Guten Tag Zusammen,
ich bin neu in dem Forum und komme, wie soll es anders sein mit einer
Frage zu euch.
Vor ab, mein Wissen über Elektronik hält sich leider stark in Grenzen.
Ich arbeite seit einer weile mit Labview und möchte folgendes
realisieren:
An meinem Prüfstand wird ein Motor mit 14 V Betrieben. Dieser kann mit
einem manuellen Schalter ein und ausgeschalten werden. Das ganze würde
ich gerne über meine kleine NI-Box steuern können. Mit einem
Magnetventil und einem Mosfet(+treiber) funktioniert das super.
Allerdings möchte ich im Fall des Motors, dass der manuelle Schalter der
"master" bleibt, bedeutet: dieser soll erst umgelegt werden und ggf. als
eine Art Notaus dienen. Mit Labview möchte ich den geschlossenen
Schaltkreis nur unterbrechen können. Nun ist mir die Idee gekommen einen
selbstleitenden mosfet zwischen Schalter und Motor zu basteln. Diesen
würde ich über einen digitalen Ausgang mit 3,3V schalten.
Allerdings finde ich das passende Bauteil dazu nicht. Es wäre freundlich
wenn mir jemand unter die Arme greifen könnte.
Natürlich bin ich für andere, oder viel mehr bessere ;) Ideen gerne
offen.
Du schaltest einen normalen depletion N-Kanal MOSFET mit NI genau so wie
bei dem Magnetventil, mit Freilaufdiode am Motor, nur legst du den
Schalter zusätzlich in die plus-Leitung, fertig.
Danke schon mal für deine Antwort.
Vermutlich habe ich mich etwas schlecht Ausgedrückt.
Die Motorsteuerung soll auch unabhängig von Labview funktionieren.
D.h. ich möchte wenn ich den Schalter betätige, den Motor zum laufen
bringen. Wenn man aber zusätzlich, Labview verwendet, soll es möglich
sein den Motor abzustellen. Deswegen auch der selbstleitende Mosfet. Der
würde unabhängig von Labview den Schaltkreis immer schließen und wenn
dann Labview ins Spiel kommt, diesen nach bedarf unterbrechen.
Wieviel Strom benötigt der Motor?
Depletion MOSFET im Leistungsbereich sind dünn gesät. Einer der wenigen
Hersteller ist IXYS:
http://www.ixys.com/ProductPortfolio/PowerDevices.aspx
Warum nimmst du nicht einfach den Öffnerkontakt eines Relais?
Arno
Hi, vielen dank für eure Antworten.
Arno H. schrieb:> Wieviel Strom benötigt der Motor?
Der Motor benötigt max. 2A.
Andreas S. schrieb:> untenstehende Schaltung sollte funktionieren
Danke für deine Mühe, ich muss aber nochmal Nachfragen.
Da sich der Schalter und der Nmos in Reihe befinden, könnte ich ohne die
Steuerspannung am Nmos den Motor nicht einschalten, verstehe ich das
richtig?
Mein Plan ist ja unabhängig vom Nmos den Motor schalten zu können,wie
bisher auch. Nur möchte ich mit Labview den Motor (wird in diesem Fall
durch den Schalter immer an sein) ausschalten und dann wieder
einschalten können.
Falls aber beim Programmablauf in Labview etwas "schief" läuft, möchte
ich den aktuellen schalter als Notaus verwenden.
Sorry,falls ich mit meiner Annahme falsch liege, aber wie gesagt mein
Verständnis von Elektronik hält sich stark in Grenzen.
Durch den 10k Widerstand in der Schaltung von Andreas wird das Gate des
NMOS auf 12V gezogen. Dadurch leitet er auch ohne deine NI-Box.
Wenn du nun in LabView den Steuerausgang auf 0V ziehst, wird der NMOS
sperren.
Damit der Motor mit LabView weiter läuft musst du im Programm den
Entsprechenden Ausgang auf High halten.
Die Frage ist dann nur: was passiert, wenn deine NI-Box zwar
angeschlossen ist, aber dein Programm nicht läuft.
Zur Erklärung:
So ein NMOS-Transistor schaltet zwischen Drain und Source durch,
wenn die Spannung an seinem Gate einen bestimmten Wert
(Threshold-Spannung) überschreitet.
Durch den 10k - Widerstand ist das immer gegeben (wenn der
Steuereingang nicht beschaltet ist). Der NMOS - Transistor ist
in dieser Schaltung im "Normalzustand" also stets durchgeschaltet.
Erst wenn Du die Spannung am Steuereingang unter die
Threshold-Spannung drückst, sperrt der NMOS.
Ich hoffe, das war einigermaßen verständlich.
Viele Grüße
Igel1
Würde mich sehr freuen, wenn Du hier über Erfolg/Mißerfolg berichtest.
Noch ein Hinweis:
In dieser Schaltung wird der Motor nur abgeschaltet, wenn Du den
Steuereingang über Dein Labview aktiv auf 0V schaltest.
Sollte Deine NI-Box im deaktivierten Zustand hochohmige
Ausgänge habt, schaltet der NMOS in dieser Beschaltung durch
und der Motor läuft!
Viele Grüße
Igel1
Ich werde natürlich in beiden Fällen berichten.
Danke für den zusätzlichen Hinweiß, dazu kann ich aktuell leider keine
Aussage treffen. Dafür muss ich erst im Datasheet nachschauen.
Ich brauch jetzt aber erstmal meinen Schönheitsschlaf :)
Also es handelt sich um eine USB-6002.
http://www.ni.com/pdf/manuals/374259a.pdf
Ich hab die Kurzanleitung und die Spezifikaionen
(http://www.ni.com/pdf/manuals/374371a.pdf) überflogen. Daher empfehle
ich dir das nicht auszuprobieren. Mit den 12V bist du außerhalb der
Spezifikationen der digitalen IO.
