Caída de tensión al leer un tag NFC.

[DominusDRR]

Hola.

He desarrollado un hardware para un proyecto. Posee varias funcionalidades, entre ellas un lector RFID.

Estuve trabajando las últimas semanas en esa parte del proyecto y he logrado leer la información del tag satisfactoriamente.

Cuando retorné con otras partes del proyecto, noté que una pantalla TFT que posee el hardware, se reiniciaba al presentar el tag. (el resto de dispositivos no tienen problemas)

Así que mediante un osciloscopio he determinado que la razón, es una caída de voltaje  en el momento de presentar el tag ante la antena RFID. (adjunto una imagen)

Las flechas de color amarillo indican pequeñas caídas de voltaje que se producen cuando el circuito integrado trata de detectar un tag presente, mientras que la flecha de color verde representa una gran caída de voltaje cuando se presenta el tag en la antena.



Esta caída de tensión es la causante del reinicio de la pantalla TFT. (Parte del chip funciona con 5V y la TFT también)

Ahora bien, en un principio, se podría suponer que es un problema de suministro de corriente de la fuente de voltaje. He medido la corriente de todo el hardware cuando se presenta el Tag y llega aproximadamente a 450 mA.

Las fuentes que estoy utilizando, son de tipo de conmutación, inicialmente estuve utilizando una que suministra hasta 1 amperio, cambié por otra que proporciona 2 A y el problema es igual.

También supuse que podría ser un problema de resonancia entre la antena RFID y la fuente de conmutación, así cambié a una lineal con transformador, rectificador y un regulador LDO, pero el problema continua.

No se que más puede ser, el consumo de corriente no sobre pasa el máximo permitido por la fuente para asumir que esa es la causa. Tampoco es un transitorio de corta duración para afirmar que por eso la fuente no logra compensar el repentino aumento de corriente (en el gráfico se puede medir que dicho bajón es aproximadamente de 700 ms.

Adjunto una imagen de la fuente integrada en el PCB.



Cualquier comentario o sugerencia es bienvenido.

[DominusDRR]

Me respondo a mi mismo.

El causante del problema es el fusible.

Vi con el osciloscopio como era el voltaje antes de entrar al fusible y era casi constante a pesar de los bajones mostrados en la imagen inicial.

Así que decidí cortocircuitar el fusible y este es el resultado:



De esa manera la TFT no se reinicia.

El fusible estaba soldado al PCB para evitar falsas resistencias de contacto, aun así genera el problema.

Según el fabricante del fusible, la resistencia "fría" es de 0.33 ohmios.

Ahora la pregunta es ¿Qué elemento de protección debería usar con un valor de resistencia mucho más pequeño? Tal vez sea una resistencia de 0 ohmios.

[gustavopic]

700ms .. casi 1 segundo.
pero , no deberian ser los electroliticos despues de el fusible los que eviten ese bajoncito ??
ademas, no deberia ir el fusible  ANTES de el regulador de tension ?? asi si tengo ANTES de el regulador de tension 12 v o 10 v o 9 v, pues no me importa que pierda 1 v, total, luego de el regulador ( 5v)  se mantiene a 5v .

no se donde es que esta el fuse.

[DominusDRR]

Hola. Gracias por responder

pero , no deberian ser los electroliticos despues de el fusible los que eviten ese bajoncito ??

Así es, en el esquemático tu puedes ver que el fusible F9 está primero y luego de pasar la corriente desde el conector J1 llega a los electrolíticos

ademas, no deberia ir el fusible  ANTES de el regulador de tension ?? asi si tengo ANTES de el regulador de tension 12 v o 10 v o 9 v, pues no me importa que pierda 1 v, total, luego de el regulador ( 5v)  se mantiene a 5v .

Nuevamente, es así. El fusible va antes del regulador RGE1117, pero no es el problema con este regulador que entrega 3.3V, funciona muy bien y no hay caída de tensión en el bus de 3.3V, el problema es en los 5V que están a la entrada de dicho regulador. La fuente de voltaje de 5V es externa, se conecta a J1

no se donde es que esta el fuse.

Otra vez subo el esquemático con flechas para mostrar cada parte

[DominusDRR]

Luego de determinar que el causante del problema es el fusible, estoy suponiendo el porqué de dicho fenómeno.

El fusible tiene una corriente de falla de 500 mA, y la corriente que se consume cuando se lee el tag NFC llega a cerca de 450 mA, entonces, creo, que al llegar la corriente cerca del límite del fusible, éste empieza a aumentar su resistencia para producir el calor suficiente para fundirse, pero como aun no es el máximo de falla, solo incrementó la resistencia y a le vez produce la caída de tensión.


Debería probar con un fusible de mayor capacidad, de esa manera podría comprobar mi teoría. Al ser la corriente de falla mayor que 500 mA, los 450 mA del hardware no provocarían el aumento de la resistencia del fusible.

[DominusDRR]

Realicé pruebas con un fusible de 1A (no tuve a la mano uno con valores entre 600mA a 700mA) y funciona sin problemas, las caídas de voltaje son despreciables similares a la imagen del post #2.

