Mosfet Modul mit PWM ansteuern MKS GEN_L V2.1

OP #7982291
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Hallo zusammen, erstmal eine ganz kurze Vorstellung Ich heisse Bernd und bin bald 66 Jahre alt. Mein Hobby ist schon seit 50 Jahren der RC Flugmodellbau und seit ein paar Jahren baue ich dafür NC gesteuerte Maschinen und die Steuerungen dazu. Leider fehlt mir oft das Hintergrundwissen dazu, sodass Youtube oder Diverse Foren zur Hilfe genutzt werden.

Mein aktuellstes Projekt ist eine Steuerung für eine Heißdrahtschneide. Die vorhandene lief unter DOS und der Rechner dazu wollte nicht mehr! Die Steuerung funktioniert die Maschine läuft auch etwas "geschmeidiger" als vorher. Nun zu meinem Problem: Die MKS kommt ja aus dem 3D Druck Bereich und ich wollte über den BED Anschluss per PWM den Draht mit unterschiedlicher Leistung betreiben. Dazu habe ich auch aus dem 3D Druck Bereich ein Angeek Mosfetmodul 30A gekauft und angeschlossen. Das MKS und der Heißdraht werden aus einem 24 Volt Industrienetzteil gespeist. Es lässt sich auch über die Software ein und ausschalten aber halt immer mit der vollen Spannung. Am BED Ausgang des MKS kann ich aber die Spannung reduzieren (gemessen) Nun hat das Mosfet Modul neben dem Anschluss BED auch nicht SIG und die Masse dazu. Wenn ich aber daran anklemme ist das Mosfet ständig durchgeschaltet Ich habe echt keine Ahnung mehr.

OP #7982310
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Tut mir leid es gibt im ganzen Internet keine Anleitung

Das Modul hat BED +- SIG +- auf der einen Seite und auf der anderen einen Ausgang an den Heißdraht und einen Eingang für die 24 Volt vom Netzteil

Was meinst Du mit Tastverhältnis? Ich konnte doch bei dem BED Ausgang am MKS bei 50% Reduzierung in der Software nur noch 12 Volt messen Wie bereits geschrieben ich bin Laie auf dem Gebiet Erkläre es bitte so dass es ein Dummer (Ich)versteht

#7982314
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Bernd schrieb:

Angeek Mosfetmodul 30A

Nach den ersten paar Google-Suchergebnissen ist das das typische Aliexpress-Arduino-Mosfet-Modul mit Optokoppler. Zwar "Deppensicher" anzuschließen, aber für schnelle PWM oder gar analoge Ansteuerung nicht wirklich geeignet.

Aber: So ein Heizdraht braucht auch keine schnelle PWM, also mal deutlich mit der Frequenz runtergehen.

OP #7982316
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Ersteinmal vielen Dank für deine Unterstützung!

Müsste dann der BED Ausgang der MKS an SIG statt an BED? Wie kann ich die PWM Frequenz regeln? In der Schneide-Software konnte ich das nicht finden Hättest du eine Lösung die mit dem Board/der Software funktionieren würde Der Strom liegt maximal bei 10 Ampere

OP #7983363
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zunächst mal sorry mir ging es nicht gut deshalb die späte Rückmeldung @hhinz ja nach diesem Diagramm habe ich das angeschlossen. Mit diesem Anschluss geht das normale Ein und Ausschalten über Software aber keine Änderung beim PWM @rainer, danke wieder was gelernt. Natürlich mit dem Multimeter gemessen!

Wie schon geschrieben, wenn jemand eine Lösung für das Problem mit einer selbst gebauten Lösung hätte… löten kann ich!

#7983371
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Bernd schrieb:

Natürlich mit dem Multimeter gemessen!

p.s. Die Aussagekraft von deinem Messwert vom Multimeter hängt sogar von der Pulsform ab.

Bei einer DC-Spannung von 12V liegt die Leistung an deinem Heizdraht im Vergleich zu einem Betrieb bei 24V bei 25% (1/2 Spannung -> 1/2 Strom, konst. Widerstand des Drahtes angenommen).

Bei Betrieb mit 24V und PWM mit Tastverhältnis 50% misst du bei der Spannung als Mittelwert ebenfalls 12V. Es fließt aber über 50% der Zeit der volle Strom, d.h. die mittlere Leistung liegt im Vergleich zu Betrieb mit 24VDC bei 50% (50% der Zeit volle Spannung und voller Strom, d.h. 50% der Zeit volle Leistung).

Gast #7984335
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Bernd schrieb:

@heinz und hättest du auch eine Empfehlung für ein funktionierendes?

Einfach das vorhandene reparieren bzw passend machen.