Ein 5V Relais mit Öffnerkontakt wär daher für dich die einfahere Lösung.
Dann musst du nur beachten, dass bei High am Ausgang des USB-6002 der
Motor abgeschaltet wird.
watz schrieb:> Ein 5V Relais mit Öffnerkontakt wär daher für dich die einfahere Lösung.
Danke für deine Antwort.
Meine Ni Box möchte ich natürlich nicht beschädigen.
Könntest du mir vielleicht ein passendes Relais empfehlen?
Wenn ich das im Datenblatt richtig lese müsste es schon bei 4mA schalten
können.
> Mit den 12V bist du außerhalb der Spezifikationen der digitalen IO.
Hmmm ... ich fürchte, Watz hat tatsächlich recht.
Hier nochmals ein Link auf die "Homepage" Deines USB-6002:
http://search.ni.com/nisearch/app/main/p/bot/no/ap/global/lang/de/pg/1/q/USB-6002/
Dort findet man auch die Spezifikation:
http://www.ni.com/pdf/manuals/374371a.pdf
... und dort wiederum auf S.4 den folgenden Warnhinweis:
"Caution Do not leave a voltage above 3.3 V connected on any DIO line
for extended periods of time when the device is powered off. This may
lead to long term reliability issues." Und im eingeschalteten Zustand
sieht's auch nicht viel besser aus: dann sollten nicht mehr als 5V
anliegen.
Lösung:
Du kannst sehr einfach sicherstellen, dass zu keiner Zeit mehr als
3,3V am Input Deines USB-6002 anliegen und Du trotzdem noch immer
schalten kannst: Dazu erweiterst Du nur den bisherigen
10k-Pull-Up-Widerstand zu einem vollständigen Spannungsteiler und stellt
sicher,
dass dieser Teiler am Mittelabgriff nicht mehr als 3,3V hat:
1
12V o-------o--------------o
2
| |
3
| |
4
| .-.
5
| ( X ) Motor
6
| '-'
7
| |
8
| |
9
| |
10
.-. \ o Schalter
11
| | \
12
10k | | \.
13
'-' o
14
| |
15
| |
16
| ||-+
17
| ___ ||<- NMOS
18
Steuereingang o--o---|___|---||-+
19
| |
20
| 2,2k |
21
| |
22
.-. |
23
| | |
24
3,3k | | |
25
'-' |
26
| |
27
| |
28
| |
29
GND o------o--------------o
Und schwupps, schon hast Du am Steuereingang nur noch maximal:
Vsteuer = 12V * 3,3k / (3,3k + 10k) = 3V
Denn die Spannung teilt sich im Verhältnis der Widerstände herunter.
Der 2,2k - Widerstand ist nur zur Sicherheit, weil das Gate des NMOS
herstellungsbedingt einen Kondensator enthält, der vom Steuereingang
entladen wird, wenn dieser die Spannung auf 0V herunterzieht.
Ohne diesen "Angstwiderstand" könnten dann kurzzeitig mehr als 4mA
in Deinen USB-6002 fließen und das wollen wir ja nicht.
By the way: auch der maximale Strom von 4mA ausgehend
bzw. eingehend (aus Sicht Deines USB-6002) ist damit
gewährleistet.
Mit diesen 4mA wirst Du übrigens keinen großen Fisch vom Teller
ziehen, geschweige denn ein Relais sicher schalten können.
Und auch sehr kurze Schaltzeiten (z.B. wenn Du Deinen Motor einmal
mit PWM Pulsen ansteuern möchtest) sind mit Relais nicht machbar.
Daher finde ich meinen Lösungsvorschlag besser als eine Relais-Lösung.
Wichtig ist lediglich, dass Du einen NMOS nimmst, der wirklich
bei 3V Gatespannung bereits vernünftig durchschaltet, z.B. einen
IRF3708 oder IRLIZ44N oder, oder, oder (siehe meinen Hinweis auf
die Transistor-Tabelle oben)
Viele Grüße
Igel1
Mmk M. schrieb:> Nochmal Ich, entschuldigt den Doppelpost.> Nach etwas suche bin ich auf folgendes gestoßen, würde aber gerne eure> Meinung dazu lesen.>> https://www.amazon.de/dp/B01E6KUEXW/ref=sxbs_sxwds-stvp_1?pf_rd_m=A3JWKAKR8XB7XF&pf_rd_p=1302047487&pd_rd_wg=iy1w3&pf_rd_r=FM4AXNZKPGFTJH6EGZ5N&pf_rd_s=desktop-sx-bottom-slot&pf_rd_t=301&pd_rd_i=B01E6KUEXW&pd_rd_w=8zu2o&pf_rd_i=halbleiterrelais&pd_rd_r=0Z4H3JHPSVCJTJ4W7SN0&ie=UTF8&qid=1506671364&sr=1>
Vergiss die Amazon-Beschreibung. Daraus wirst Du - wie aus 90% aller
chinesischen Beschreibungen - nicht schlau.
Schau Dir lieber das Original-Datenblatt des verwendeten Halbleiter-
Bausteins an:
https://www.openhacks.com/uploadsproductos/g3mb-ssr-datasheet.pdf
Daraus ersehe ich, dass dieses Halbleiterrelais aus Sicht Deines
USB-6002 zu viel Strom am Eingang benötigt (je nach Produktstreuung
bis zu 20mA).
Außerdem gehen Dir laut Datenblatt über den "Output ON voltage drop"
ca. 1,6V von Deiner schönen 14V-Spannung am Relais flöten (welches
daraufhin bei 2A Motorstrom vermutlich sogar noch gekühlt werden muß).