Fue un error utilizar un fusible cuya corriente de falla está muy cerca del máximo que consume el hardware. Tal vez debería ser un fusible de 650mA.

[gustavopic]

es el drama de las fuentes swiching.
cuando uno usaba lineales les metia el fusible en la entrada, ants de el regulador, total, sobraba tension.

y si, en l ode el fusible es como dices, es un dilema siempre:
poner el fusible "justito"  y que a veces salte sin motivo real ( ademas de esto que te pasa ) , genrando visitas al dope..
o poner uno mas grande y que salte  cuando las papas queman realmente .

[DominusDRR]

es el drama de las fuentes swiching.
cuando uno usaba lineales les metia el fusible en la entrada, ants de el regulador, total, sobraba tension.

Pues como puse en el pregunta inicial, también utilicé una fuente lineal y el problema era el mismo

y si, en l ode el fusible es como dices, es un dilema siempre:
poner el fusible "justito"  y que a veces salte sin motivo real ( ademas de esto que te pasa ) , genrando visitas al dope..
o poner uno mas grande y que salte  cuando las papas queman realmente .

Como es un prototipo, la corriente calculada, en teoría era de 300 mA máximo, pero no sabía que el hecho de leer un tag RFID generaba un gran consumo de energía. (Depende de la antena y al ganancia que le des en el NFC).

La función de un fusible u otro elemento de protección, no es proteger al equipo electrónico, es evitar un incendio que a su vez produzca daños más costosos o tragedias mayores.

Claro que si tienes suerte, es posible que sólo sea un fusible dañado y el equipo esté intacto, pero eso es secundario.

Bueno, lo importante es que ahora funciona sin problemas

 

[gustavopic]

es el drama de las fuentes swiching.
cuando uno usaba lineales les metia el fusible en la entrada, ants de el regulador, total, sobraba tension.

Pues como puse en el pregunta inicial, también utilicé una fuente lineal y el problema era el mismo



 

pero seguro dejaste el fusible en el mismo lugar: o sea en los 5 v.

si tienes una fuente lineal , digamos el filtro te da 12 v  y AHI METES EL FUSIBLE o incluso de el lado de CA , total la corriente es la misma .
y luego el regulador lineal, .
no te hubiera pasado, claro que no sabias en ese momento que el problema era el fusible.

[gustavopic]

[
La función de un fusible u otro elemento de protección, no es proteger al equipo electrónico, es evitar un incendio que a su vez produzca daños más costosos o tragedias mayores.



 

si, asi es , coincido, hace años no lo sabia, no lo veia asi.
pero ahora ya si , desde hace rato.
lo que pasa es que el fusible es tan pero tan simple, que tienta.
es mil veces mas complicado hacer alguna proteccion electronica.

igual, te aclaro que si, el fusible si puede proteger, pero aca tu estas jugado , yo no lo habia pensado eso de que las fuentes switching, como que no es como las lineales..... no puedo proteger "antes" de la regulacion.

en fin, como decia petete : se un poquito mas que ayer, que lindo es aprender.

[DominusDRR]

pero seguro dejaste el fusible en el mismo lugar: o sea en los 5 v.

Esta otro fusible, de 1 A, por ahora hasta que lleguen de 650mA y 750mA, permanece ahí.

si tienes una fuente lineal , digamos el filtro te da 12 v  y AHI METES EL FUSIBLE o incluso de el lado de CA , total la corriente es la misma .
y luego el regulador lineal, .
no te hubiera pasado, claro que no sabias en ese momento que el problema era el fusible.

Sí, la fuente de conmutación tiene su fusible en la entrada en AC. Es verdad que la corriente es la misma, pero la fuente en si es un retardo en e sistema, y hasta que ese fusible reaccione ante una falla, es posible que en el PCB ya haya esté fundida. De ahí la redundancia en ambos lados.

[Eduardo Rodas]

Nunca me imaginé que un fusible se comportara como una resistencia cuando la corriente se acerca a su valor nominal, y pudiera causar tales fallas . Hoy aprendí algo nuevo de ustedes. ¡Muchas gracias! 

[DominusDRR]

Nunca me imaginé que un fusible se comportara como una resistencia cuando la corriente se acerca a su valor nominal, y pudiera causar tales fallas . Hoy aprendí algo nuevo de ustedes. ¡Muchas gracias! 

En cierta manera, el problema también está por utilizar una fuente externa de 5V.

Si se hubiese colocado en el PCB un regulador de 5V (mediante LDO o algún otro convertidor DC/DC), y se utilizaba una fuente externa de mayor voltaje, digamos 12VDC, no se hubiera notado la caída de voltaje.

Con una fuente externa de 12V, la caída que es de cerca de 2V, el voltaje hubiera disminuido a 10V y el regulador hubiera seguido trabajando como sin nada. (Y este hilo en el foro no existiría  )

Pero el contratista del proyecto tiene todo un lote de fuentes de 5V que deseaba utilizar y esa es la razón de haberlo realizado de esa manera.