Mosfet sperrt nicht

OP #4209727
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Hallo,

ich habe die letzten Stunden damit verbracht das Internet nach meinem 
Problem abzusuchen. Es gibt unzählige Beiträge mit einem ähnlichen 
Titel, aber ich habe keine für mich zufriedenstellende Lösung gefunden. 
Deshalb schreibe ich jetzt mal hier.

Ich möchte mit einem Mikrocontroller eine Led mit PWM steuern. Das 
Programm ist schon fertig, zum Test habe ich eine Standard-Led direkt 
mit einem Vorwiderstand am Ausgang des Mikrocontrollers angeschlossen. 
Sie soll anfangen zu blinken, sobald ein Taster gedrückt wird. Soweit 
funktioniert auch alles einwandfrei.

Jetzt möchte ich aber eine andere Led anschließen, diese benötigt 
deutlich mehr Strom, deshalb möchte ich einen Mosfet verwenden. Es 
handelt sich um einen N-Kanal Logic-Level Mosfet (IRLD024). Sobald ich 
diesen anschließe, leuchtet allerdings die Led, ohne dass ein Taster 
überhaupt gedrückt ist!

Ich weiß überhaupt nicht woran das liegt und ich habe schon viel 
ausprobiert. Ich hänge mal das Datenblatt und einen einfachen Schaltplan 
an. Sieht jemand den Fehler?

Liebe Grüße,
René
Angehängte Dateien:
(Firma: matzetronics) #4209732
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Wenn der MOSFet noch heil ist, hast du ihn im Moment vermutlich verpolt 
und die Bodydiode leitet.

Richtig herum angeschlossen und den 470Ohm Widerstand entfernt, sollte 
er in jedem Fall sperren. Wenn du auch den 10k Widerstand entfernst und 
mit dem nassen Finger kurz Drain und Gate brückst, sollte die LED 
leuchten, bis du das Gate per nassem Finger zwischen Source und Gate 
wieder entlädst.
Gast #4209749
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Matthias S. schrieb:
> Max H. schrieb:
>> Wie genau? Zwischen Pin und Vss oder Pin und Vdd?
>
> Das ist doch völlig egal, Logikpegel bleibt Logikpegel. Der Schaltplan

Das ist nicht egal, denn wenn die Test-Led gegen Plus ordentlich 
funktionierte, so benötigt der Mosfet ein invertiertes Signal und das 
ist möglicherweise der Denkfehler des TEs.
#4209750
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Matthias S. schrieb:
> Max H. schrieb:
>> Wie genau? Zwischen Pin und Vss oder Pin und Vdd?
>
> Das ist doch völlig egal, Logikpegel bleibt Logikpegel.
In einem Fall ist die LED aber invertiert.

René W. schrieb:
> N-Kanal Logic-Level Mosfet (IRLD024). Sobald ich
> diesen anschließe, leuchtet allerdings die Led, ohne dass ein Taster
> überhaupt gedrückt ist!
Wenn die LED zwischen Vdd und dem Pin hängt wäre sie wenn die Taste 
nicht gedrückt ist aus, mit dem Mosfet aber an.
OP #4210347
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MWS schrieb:
> Matthias S. schrieb:
>> Max H. schrieb:
>>> Wie genau? Zwischen Pin und Vss oder Pin und Vdd?
>>
>> Das ist doch völlig egal, Logikpegel bleibt Logikpegel. Der Schaltplan
>
> Das ist nicht egal, denn wenn die Test-Led gegen Plus ordentlich
> funktionierte, so benötigt der Mosfet ein invertiertes Signal und das
> ist möglicherweise der Denkfehler des TEs.

Danke erstmal für die vielen schnellen und hilfreichen Antworten.

Ich bin zurzeit unterwegs und habe noch keine Zeit, die Vorschläge 
auszuprobieren. Aber ich kann mir vorstellen, dass ich für den Mosfet 
das Signal des Pins wie oben genannt invertieren muss;

Wenn die LED mit dem MOSFET angeschlossn ist, leuchtet sie ganz normal. 
Sobald ich den Taster des Mikrocontrollers drücke, leuchtet sie etwas 
schwächer. Von daher könnte es sein, dass die LED andauernd an 
geschaltet ist und wenn ich den Taster drücke, die PWM startet und 
deshalb die LED etwas dunkler leuchtet. (Die PWM hat bei mir eine 
Frequenz von 36kHZ)

Ich werde es gleich ausprobieren, sobald ich wieder zu Hause bin. Danke 
euch schonmal!