Außerdem:
Wenn der Motor max. 2A benötigt, so ist dies vermutlich der Nennstrom.
Der Anlaufstrom von Motoren liegt oftmals deutlich darüber - auch
das würde das verlinkte Halbleiter-Relais nicht überleben.
Das sind 3 Gründe, weshalb das verlinkte Relais nicht das Mittel der
Wahl ist.
Viele Grüße
Igel1
PS: sehe gerade, dass Du nicht 12V Versorgungsspannung, sondern
14V Versorungsspannung hast. Nimm dann lieber einen 12k Widerstand
an Stelle des 10k Widerstandes.
Andreas, besonders an dich nochmal ein dickes Danke, aber auch an die
anderen freundlichen Helfer.
Leider haben wir doch keinen passenden Mosfet da und nächste Woche
Aufgrund des Brückentages wenig Zeit um an den Anlagen zu basteln.
Vermutlich werde ich erst ende nächster Woche oder die Woche drauf dazu
kommen.
Ich halte euch aber auf dem Laufenden.
Mmk M. schrieb:> Andreas, besonders an dich nochmal ein dickes Danke, aber auch an die> anderen freundlichen Helfer.
Gerne, gerne - das ist der Geist in diesem Forum:
Helfen und Dir wird geholfen :-)
> Leider haben wir doch keinen passenden Mosfet da und nächste Woche> Aufgrund des Brückentages wenig Zeit um an den Anlagen zu basteln.
Was liegt denn rum bei Euch? Man kann so eine "Treiberschaltung" aus
fast allem zusammenstricken: NMOS, PMOS, NPN, PNP - Hauptsache die
Teile
können den Anlaufstrom aushalten.
> Vermutlich werde ich erst ende nächster Woche oder die Woche drauf dazu> kommen.
Och schade.
> Ich halte euch aber auf dem Laufenden.
Prima.
Viele Grüße
Igel1
Hallo Liebes Forum,
Ich melde mich mit Neugigkeiten, entschuldigt dass es doch so lange
gedauert hat.
Unser elektriker hat die Schaltung aufgebaut,leider funktioniert unser
Vorhaben nicht.
Als Bild angehängt sehr ihr unseren Versuchsaufbau.
Uns ist leider nicht ganz klar ob wir den Mosfet so richtig verdrahtet
haben. Könnte uns jemand dazu Feedback geben?
Außerdem hätten wir nur noch den RFP70N06 Mosfet zur verfügung, bzw. hat
dieser die geringste threshold Spannung mit 2-4V.
Zur Schaltung Selbst:
Es kommt am Motor keine Spannung an,weder wenn der DO am NI an oder aus
ist.
Meiner Meinung nach kann entweder etwas falsch verdrahtet sein,oder aber
der Mosfet ist doch nicht geeignet.
Vielen Dank schon mal für eure hilfe.
Ah - weiter geht's ...
Ich nehme einmal an Ihr habt die Schaltung aus meinem Vorschlag aus
diesem Posting aufgebaut:
Beitrag "Re: Mosfet, Jfet ?fet?"
Stimmt's ?
Was in jedem Fall fehlt, das ist die gemeinsame Masse:
Du mußt nicht nur den Steuereingang Deines USB-6002 mit dem
Steuereingang der MOSFET-Schaltung verbinden, sondern auch die Masse
(oder GND) Leitungen müssen miteinander verbunden werden.
Ansonsten "hängt der Steuereingang" in der Luft:
Es ist so ähnlich, als ob Du eine Glühbirne mit nur einem Pin des
Steckers in die Steckdose steckst: kein geschlossener Stromkreis => kein
Strom.
Ansonsten kann ich die Beschaltung des MOSFETS leider auf dem Foto nicht
genau genug erkennen. Evtl. willst Du ein Detailfoto davon machen.
Viele Grüße
Andreas
Andreas S. schrieb:> Stimmt's ?
Ja da hast du Recht, wir haben uns an deinem Schaltplan orientiert. Ich
muss leider sagen dass ich den Mittelteil nicht genau verstanden habe.
Kannst du mir nochmal für dumme erklären wie genau ich den Mosfet
anschließen muss?
Vllt mit einer kleinen Zeichnung?
Mmk M. schrieb:> Andreas S. schrieb:>> Stimmt's ?>> Ja da hast du Recht, wir haben uns an deinem Schaltplan orientiert.
Okay, dann weiß ich Bescheid.
> Ich muss leider sagen dass ich den Mittelteil nicht genau> verstanden habe.> Kannst du mir nochmal für dumme erklären wie genau ich den Mosfet> anschließen muss? Vllt mit einer kleinen Zeichnung?
Ja gerne.
Besser als jede Zeichnung ist ein Datenblatt. Und das findet man im
Internet, wenn man nach "Bauteilbezeichnung Datasheet" sucht.
In Deinem Falle habe ich also nach "RFP70N06 datasheet" gesucht und
bin dann hier fündig geworden (Mouser ist einer der weltweit größten
Elektronikbauteil-Distributoren):
http://www.mouser.com/ds/2/149/RFP70N06-1011980.pdf
Dort siehst Du auf S.2 unten Deinen MOSFET in fotorealistischer
Darstellung mit Beinchen-Beschriftung:
G = Gate (das Beinchen, was am 2,2k Widerstand hängt)
D = Drain (das Beinchen, was am Schalter hängt)
S = Source (das Beinchen, was an Masse/GND hängt)
Da Du in Deinem zweiten Bild wirklich nur den Transistor abgelichtet
hast und nicht die umliegenden Bauteile, mit denen er verbunden ist, so
kann ich leider wiederum nicht sagen, ob Du ihn nun richtig oder falsch
angeschlossen hast. Aber mit den zuvor genannten Hinweisen solltest Du
mögliche Fehler eigentlich selber identifizieren können.
