor de 100nF né ?

Sinceramente, não sei …. Mas em tudo que é circuito profissional que eu tive acesso e vários que eu montei , sempre existem vários capacitores desses como filtro de ruídos.

As antigas placas de memória dos computadores tinham dezenas de CI’s e em cada um tinha um capacitor desses … nos circuitos de RF também se usa muitos desses capacitores, então eu sempre recomendo usar eles como filtragem.

Além de filtrar um pouco de ruido de alta frequência, isso não seria tambem pelo modo de funcionamento dos CIs digitais ? Pense, quando se ativa uma saída do CI, usa tem um pico de consumo quase instantâneo, e entre a alimentação e o CI tem alguma resistência em miliohms, o que resulta numa pequena queda de tensão, então ele tambem tem a função de suprir esses picos de demanda enquanto a fonte não age a tempo. Se não me falha a memoria, seria isso as 2 funções dele.

Para o motor talvez ate um cap eletrolitico entre 100uf e 470uf em paralelo com a alimentação ajude tambem, junto com o ceramico.

aphawk · 30 de dezembro de 2021

@K.e.V. T.a.G ,

Pelo que eu me lembro na época, a explicação era essa .... diziam que dezenas de CI's comutando ao mesmo tempo, sincronizados pelo clock, gerariam picos de corrente e enorme interferências eletromagnéticas, e esses capacitores, associados a capacitores de tântalo ( pois é ... ) que eram dispostos em locais estratégicos, suprimiam em grande parte essas ocorrências.

O meu comentário foi no sentido disto : Como que chegaram no valor de 100nF ? Quais foram os cálculos envolvidos ?

Paulo

.if · 30 de dezembro de 2021

2 horas atrás, K.e.V. T.a.G disse:

quando se ativa uma saída do CI, usa tem um pico de consumo quase instantâneo, e entre a alimentação e o CI tem alguma resistência em miliohms, o que resulta numa pequena queda de tensão, então

Saiba mais pesquisando por capacitor de desacoplamento (clique)

aphawk · 30 de dezembro de 2021

@.if ,

Eu tenho este conceito :

Capacitores de Acoplamento tem a função de deixar passar um sinal AC entre pontos com tensão diferente.

Capacitor de Desacoplamento tem a função de filtrar as alimentações de um circuito, deixando passar por ele qualquer sinal AC, mantendo a alimentação estável, isenta de variações quanto a sinais AC ( por exemplo ruídos de comutação, RF, ruídos induzidos, etc. ).

É o mesmo capacitor, e se pensar a fundo, não deveria ter essa distinção, pois o componente físico é o mesmo ....

Paulo

.if · 30 de dezembro de 2021

é isso aí amigo.

Momento filosofia de quinta...... a última do ano. Capacitor pra mim é o componente mais filosófico da eletrônica:

-minimalista ao extremo: são só duas placas paralelas

-em serie por mais alta que seja a tensão dc não a deixa passar.

-em paralelo absorve as arestas deixando tudo retinho

-detecta momentos de transição

-absorve e amortece transições, apara arestas

-suporta bem cargas e descargas mesmo que totais

-não deixa a tensão subir depressa. Na falta desta consegue fornecer tudo que está em si por todo o tempo que ele consegue mesmo que seja breve

-são muitos tipos, dielétricos e funções diferentes mas todos são capacitores

-mesmo sendo chamado por alguns de condensador, mantém seus princípios

Peço perdão aos demais componentes mas sem o capacitor vcs não teriam muito o que fazer

Fala sério ... e não... não bebi

abç

K.e.V. T.a.G · 6 de janeiro de 2022

Em 30/12/2021 às 13:25, aphawk disse:

Pelo que eu me lembro na época, a explicação era essa .... diziam que dezenas de CI's comutando ao mesmo tempo, sincronizados pelo clock, gerariam picos de corrente e enorme interferências eletromagnéticas, e esses capacitores, associados a capacitores de tântalo ( pois é ... ) que eram dispostos em locais estratégicos, suprimiam em grande parte essas ocorrências.

O meu comentário foi no sentido disto : Como que chegaram no valor de 100nF ? Quais foram os cálculos envolvidos ?

Faz bastante sentido, já o valor, não sei, um arredondomento, (talvez ocuparia menos espaço escrevendo .1 nos esquemas, kkkk), um chute, um calculo baseado nos circuitos de quando se surgiu esse valor, talvez esse valor faça com que diminua até interferência por rf (sera kkk). O cap de tântalo ainda é usado, e sinceramente é muito mais duravel que um eletrolitico, mas o custo já é mais alto (sai mais em conta usar eletrolitico de procedência duvidosa) .

Hoje em dia ainda se usa os tais 100nf em ttl e cmos, considerando que a maior parte das fontes usadas são chaveadas, e o s caps eletroliticos vão só piorando com os anos de uso, faz bastante sentido ter ao lado dos CI para não deixar passar o ruido não filtrado direito pelos eletroliticos.