Mach mal ein Foto der kleinen Bauteile neben den kleineren Schraubklemmen, so dass man deren Marking lesen kann.

Und ermittle die aktuelle PWM-Frequenz.

Gast #7984577
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Bernd schrieb:

@H.H. Ich kann nicht sagen ob es ohne Anschluss irgendeiner der kleinen Klemmen funktioniert aber ich denke eher nicht. Ich muss ja schon aktiv einschalten wenn an BED angeschlossen ist. Nur beim Anschluss an SIG ist das Modul dauernd aktiv

Du hast also keine Lust das Schritt für Schritt durchzugehen.

EOT

Gast #7984663
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Bernd schrieb:

7,8 kHz sagt mein Multimeter ist das realistisch? Das Teil hat eine Frequenz Messmöglichkeit

Das ist durchaus möglich, und vor allem unnötig hoch. Für das Heizbett wäre 1Hz noch gut ausreichend, für den Draht würde ich dann schon wenige 10Hz verwenden. Gibt es denn keinen Quellcode der Software?

Gast #7984690
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Bernd schrieb:

Ich versuche den Verkäufer der Software zu erreichen

Gute Idee. Das wurde ja bestimmt über die Einstellungen von Timer 4 des µC so festgelet, und das sollte sich leicht auf angemessene Frequnz ändern lassen. Dennoch wäre es sinnvoll die Schaltung des 30A Moduls aufzunehmen, eigentlich kann man sowas auch für einige kHz tauglich realisieren.

OP #7984697
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Ich hatte doch geschrieben, daß ich damit eine Heißdrahtschneidemaschine zum Styropor schneiden gebaut habe. Die Software die ich dazu nutze, DEN VORHER GENERIERTEN, Gcode zu schneiden heißt Devfoam CNC Dieses Programm schreibt auch beim ersten Anschluss die passende Firmware auf den Controller Bin gespannt ob ich eine Rückmeldung bekomme.

OP #7984700
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Das PWM am originalen BED Ausgang des MKS Modules würde ja funktionieren aber ich möchte nicht die ganze Leistung über diesen Ausgang laufen lassen. Außerdem sollte ich bei Drahtlängen über 1200mm eine höhere Spannung, 36 besser 48 Volt, haben um die benötigte Wärme am Draht zu erzeugen

OP #7988551
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Hallo zusammen,

ich wollte euch kurz informieren wie der Stand der Dinge ist. Nachdem der Programmierer der Software sagt, dass die Reduzierung der Frequenz nicht möglich ist habe ich nach einer pragmatischen Lösung gesucht. Ich habe auf dem MKS Board das Gate des BED Mosfet angezapft und an ein einfaches Amazon Mosfet Modul (mit Doppelmosfets) geführt als Spannungsquelle dafür ein Separates 36 Volt Netzteil Was soll ich sagen… es funktioniert! Außerdem habe ich auf einen anderen Heizdraht umgestellt der mit ca. 1,5 Ampere die nötige Wärme erreicht.

Soweit so gut, nun zu den Punkten die mir noch nicht so gut gefallen Die Mosfet werden gut warm und es fließt immer ein kleiner Reststrom

Nun nochmal zu meiner, schon einmal gestellten Frage

Könnte mir jemand den Aufbau einer Schaltung für mein Problem so erklären, daß ich es nachbauen kann

24 Volt PWM mit ca.8 kHz

Auf der Lastseite für ein 36 Volt Netzteil und maximal 2 Ampere an Strom

gerne auch den Aufbau in z.b. Falstadt Simulator

Wie schon gesagt ich möchte auch etwas lernen und eine Erklärung der verwendeten Bauteile wäre wichtig

Gruß Bernd

#7988573
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Bernd schrieb:

Die Mosfet werden gut warm

die schalten halt auch nicht komplett durch, Gatespannung zu niedrig

Bernd schrieb:

Nun nochmal zu meiner, schon einmal gestellten Frage

Könnte mir jemand den Aufbau einer Schaltung für mein Problem so erklären, daß ich es nachbauen kann

24 Volt PWM mit ca.8 kHz

muss der Heizdraht überhaupt von der Steuerung versorgt werden? könnte er nicht einfach dauerhaft beheizt werden?

OP #7988575
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Du hast recht, ich habe den Draht auch schon vor dem Beginn des schneidens mit einem regelbaren Netzteil von Hand eingeschaltet. Ist halt schon komfortabel wenn der Draht beim Start drücken aufheizt und die Maschine dann schneidet. Ich habe mich halt jetzt etwas an dem Thema festgebissen und würde es gern, mit vertretbarem Aufwand, lösen. Eine Frässpindel an einer CNC startet ja auch von der Software gesteuert

OP #7988588
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Ok, ich konnte ein Datenblatt mit +-20 Volt finden dafür dann die Drain Spannung Max wäre dann bei mir mit den 36 Volt zu hoch richtig? Um weiterzukommen müsst ihr was wissen? Kann ich die Spannung am Gate bei meiner MKS Karte auch mit dem Multimeter feststellen?