Hast Du inzwischen schon die Masse der MOSFET-Schaltung mit Deinem
USB-6002 verbunden? Funktionierte es dann immer noch nicht?
In diesem Falle wäre es gut, wenn Du einmal mit einem Multimeter alle
Spannungen an allen Punkten Deiner Schaltung nachmessen könntest -
einmal bei deaktiviertem Steuereingang und einmal bei aktiviertem
Steuereingang (natürlich in beiden Fällen mit geschlossenem Schalter).
Bitte alle Spannungen gegen GND messen (das schwarze Kabel vom
Multimeter also mit GND verbinden und mit dem roten Kabel alle
Knotenpunkte der Schaltung ausmessen).
Evtl. dazu einen Screenshot von meinem Schaltungsbild machen und dann
die gemessenen Ergebnisse dort eintragen und als Bild wieder hier
einstellen.
Danach wissen wir mehr.
Viele Grüße
Igel1
Am besten erkläre ich Dir die Funktionsweise der Schaltung noch ein
bißchen, dann kannst Du Dich selber besser eindenken und dann findest Du
auch besser Fehler.
Außerdem zeige ich Dir hier eine sehr wahrscheinliche zweite
Fehlerquelle in Deiner Schaltung auf.
Bei offenem Steuereingang teilen der 12k und der 3,3k Widerstand die 14V
im Verhältnis Ihrer Größen herunter: Uoben / Uunten = 12k / 3,3k.
Nach etwas Umformen ergibt sich die Spannung am Steuereingang zu:
Usteuer = 14V * 12k / (12k + 3,3k) = 3,0V.
Diese Spannung liegt über den 2,2k Widerstand auch am Gate Deines NMOS
an.
Wenn das Gate erst einmal "aufgeladen" ist (geht innerhalb von
Mikrosekunden), so fließt anschließend so gut wie kein Strom mehr durch
das Gate.
Die aufgebrachte Ladung am Gate sorgt dafür, das die Drain-Source -
Strecke durchschaltet und Dein Motor bestromt wird (natürlich nur bei
geschlossenem Schalter).
Und hier kommt nun ein wichtiger Punkt, auf den Du achten mußt - er
könnte neben der fehlenden Masseverbindung (vgl. mein letztes Posting)
eine weitere Fehlerquelle sein:
Je nach Exemplarstreuung Deines MOSFETS hast Du einen MOSFET erwischt,
der schon bei 2,0V Gatespannung oder erst bei 4V Gatespannung
durchschaltet. Und das ist genau der springende Punkt: Im zweiten
(deutlich wahrscheinlicheren) Fall wird's mit diesem Transistor
schlichtweg nicht funktionieren: seine Gate-Schwellspannung (auch Gate
Threshold Spannung genannt) ist einfach zu hoch und er schaltet nicht
durch.
Schau Dir z.B. Figur 8 im Datenblatt Deines NMOS an und Du erkennst: ein
typisches Exemplar Deiner NMOS macht erst bei 4V langsam auf.
Du kannst das prima testen, indem Du statt Deines USB-6002 die 14V
Versorgungsspannung an den Punkt "Steuereingang" legst (ACHTUNG: den
USB-6002 unbedingt vorher entfernen, sonst wird er Schaden nehmen).
Dann sollte der NMOS gut durchschalten und dann weißt Du auch, dass Du
alles richtig zusammengebaut hast, nur leider mit dem falschen NMOS.
Daher lautete Der Hinweis in meinem Posting weiter oben:
"Voraussetzung: NMOS mit kleiner Gate-Threshold-Spannung wählen,
siehe z.B. hier:
https://www.mikrocontroller.net/articles/MOSFET-Übersicht";
Ein IRLZ44N wäre evtl. für Dich eine gute Wahl (abhängig vom
Motorstrom):
https://www.vishay.com/docs/91328/91328.pdf
In dessen Datenblatt zeigt Dir Figur 3, dass Du mit diesem NMOS auf der
richtigen Seite bist, denn der schaltet schon bei viiiel niedrigerer
Gatespannung durch.
Alternativ könntest Du auch Deinen jetzigen NMOS weiterverwenden und
einen zusätzlichen Transistor in Deine Schaltung einbauen. Wenn Du
Transistoren herumfliegen hast, kann ich Dir gerne erklären, wie Du die
Schaltung in diesem Falle anpassen müßtest.
Eine weitere Alternative wären "Ladungspumpen". Ich habe in einem
anderen Thread Lösungen dafür skizziert:
Beitrag "Re: 2A mit Transistor über AtTiny schalten"
Abschließend noch eine kleine Warnung:
Die oben aufgezeigte Schaltung, die Du hier nachbauen möchtest, sollte
NICHT für sicherheitskritische Anwendungen verwendet werden, in denen
bei ungeplantem Motoranlauf Mensch oder Tier oder sonstwer/sonstwas
Schaden nehmen kann, denn der Motor bleibt nur dann sauber
ausgeschaltet, wenn Dein "USB-6002" den Steuereingang auf Masse zieht.
Wird Dein USB-6002 zufällig einmal nicht mit Spannung versorgt fr, so
geht der Steuereingang sofort spannungsmäßig hoch und der Motor läuft
an!!!
Viele Grüße
Igel
Hallo :)
Danke für deine sehr ausführliche Beschreibung und deine komplette
Hilfestellung.
Es ist wie du gesagt hast, die Masse am NI hat die Schaltung zum
funktionieren gebracht, mit einer Einschränkung,der Mosfet schält im
falschen Spannungsbereich durch.