Um noch ein paar Fragen zu beantworten:

-µC hängt am gleichen GND

-Wenn ich nur die LED, ohne den MOSFET anschließe, ist sie glaube ich 
gegen Vdd angeschlossen. Müsste aber nochmal nachschauen um sicher zu 
gehen.

-ich hab jetzt oft geprüft, ob er richtig angeschlossen ist. Wenn ich 
ihn mit der Schrift lesbar vor mich halte, müsste doch links Drain sein, 
rechts oben Source und rechts unten Ground, oder?

Liebe Grüße,
René
(Firma: matzetronics) #4210355
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René W. schrieb:
> müsste doch links Drain sein,
> rechts oben Source und rechts unten Ground, oder?
Ground gibts bei einem MOSFet nicht (und auch bei keinem anderen 
Transistor), du meinst vermutlich Gate.

Wie ich schon schrieb: Die Doppelfahne ist Drain:
1
      -----------
2
   O==|         |==O  Source
3
 D   ||  DIL-4  |
4
   O==| HEXDIP  |==O  Gate
5
      -----------
http://www.datasheetdir.com/IRLD024+Power-MOSFETs

Wie ich auch schrieb, ist ein MOSFet leicht auf Funktion zu testen, das 
geht mit einem anständigen Ohmmeter. Wenn du rückwärts eine Diode 
anmessen kannst, hast du die Drain-Source Anschlüsse gefunden. Das Gate 
ist in jedem Fall sehr hochohmig zu allen anderen Anschlüssen und sollte 
so gut wie unendlichen Widerstand haben. Alles andere deutet auf 
defektes Bauteil.
#4210478
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René W. schrieb:
> Aber ich kann mir vorstellen, dass ich für den Mosfet
> das Signal des Pins wie oben genannt invertieren muss;
> ...
> Wenn ich nur die LED, ohne den MOSFET anschließe, ist sie glaube ich
> gegen Vdd angeschlossen.
Die LED mit MOSFET ist also invertiert im vergleich zu der ohne.

> Von daher könnte es sein, dass die LED andauernd an
> geschaltet ist und wenn ich den Taster drücke, die PWM startet und
> deshalb die LED etwas dunkler leuchtet
Klingt plausibel, um es genau zu sagen müsste man auch den Code sehen
OP #4230112
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So. Es funktioniert alles so wie ich das gerne hätte. Habe jetzt mal den 
Stromverbrauch nachgemessen. der uC verbraucht jetzt im "Standby" 50mA. 
Ich habe in dem Programm keinen Sleep Modus verwendet, und ich habe auch 
noch nicht die Sachen wie den ADC deaktiviert, wie es hier 
https://www.mikrocontroller.net/articles/Sleep_Mode empfohlen wird.

Allerdings denke ich, dass dadurch, dass die Pins für die Mosfets 
invertiert werden mussten, und deshalb jetzt immer eingeschaltet sind, 
ein erhöhter Stromverbrauch resultiert.

Kann das ein Grund für den hohen Verbrauch sein?

"Standby" heißt, dass im Programm auf das Drücken eines Knopfes gewartet 
wird.
Moderator (Firma: Titel) Persönliche Seite #4230333
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René W. schrieb:
> der uC verbraucht jetzt im "Standby" 50mA.
Was ist das für ein Rechenbolide? Warum braucht der so viel Strom?
Damit könnte man 20 Stück ATmega8 mit "Vollgas" laufen lassen...

> "Standby" heißt, dass ... auf das Drücken eines Knopfes gewartet wird.
Das heißt übertragen auf die Arbeit des uC, dass der mit Vollgas auf 
eine Taste wartet...
#4230507
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Hi,

da ist was kaputt, wenn es sich um einen AVR handelt.
Ob die Pins auf high oder low geschaltet sind ist wurscht, solange sie 
bei high keinen Strom treiben müssen.
50mA sind viel zu viel.

Die 36kHz sind mit dem Gatewiderstand und dem Fet ziemlich am Anschlag.
Die Einschaltzeit dürfte bei ca. 5µs liegen, 27,7s Periode. Sehr 
unschön.

Gruß,
Norbert
OP #4233565
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Ich habe 5 Ausgänge wie oben gezeichnet beschaltet und auf high gesetzt. 
Bei einem Widerstand von 10KOhm gegen GND müsste doch nur wenig Strom 
fließen, das verstehe ich auch noch nicht ganz.