: Bearbeitet durch User
Gast #7988590
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Bernd schrieb:

Ok, ich konnte ein Datenblatt mit +-20 Volt finden dafür dann die Drain Spannung Max wäre dann bei mir mit den 36 Volt zu hoch richtig?

Ganz weit daneben.

Was für welche sind drauf? Und mach besser ein Foto davon.

Bernd schrieb:

Kann ich die Spannung am Gate bei meiner MKS Karte auch mit dem Multimeter feststellen?

Da reicht ein Blick in den Schaltplan: ATmega2560 mit 5V betrieben.

Gast #7988608
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Bernd schrieb:

Das MKS Board wird doch mit 24 Volt betrieben oder kommen die dann an dem, benutzten, Pin 8 nicht an?

Was zum Teufel soll jetzt schon wieder Pin_8 sein?

Der µC auf der Hauptplatine läuft mit 5V, und genau damit wird der dort verbaute MOSFET fürs Bett gesteuert. Für den kleinen reicht die Treiberleistung des ATmega2560 gerade noch so, für zwei zusätzliche von unbekanntem Hersteller nicht mehr. Und ob die MOSFETs auf dem Modul überhaupt für 5V taugen ist zweifelhaft.

OP #7988702
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Ja, das könnte hinkommen. Sind auch spottbillig. Aber wenigstens hat es prinzipiell damit erstmal geklappt. Wenn ihr zu den Aussagen mir immer sagt warum nicht dann kann ich irgendwann auch etwas lernen. An Geduld soll es nicht liegen. Wie gesagt ich spiele gerade auch mit dem Simulator um etwas zu lernen

OP #7988882
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Da ich wie schon mehrfach gesagt, Einsteiger mit noch wenig Ahnung bin wäre eine Art Fahrplan durch den Schaltplan hilfreich um zu verstehen um welche Bauteile es sich handelt, was sie tun und warum das z.B. mit einem Gatedriver besser ist. Ich weiß nicht ob ihr alle Elektronik oder Elektrotechnik studiert habt oder Beruflich damit zu tun habt. Als Anfänger komme ich mir manchmal echt doof vor! Wie würdet ihr in die Materie einsteigen? Ein Verein oder eine Hobbygrubbe in dieser Richtung wäre schon interessant Hab aber noch nichts gefunden hier in der Nähe 724..

#7988888
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Bernd schrieb:

Da ich wie schon mehrfach gesagt, Einsteiger mit noch wenig Ahnung bin wäre eine Art Fahrplan durch den Schaltplan hilfreich um zu verstehen um welche Bauteile es sich handelt,

Problem ist, ein Mosfet braucht eine Mindest-Gatespannung um voll durchzuschalten - diese ist im Datenblatt genannt

Bernd schrieb:

Ein Verein oder eine Hobbygrubbe in dieser Richtung wäre schon interessant Hab aber noch nichts gefunden hier in der Nähe 724..

726 ist far nicht so weit weg von 726 :-) - bin aber weder Ingenieur noch habe ich einen Verein

Gast #7989035
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Rainer W. schrieb:

Heinz R. schrieb:

das ist dann der nächste Schritt :-)

Wenn du feststellen möchtest, ob die Erwärmung durch zu geringe Ansteuerspannung oder durch Umschaltverluste entsteht, steuere den FET versuchsweise einmal statisch an, also nicht mit dem PWM-Signal, sondern direkt mit VDD (100kOhm zwischen G und S, 1kOhm von G nach VDD).

Vdd beträgt bei ihm 36V, so viel wird das Gate nicht mögen.

OP #7989107
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Ich weiß nicht woher die Verwirrung kommt! Der Heizdraht soll mit einem extra Netzteil mit 36 Volt geheizt werden.

Ich hatte mit einem 24 Volt Netzteil Probleme die geforderte Leistung zu erreichen.

Nach dem (Material)Wechsel des Heizdrahts komme ich nun bei 36Volt Versorgung mit maximal 2 Ampere, je nach zu schneidendem Material, aus.

Noch eine generelle Frage: Wie handhabt ihr das mit dem Bestellen von Bauteilen Ich frage deshalb weil ja oben schon angesprochen wurde, daß die gezeigte Schaltung noch nicht komplett wäre. Ich muss ja immer alle (oder die meisten) Sachen extra bestellen. Kostet halt immer extra Porto!