Wir haben uns jetzt einige von deinen Vorgeschlagen Mosfet
bestellt,damit sollten wir auf der sicheren Seite sein.
Zum Thema Sicherheit, die Motoren um die es geht sind eher kleine
E-Steller, die automatisch verfahren und programmiert werden. Zum
programmieren müssen sie aber abgeschaltet werden. Selbst wenn sie dabei
an wären würde keinem Menschen oder Tierchen etwas passieren, im
Schlimmsten fall fahren sie in den Anschlag, was man vermeiden sollte,
aber nicht weiter tragisch ist. :)
Falls es anders wäre,würde ich es sicher nicht in Bastlerhände geben
sondern von Profis erledigen lassen. Trotzdem ein großes Danke dafür,
dass du selbst an sowas denkst :)
Mmk M. schrieb:> Hallo :)> Danke für deine sehr ausführliche Beschreibung und deine komplette> Hilfestellung.
Gerne, gerne.
> Es ist wie du gesagt hast, die Masse am NI hat die Schaltung zum> funktionieren gebracht,
Yiphiii !
> mit einer Einschränkung,der Mosfet schält im> falschen Spannungsbereich durch.
Hmmm - diesen Satz verstehe ich leider so gar nicht.
Bitte erklärt das ein bißchen.
Oben schreibst Du, die Schaltung funktioniert und hier
schreibst Du, sie funktioniert nicht??
> Wir haben uns jetzt einige von deinen Vorgeschlagen Mosfet> bestellt,damit sollten wir auf der sicheren Seite sein.
Yep, so sollte es sein.
Aber wenn Ihr noch ein paar Transistoren herumfliegen habt,
so kann ich Euch gerne eine Schaltung aufzeichnen, die auch
mit Eurem aktuellen NMOS funktioniert. Sagt mir einfach, welche
Transistoren Ihr rumfliegen habt (Typbezeichnung).
Kleinsignal-Transistoren reichen dafür völlig aus.
Dann braucht Ihr nicht so lange auf das Eintreffen der Bestellung
warten.
> Zum Thema Sicherheit, die Motoren um die es geht sind eher kleine> E-Steller, die automatisch verfahren und programmiert werden. Zum> programmieren müssen sie aber abgeschaltet werden.> Selbst wenn sie dabei> an wären würde keinem Menschen oder Tierchen etwas passieren
Okay - das beruhigt mich jetzt doch sehr.
Schreibt vielleicht mal ein paar Worte, was das ganze Konstrukt
überhaupt macht. Man wird ja im Verlauf so eines Threads doch immer
neugieriger ...
Viele Grüße
Igel1
Hi,
inzwischen haben wir den von dir empfohlenen NMOS in unsere Schaltung
integriert. Leider funktioniert das ganze nicht wie gewünscht,eher im
Gegenteil, sobald ich den DO Ausgang aktiviere, schält der NMOS
durch,ist der Ausgang deaktiviert, nicht.
Die Schaltung ist genau deiner nachempfunden.Eigentlich dachten wir
letzte Woche, als wir noch den von dir "beanstandeten" NMOS hatten, dass
die Grundfunktion gegeben sei, aber eben der Mosfet wg dem höheren Gate
Treshold nicht für diese Schaltung geeignet sei.
Unsere Schaltung sieht noch genauso aus wie auf dem geposteten Bild,
allerdings zusätzlich mit der Masse am NI und dem schon erwähnten
IRLZ44N. Leider sind wir jetzt etwas Ratlos und tun uns schwer mit der
Fehlersuche. Wäre super wenn du uns sagen könntest wie wir am besten
weiter vorgehen.
Deiner Bitte mehr über das Konstrukt zu erfahren gehe ich gerne nach.
Das ganze ist ein Teil eines sogenannten "Minflow"-Prüfstandes.
Hier wird der Mindestdurchfluss von unseren Prüflingen eingestellt.
Der E-Steller (der aktuell mit der NI-Box verfahren wird)
verkleinert/vergrößert über eine Kinematik den Luftquerschnitt. Somit
können wir bei einer vorgegebenen Spannung einen vorgegebenen
Massenstrom "einstellen". Wie schon erwähnt muss beim Programmieren der
Kennlinie der E-Steller Spannungslos sein. Deswegen der Versuch das
Ein/Ausschalten der Spannungsversorgung auch zu automatisieren
Mmk M. schrieb:> Hi,> inzwischen haben wir den von dir empfohlenen NMOS in unsere Schaltung> integriert. Leider funktioniert das ganze nicht wie gewünscht,eher im> Gegenteil, sobald ich den DO Ausgang aktiviere, schält der NMOS> durch,ist der Ausgang deaktiviert, nicht.> Die Schaltung ist genau deiner nachempfunden.Eigentlich dachten wir> letzte Woche, als wir noch den von dir "beanstandeten" NMOS hatten, dass> die Grundfunktion gegeben sei, aber eben der Mosfet wg dem höheren Gate> Treshold nicht für diese Schaltung geeignet sei.> Unsere Schaltung sieht noch genauso aus wie auf dem geposteten Bild,> allerdings zusätzlich mit der Masse am NI und dem schon erwähnten> IRLZ44N. Leider sind wir jetzt etwas Ratlos und tun uns schwer mit der> Fehlersuche. Wäre super wenn du uns sagen könntest wie wir am besten> weiter vorgehen.
Schaltet das Ni-Gerät jeweils auf Hi, Low, Neutral und messt dann bitte
alle Spannungen an den Knotenpunkten der Schaltung gegen Masse und
postet hier Eure Ergebnisse. Irgendetwas ist da noch oberfaul.