Bezüglich des Programms: ja, er wartet Vollgas auf eine Taste, ich habe 
noch kein sleep o.Ä integriert, das wollte ich erst später machen. 
Dennoch sollte er nicht so viel verbrauchen. Anzumerken sei noch dass 
ich den gesamten Stromverbrauch gemessen habe, da gehört dann noch ein 
Festspannungsregler dazu. Sobald ich zeit habe lade ich euch mal den 
kompletten Schaltplan hoch.
OP #4233574
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Norbert S. schrieb:
> Hi,
>
> da ist was kaputt, wenn es sich um einen AVR handelt.
> Ob die Pins auf high oder low geschaltet sind ist wurscht, solange sie
> bei high keinen Strom treiben müssen.
> 50mA sind viel zu viel.
>
> Die 36kHz sind mit dem Gatewiderstand und dem Fet ziemlich am Anschlag.
> Die Einschaltzeit dürfte bei ca. 5µs liegen, 27,7s Periode. Sehr
> unschön.
>
> Gruß,
> Norbert

Was meinst du damit, dass die gewählte Frequenz ziemlich am Anschlag 
ist? Hab mal was wegen Verlustleistung gelesen, verstehe das jetzt aber 
nicht ganz.

Was meinst du mit der Einschaltzeit und der 27,7s Periode?
OP #4233585
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Könnte mir vielleicht noch jemand kurz erklären, warum ich denn die Pin. 
Invertieren musste, damit der Mosfet nicht ständig leitet? Wenn die Pins 
auf high stehen sollte doch eine gate source Spannung von 5 volt 
anliegen und nicht umgekehrt. Und wofür benötige ich überhaupt den 
10KOhm widerstand zwischen gate und source? Hab schon das Internet 
abgegrast aber nirgends eine Antwort gefunden.
Gast #4233623
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René W. schrieb:
> Und wofür benötige ich überhaupt den
> 10KOhm widerstand zwischen gate und source? Hab schon das Internet
> abgegrast aber nirgends eine Antwort gefunden.

Damit dein FET nicht undefiniert in der Luft hängt falls dein
Controller unprogrammiert ist oder dein Steuer-Pin als Input
geschaltet ist.
(Firma: matzetronics) #4233638
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René W. schrieb:
> Ich habe 5 Ausgänge wie oben gezeichnet beschaltet und auf high gesetzt.

Aber warum denn auf high? Dann steuert der MOSFet durch und die LED 
leuchtet dauernd - ich denke, es geht um Lasertags?
Setzt die Ausgänge in Ruhe auf low, dann fliesst nicht mal Strom durch 
die 10k Pulldowns. Miss dann nochmal den Stromverbrauch. Und sag uns mal 
bitte den Typ von MC, den du da benutzt.
#4234063
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René W. schrieb:
> Norbert S. schrieb:
>>
>>
>> Die 36kHz sind mit dem Gatewiderstand und dem Fet ziemlich am Anschlag.
>> Die Einschaltzeit dürfte bei ca. 5µs liegen, 27,7s Periode. Sehr
>> unschön.
>>
>> Gruß,
>> Norbert
>
> Was meinst du damit, dass die gewählte Frequenz ziemlich am Anschlag
> ist? Hab mal was wegen Verlustleistung gelesen, verstehe das jetzt aber
> nicht ganz.
>
> Was meinst du mit der Einschaltzeit und der 27,7s Periode?

Hi,

Hoppla, ich meinte natürlich 27,7µs Periode.

Du hast 470 Ohm am Gate. Jetzt schauen wir mal ins Datenblatt und sehen 
und U-Gate vs. Q-Gate an. Der halbwegs waagerechte Bereich ist der, wo 
der Mosfet die Schaltverluste erzeugt und der Strom durch die LED 
ansteigt.
Das passiert bei ca. 4V und da hast Du also nur gut 2mA. Mit der Ladung 
die in diesem Bereich in das Gate muß kommt man auf die 5µs. Es dauert 
5µs bis der Fet durchgeschaltet hat, dazwischen sinkt sein Widerstand 
und der Strom steigt "langsam" an.
Mit 1k für die LED scheint das ja nicht viel Strom zu sein, was ist V+?
Warum die LED nicht direkt an den µC und was für einer ist das?

Ach ja, wegen dem Invertieren: Das Problem ist in Zeile 42 bzw. steht 
auf Seite 42 im Datenblatt des µC.

Gruß,
Norbert

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