Wo bestellt ihr, habt ihr alle volle Vorratskisten mit allen Bauteilen oder geht das gar nicht für alles?

OP #7989112
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Ist diese Interpretation des Schaltplans von oben richtig?

  1. Funktionsablauf des Schaltplans

Die Schaltung lässt sich funktional in vier Stufen einteilen:

Eingang / Impuls- und Anzeige­stufe

Signalaufbereitung und Pegelwandlung

Treiberstufe

Leistungsstufe (Lastschaltung)

  1. Eingangsstufe (V1, R1, D3, M2)

V1 erzeugt ein Puls­signal: PULSE(0 10 0 100n 100n 50u 125u) → 0 V auf 10 V, 50 µs EIN, 125 µs Periodendauer.

R1 (1,8 kΩ) begrenzt den Strom für die LED D3 (NSPW500BS).

D3 dient als optische Anzeige des Eingangssignals.

M2 (BSP89) ist ein N-MOSFET, der als Low-Side-Schalter arbeitet:

Gate wird direkt vom Pulssignal angesteuert.

Bei High-Pegel schaltet M2 durch und zieht den Knoten nach Masse.

Dadurch entsteht ein sauberes, lastfähiges Logiksignal für die nächste Stufe.

Zweck: Anzeige + Entkopplung des Eingangssignals von der restlichen Schaltung.

  1. Signalaufbereitung / Vorverstärker (R5, R7, Q3, R6)

R5 (22 kΩ) koppelt das Signal von M2 auf die Basis von Q3.

R7 (4,7 kΩ) sorgt für einen definierten Basis-Pegel (Pull-Down).

Q3 (BC337-40) arbeitet als invertierender Schalter / Vorverstärker:

Eingang High → Q3 leitet → Kollektor wird nach GND gezogen

Eingang Low → Q3 sperrt → Kollektor wird hochgezogen

R6 (4,7 kΩ) wirkt als Kollektorwiderstand bzw. Pull-Up in Richtung der Referenzspannung.

Zweck: Saubere Pegelwandlung, Invertierung und Stromverstärkung für die Treiberstufe.

  1. Referenz- und Treiberstufe (R3, D1, C1, Q1, Q2, R2) Spannungsreferenz:

R3 (4,7 kΩ) speist die Z-Diode D1 (BZX84C12L).

D1 erzeugt eine stabilisierte Referenzspannung (~12 V).

C1 (1 µF) filtert diese Spannung (Rausch- und Impulsunterdrückung).

Gegentakt-Treiber:

Q1 (BC337-40, NPN) und Q2 (BC327-40, PNP) bilden einen Push-Pull-Treiber.

Dieser kann das Gate des Leistungstransistors:

aktiv hochziehen

aktiv herunterziehen

R2 (10 Ω) begrenzt den Gate-Strom und dämpft Schwingungen.

Zweck: Schnelles, verlustarmes Umladen der Gate-Kapazität des Leistungs-MOSFETs.

  1. Leistungsstufe (M1, R4, V2)

M1 (STP75NF75) ist ein leistungsstarker N-MOSFET.

R4 (8 Ω) stellt die Last dar (z. B. Heizung, Lampe, Widerstand).

V2 (36 V) ist die Versorgung der Last.

Ablauf:

Treiber HIGH → Gate von M1 wird hochgezogen → MOSFET leitet → Laststrom fließt

Treiber LOW → Gate entladen → MOSFET sperrt → Last stromlos

Zweck: Schalten einer niederohmigen, leistungsstarken Last mit hoher Versorgungsspannung.

#7989241
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Bernd schrieb:

Wo bestellt ihr, habt ihr alle volle Vorratskisten mit allen Bauteilen oder geht das gar nicht für alles?

So ein paar Schachteln mit Elkos Transistoren und Widerständen gibt's als Sortiment. Alles was SMD ist braucht ein bisschen Planung. Ich bestelle meist nach Bausatz, dann aber gleich immer bisschen mehr so dass ich Reste da habe.

Hier im Forum bietet sich eine Mouser Sammelbestellung an, z.b. von Arthur oder Engelbert. Ansonsten nutze ich die versandkostenfreien AliExpress Choice Angebote.

OP #7989806
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Hallo, vielen Dank für die Nachricht. Ich muss jetzt wieder blöd fragen Woher hast du dann die Info von der linken Seite das Schaltplans

Hast du mal oben über die Schaltplan Interpretation drüber geschaut

Mich würde interessieren ob sie stimmt.(Hat die KI erstellt)

Morgen soll mein Oszi kommen. Mal sehen ob ich’s auch verstehe ;-)

Naja, viel zu lernen

: Bearbeitet durch User

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