Nächster Test: Ni-Gerät abstöpseln (wichtig) und dann einmal die 14V an
Gate legen und anschließend die 0V von GND. Wenn der Motor dann nicht
durchschaltet oder sperrt, dann weiß ich auch nicht mehr weiter.
Bitte schickt nochmals gute Bilder von der Schaltung.
Da muß irgendwo noch ein Fehler begraben sein.
> Deiner Bitte mehr über das Konstrukt zu erfahren gehe ich gerne nach.> Das ganze ist ein Teil eines sogenannten "Minflow"-Prüfstandes.> Hier wird der Mindestdurchfluss von unseren Prüflingen eingestellt.> Der E-Steller (der aktuell mit der NI-Box verfahren wird)> verkleinert/vergrößert über eine Kinematik den Luftquerschnitt. Somit> können wir bei einer vorgegebenen Spannung einen vorgegebenen> Massenstrom "einstellen". Wie schon erwähnt muss beim Programmieren der> Kennlinie der E-Steller Spannungslos sein. Deswegen der Versuch das> Ein/Ausschalten der Spannungsversorgung auch zu automatisieren
Ah, okay - sehr interessant. Danke!
Viele Grüße
Igel1
Hi mmk1988,
hier nochmals ein paar Tipps:
Zunächst zur Vorgehensweise:
Es ist wirklich sinnvoll, wenn Ihr Euch ein wenig mit dem Thema
"Spannungsteiler" beschäftigt. Dabei setze ich voraus, dass Ihr das
Ohmsche Gesetz kennt - ansonsten wäre das das erste Thema zur
Einarbeitung.
Eine solche Einarbeitung dauert max. 30 Minuten und Ihr habt
anschließend verstanden, warum der Spannungsteiler so dimensioniert ist,
wie er halt ist und was der überhaupt macht.
Lektüreempfehlung:
Zunächst diesen Abschnitt in Wikipedia lesen (nicht mehr):
https://de.wikipedia.org/wiki/Spannungsteiler#Einfacher_Spannungsteiler_mit_zwei_ohmschen_Widerst.C3.A4nden
Dann diesen Artikel lesen:
https://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0201111.htm
Gelesen und verstanden?
Okay - dann geht's hier weiter:
Der springende Punkt in der Schaltung ist die Spannung in der Mitte des
Spannungsteilers - also am Knotenpunkt zwischen dem 12k Widerstand und
dem 3,3k Widerstand. Diese Spannung ist näher zu untersuchen.
Bitte entfernt zunächst Euer USB-6002 vom Steuereingang der Schaltung.
Da kein Strom durch das Gate des NMOS fließt, habt Ihr nun einen
unbelasteten Spannungsteiler vor Euch. Jetzt rechnet Ihr mit dem zuvor
erlangten Wissen schön sauber die zu erwartende Spannung am
Mittelabgriff des Spannungsteilers aus und teilt uns hier Euer
erwartetes Ergebnis mit. (Gemein wie ich bin, werde das nicht für Euch
tun).
Sodann nehmt Ihr ein Multimeter und messt die tatsächlich am
Mittelabgriff des Spannungsteilers vorhandene Spannung (schwarzes Kabel
des Multimeters an GND, rotes Kabel an den Meßpunkt zwischen dem 12k und
dem 3,3k Widerstand). Und? Was messt Ihr? Bitte diese Zahl hier
reporten.
Wenn Theorie und Praxis mehr als ca. 0,3V differieren, stimmt etwas
nicht.
Dann müßt Ihr zunächst den Fehler suchen: Ist die Versorgungsspannung
tatsächlich 14V? Oder bricht sie massiv zusammen, wenn der Motor anläuft
(Achtung: das unbedingt testen/ausmessen, denn dann würden sich die
Werte am Spannungsteiler ändern ...) Haben die Widerstände tatsächlich
die genannten Werte? (mit dem Multimeter nachmessen!) Sind die
Widerstände evtl. vertauscht? Habt Ihr Euer Multimeter richtig
eingestellt? Ist Vollmond oder gar Montag?
Wenn dieser Schritt (Theorie und Praxis stimmen überein) erfolgreich
abgehakt ist, folgt der nächste Schritt:
Und nun klemmt Ihr Euer USB-6002 an den Steuereingang der Schaltung und
messt nochmals die Spannung am Steuereingang (=Mittelabgriff) für die
folgenden 3 Zustände Eures USB-6002:
a) Digital Output des USB-6002 deaktiv (= als Input geschaltet):
Der Ausgang des USB-6002 sollte dann hochohmig sein (=> Spannungs-
teiler wird nicht belastet) und die Spannung am Spannungsteiler
sollte mehr oder weniger unverändert bleiben. So 100%ig sicher
bin ich mir allerdings nicht, weil Euer Handbuch hier einen 47.5 kΩ
PullDown Widerstand erwähnt. Es kann also sein, dass dieser
PullDown quasi als Parallelwiderstand zum 3,3k Widerstand hinzukommt
und daher die Spannung am Mittelabgriff leicht sinkt (mit Euren
neu erworbenen Theorie-Kenntnissen, solltet Ihr auch das berechnen
können). In Summe sollte das aber nicht viel ausmachen.
b) Digital Output des USB-6002 aktiv high (lt. Handbuch "Active drive"):
Lt. Handbuch (Seite 4 unten) sollten dann minimal 2,8V an
Eurem Digital-Output anliegen und entsprechend auch den
Mittelabgriff des Spannungsteilers beeinflussen.
(der 3,3k Widerstand stellt sicher, dass Euer USB-6002 mit
max. 1mA belastet wird - entspricht somit genau dem Szenario
aus dem Handbuch).
Die Spannung am Mittelabgriff sollte also mindestens 2,8V betragen
und der NMOS sollte bei dieser Spannung wunderbar durchschalten.
c) Ausgang des USB-6002 aktiv low:
Lt. Handbuch (Seite 4 unten) sollten dann max. 0,2V an Eurem
Digital-Output anliegen und entsprechend den Mittelabgriff
des Spannungsteilers auf diesen Wert "runterziehen".
(der 12k Widerstand stellt sicher, dass Euer USB-6002 mit
ca. 1mA hineinfließendem Strom belastet wird - entspricht somit
genau dem Szenario im Handbuch).
Bei dieser niedrigen Spannung sollte der NMOS wunderbar sperren.
Sollte das alles nicht so eintreffen, wie hier beschrieben, dann ist
Eure Nase für Fehlersuche gefragt ...
Dabei immer erst überlegen, was passieren sollte und dann nachmessen,
was tatsächlich passiert. Und wenn Soll und Ist differieren =>
nachdenken.
Habt Ihr einen Denkfehler gemacht, oder habt Ihr einen Schaltungsfehler
gemacht? Das ist stets die Frage.
Abschließend ein letztes Wort: sollte die Versorgungsspannung beim
Motoranlauf deutlich einbrechen (>2V), so könnt Ihr Dank Eures neuen
NMOS nun auch den Spannungsteiler auflösen (Achtung: nur den 12k
Widerstand entfernen) und das Gate über den 2,2k Widerstand mit Eurem
Digital-Output des USB-6002 verbinden. Der 3,3k Widerstand sollte
allerdings bestehen bleiben, weil sich sonst durch eingestreute
elektrostatische Ladung undefinierte Zustände am Gate ergeben können,
wenn Euer USB-6002 hochohmig ist.
Viele Grüße
Igel1
Nachsatz:
Ich sollte noch erwähnen, dass sich das Verhalten der Schaltung ändert,
wenn Ihr den 12k Widerstand ausbaut:
Der NMOS wird nämlich danach nur dann durchschalten, wenn Ihr den
Digital-Output explizit auf High schaltet - in allen anderen Fällen
sperrt der NMOS.
Im hochohmigen Fall (also wenn Euer USB-6002 z.B. noch nicht
initialisiert ist oder wenn der USB-6002 ausgeschaltet ist) wird der
NMOS sperren. Genau in diesem Fall unterscheidet sich die zweite
Schaltungsversion von der ersten. Dort hatte der 12k Widerstand den
Mittelabgriff "hochgezogen". Das ist ohne 12k Widerstand nicht mehr der
Fall. Ohne dass der Digital Output Eures USB-6002 das Gate "hochzieht",
wird das Gate vom 3,3k Widerstand auf GND "gezogen" und der NMOS sperrt.
Viele Grüße
Igel1
Für einen "Proof of Concept" habe ich gerade einmal selbst die obige
Schaltung aufgebaut.
Als Bauteile (Widerstände und NMOS) habe ich dabei exakt die Werte bzw.
den MOSFET aus dem Schaltplan verwendet. Statt des Motors habe ich einen
2,7 Ohm Widerstand verwendet.
Ergebnis: Der IRLZ44N schaltet bei den 3V des Spannungsteilers wunderbar
durch und mein Netzteil regelte bei 4A ab, sonst wäre sogar noch mehr
Strom geflossen (leider kann mein Netzteil nur 4A liefern).
Am NMOS fielen zu dem Zeitpunkt gerade einmal 0,3V zwischen Drain und
Source ab.
Fazit:
Die angegebene Schaltung funktioniert einwandfrei.
Dabei kam mir noch folgende wichtige Frage in den Sinn: Wieviel Strom
zieht Euer Motor eigentlich? Sollte Euer Motor nämlich ein paar Ampere
ziehen, so wird die Leitungsführung langsam wichtig: Trennt die
Leitungen so auf, das der Strom durch den Motor möglichst gut vom Rest
der Schaltung separiert wird.
Will sagen: 14V aus dem Netzteil -> Motor (plus Freilaufdiode) -> Drain
(NMOS), Source -> GND an Eurem Netzteil
Steuerkreis und Leistungskreis sollten keine gemeinsamen (oder nur
möglichst kurze gemeinsame) Leitungsabschnitte nutzen und erst beim
Netzteilanschluß zusammenlaufen. Grund: hohe Ströme verursachen bereits
in Zu-/Ableitungen Spannungsabfälle, die auf den Steuerkreis rückwirken,
wenn dieser nicht sauber separiert ist.
Viele Grüße
Igel1
Hallo Igel1,
danke nochmal für deine Ausführungen.
Wir haben zumindest mal einen Bug entdeckt.
Dabei handelte es sich um die Tatsache, dass uns einfach nicht Bewusst
war dass selbst zum testen ein Verbraucher angeschlossen sein muss. Das
hat schon mal geholfen. Wir haben jetzt ähnlich wie du einen Widerstand
eingebaut.
Ich hoffe auf den Bildern kann man jetzt alles gut erkennen.
Auf den Bildern siehst du die gemessenen Spannungen an verschiedenen
punkten, wenn der NI auf LOW geschalten ist.
Die Bilder von dem High zustand werde ich in meinem nächsten Post
hochladen.
Teil2.
Hier siehst du die Spannungen bei "High".
Wie du siehst funktioniert unsere Schaltung leider noch immer nicht wie
gewünscht. Wir haben wirklich lange rumprobiert, scheinen aber leider zu
blind zu sein, um den Fehler zu finden.
Als Zusatz:
Wenn die Ni Box nicht angeschlossen ist, dann messen wir am Mittelstrang
2,913V, laut der Berechnung sollten es doch aber 10,588V sein, richtig?
Mmk M. schrieb:> Teil2.> Hier siehst du die Spannungen bei "High".> Wie du siehst funktioniert unsere Schaltung leider noch immer nicht wie> gewünscht. Wir haben wirklich lange rumprobiert, scheinen aber leider zu> blind zu sein, um den Fehler zu finden.
Wenn Ihr mich jetzt sehen könntet:
Ich sitze breit grinsend vor dem Rechner und schaue mir Eure Bilder an.
Herzlichen Glückwunsch - die Schaltung funktioniert!!
Ihr habt's bloß noch nicht bemerkt :-)
Fall 1 (USB-6002 gibt LOW aus):
Der NMOS sperrt, es fließt kein Strom durch Euren Lastwiderstand (wie
groß ist der eigentlich?) und es fällt wegen U = R * I dann auch keine
Spannung am Lastwiderstand ab. Das ist laut Foto der Fall - paßt also.
Fall 2 (USB-6002 gibt HIGH aus):
Wenn Ihr den USB-6002 auf HIGH schaltet, so schaltet auch der NMOS voll
durch und durch Euren Lastwiderstand fließt Strom und somit fällt dort
dann auch Spannung ab. Und weil Euer NMOS so super aufmacht und quasi
wie ein Kurzschluß wirkt, fallen an Eurem Lastwiderstand die vollen
13,5V ab.
Besser könnte es gar nicht sein.
Jetzt könnt Ihr den Lastwiderstand durch Euren Motor ersetzen und alles
wird schön funktionieren - jedenfalls so, wie ich Euch verstanden habe,
dass Ihr es gerne haben wolltet.
> Als Zusatz:> Wenn die Ni Box nicht angeschlossen ist, dann messen wir am Mittelstrang> 2,913V, laut der Berechnung sollten es doch aber 10,588V sein, richtig?
Grummel, grummel - lest nochmals die von mir empfohlenen Artikel über
Spannungsteiler!
Es gilt I=U/R = 13,5 / (R1 + R2) = 13,5 / (12k + 3,3k) = 0,88 mA
Da der Strom durch beide Widerstände fließt, kann man den
Spannungsabfall am unteren 3,3k - Widerstand wie folgt berechnen:
Ur2 = R2 * I = 3,3k * 0,88A = 2,91V
Am Gate liegen also 2,91V.
Perfekter hätte Euer Ergebnis also gar nicht sein können.
Am oberen Widerstand fällt entsprechend folgende Spannung ab:
Ur1 = R1 * I = 12k * 0,88A = 10,6V
Beide Spannungen zusammen addieren sich zu 13,5V - logisch, oder?
Man muß nur immer etwas mit dem Bezugspunkt aufpassen beim Messen.
Kurzum: ich würde sagen, Ihr habt's gerockt!
Viele Grüße
Igel1
Folgendes würde mich noch interessieren:
- 1.) der Motorstrom
- 2.) der Wert des Lastwiderstandes
Da müßt Ihr ggf. etwas aufpassen, denn diese kleinen Widerstände
vertragen meist nur 1/4W und es gilt ja:
P = U * I = U * U/R = U^2 / R
Bei einem 100 Ohm Widerstand würde also folgende Leistung
verbraten werden:
P = 13,5V * 13,5V / 100 = 1,82W => Rauch steigt auf
Ansonsten gilt: sollte das Verhalten der gesamten Schaltung nicht dem
angedachten Zielverhalten entsprechen, so müßtet Ihr mir Euer Ziel
nochmals besser erklären.
Viele Grüße
Igel1
Habe gerade nochmals Zeile für Zeile Eure Anforderungen gelesen:
Beitrag "Re: Mosfet, Jfet ?fet?"
Meiner Meinung nach tut Eure Schaltung jetzt exakt das, was sie tun
soll.
Ihr müßt lediglich noch den Schalter an der Stelle wie im Schaltbild
angegeben einbauen (und natürlich den Last-Testwiderstand durch Euren
Motor ersetzen).
Viele Grüße
Igel1
Ziel erreicht?
Schreibt vielleicht nochmal einen Pieps.
Würde mich schon interessieren, ob meine/unsere Tipps Euch zum Erfolg
geführt haben.
Viele Grüße
Igel1
Ich sehe das so: Ein Faden kann noch so langwierig und mühsam sein, und
wenn sich gleichzeitig und/oder nacheinander 137 Leute abmühen, bis
vielleicht schon ein Großteil keinen Bock mehr hat - ist alles egal,
wenns eine Erfolgsmeldung gibt.
KEINE ist echt schade. O.o
Ist schon ein bißchen frustrierend:
Erst reisst man sich ein Bein aus, um den Jungs zu helfen und auf der
Ziellinie nehmen sie sich dann nicht einmal mehr die Zeit, uns zu sagen,
ob die Tipps erfolgreich waren oder nicht.
Viele Grüße
Igel1
Hey Leute, tut mir wirklich sehr leid.
Wir hatten/haben aktuell keine Zeit um die schaltung direkt an der
anlage zu testen.
Ich wollte mich erst melden wenn wir weitere tests durchgeführt haben.
Sorry dass sich alles so hinzieht, an alle beteiligten noch mal ein
großes Dankeschön für die bisherige unterstützung.
Hi Marco,
nett, dass Ihr Euch meldet bzw. für ein Weilchen abmeldet!
Dann wissen wir, woran wir sind und werden uns in Geduld üben.
Mein Tipp:
Schiebt's nicht auf die (zu) lange Bank. Erfahrungsgemäß hat man bereits
nach wenigen Wochen 90% der Schaltungszusammenhänge vergessen und man
muss sich anschließend wieder von Null an neu einlesen und eindenken
(jedenfalls gilt das für mich ...).
Viele Grüße
Igel1
