Hallo zusammen,
ich möchte mit einem ESP32 mehrere 12V Motoren (Aufdruck: 12V, AMPS:
1.6A, MAX.AMPS: 2.5A) schalten (nur an / aus. Kein PWM).
Das Ganze möchte ich NICHT mit Relais, sondern mit Mosfets lösen.
Hab zwar schon ein Paar "Projekte" umgesetzt, jedoch bisher noch nie mit
Mosfets gearbeitet.
Würde die Schaltung im Anhang so funktionieren?
Danke! :)
Der ESP hat nur 3.6 V, schaltet der MosFet damit durch? Ich würde einen
kleinen Treiber davor setzen, eventell Optokopler / Transistor oder
Treiber-IC und den Fet mit den vollen 12V ansteueren
micha schrieb:> Der ESP hat nur 3.6 V, schaltet der MosFet damit durch?
Es sollte so gerade klappen, aber richtig geeignet ist er nicht. Man
benötigt einen LLL Mosfet (LowLogicLevel), der auch bei 3,3V richtig
durchschaltet. Alternative ist ein Treiber.
Matthias S. schrieb:> micha schrieb:>> Der ESP hat nur 3.6 V, schaltet der MosFet damit durch?>> Es sollte so gerade klappen, aber richtig geeignet ist er nicht. Man> benötigt einen LLL Mosfet (LowLogicLevel), der auch bei 3,3V richtig> durchschaltet. Alternative ist ein Treiber.
Kannst du uns einen nennen?
Entweder nimmst du einen Logic Level MosFet oder einen BJT.
BJTs haben typischerweise geringere Durschaltverluste und den kriegst du
mit einem uC auch in Sättigung. Schnelles Schalten brauchst du hier ja
nicht.
Müllerpin schrieb:> Matthias S. schrieb:>> micha schrieb:>>> Der ESP hat nur 3.6 V, schaltet der MosFet damit durch?>>>> Es sollte so gerade klappen, aber richtig geeignet ist er nicht. Man>> benötigt einen LLL Mosfet (LowLogicLevel), der auch bei 3,3V richtig>> durchschaltet. Alternative ist ein Treiber.>> Kannst du uns einen nennen?IRF7401
Benjamin Probst schrieb:> jedoch bisher noch nie mit> Mosfets gearbeitet.
Dann rein sicherheitshalber der Hinweis: Dein ESP-GND muss mit dem
12V-GND verbunden sein. Nur die Leitung vom GPIO zum Gate reicht nicht.
Sollte offensichtlich sein, aber dennoch tauchen hier regelmäßig Fragen
auf, bei denen genau das das Problem ist.
Jonathan schrieb:> Wenn das Unsinn ist warum gibt es dann IGBTs Herr Hinz?
Um einen 12V Motor zu schalten? Was für ein Unsinn!
> Haben Sie> dafür> auch eine Antwort außer Unsinn
Unsinn ist nun mal Unsinn.
Jonathan schrieb:> Wenn das Unsinn ist warum gibt es dann IGBTs Herr Hinz? Haben Sie> dafür> auch eine Antwort außer Unsinn
Da darfst du keine Antwort erwarten. Er weiß es nicht besser.
H. H. schrieb:> Oster schrieb:>> Wenn du die AOD4184A schon gekauft hast, kannst du einfach als Treiber>> einen PNP Transistor zwischen 12V und Gate hängen.>> Unsinn!
Da muss ich Hinz zustimmen. War leider ein wenig durchdachter
Schnellschuss, da damit der ESP Pin über die B-E Strecke an die 12V
gelegt würde. Zwar durch den Basiswiderstand strombegrenzt, aber einfach
keine gute Idee.
Danke für die ganzen Antworten :)
Oster schrieb:> Wenn du die AOD4184A schon gekauft hast
Bisher hab ich noch nichts gekauft. Bin gerade am Planen der Platine -
die würde ich gerne die Tage bestellen.
Oster schrieb:> Falls nicht käme auch der IRF3708 in Frage
Den bekomme ich leider bei TME nicht. Und auch bei Reichelt gibt's den
nur als TO-220. SMD fänd ich cooler, da später die Platinenunterseite
sichtbar sein wird.
Wolfgang schrieb:> Da würde ich vorher prüfen, ob der Motor tatsächlich auch im> Anlauf-/Blockierfall mit den angegebenen 2.5A zufrieden ist.
+1 für die erste und bisher einzig sinnvolle Antwort
Mit dem AOD4148 könnte es sehr eng werden, die Streuung der VGSth liegt
um +-0,5 Volt, d.h. wenn die Kurve genau im Durchschnitt liegt ist das
kein Problem, bei eine Fertigungstoleranz am unteren Ende sieht es mau
aus.
Ich hatte letztens für etwas ähnliches einen IRF7413 ausgesucht.
Momentan muss man aber eher schauen was es denn beim Distributor
überhaupt gibt.
Du kannst dir noch überlegen eine 3A-Sicherung o.ä. in den Strompfad zu
bauen.
Ich würde vorschlagen, filtere bei deinem Distributor nach Mosfet die
auf Lager sind, schaue nach niedriger VGSth, überprüfe die Diagramme im
Datenblatt und stelle den ausgesuchten Typ vor. Entweder du bekommst
sofort Widerspruch, weil du etwas falsch gemacht oder nicht bedacht
hast, oder es meldet sich vielleicht niemand, dann ist es ziemlich
sicher richtig (man lernt das hier mit der Zeit richtig zu
interpretieren).
Wie gesagt - bisher hab ich noch nichts mit Mosfets gemacht.
Habe jetzt mal etwas bei TME gewühlt und den AOD424 gefunden.
https://www.tme.eu/Document/a7046064b79d06c1b2531adbaa41c4ce/AOD424.pdf
Funktioniert der? Ich werde aus den 10000 Angaben im Datenblatt
irgendwie nicht schlau. 😅
H. H. schrieb:> Kannst du nehmen.
Ja? Auch ohne das beim Einschalten magischer Rauch entweicht?^^ 😅
Cool, danke!
Und den Gate-Widerstand? Wie berechnet man den? Die 100 Ohm in meinem
Bild oben hatte ich einfach aus einer anderen Schaltung geklaut.
Benjamin Probst schrieb:> Und den Gate-Widerstand? Wie berechnet man den?
MosFETs sind spannungsgesteuert, insofern braucht's den nicht. Weder zum
Schutz des FETs noch zum Schutz von normalen CMOS-Ausgängen.
Kann man aber einbauen, um z.B. die Schaltflanken abzuflachen und das
EMV-Verhalten zu verbessern.
Nachdem du nur schaltest, und keine PWM verwendest, ist der ziemlich
egal. 100 Ohm passen genauso wie 0 Ohm oder 10 Ohm. 1 kOhm wär auch noch
OK, wenn du den Pull-Down entsprechend vergrößerst (Spannungsteiler...)
Aber da schaltet der FET schon recht langsam, bleibt also lange im
verlustreichen Linearbetrieb.
Kannst ihn als "Angstwiderstand" sehen. Wenn z.B. dein Oszi-Tastkopf am
Gate abrutscht und es gegen Source kurzschließt, hat der µC-Ausgang
keinen Kurzschluss.
Benjamin Probst schrieb:> Die 100 Ohm in meinem> Bild oben hatte ich einfach aus einer anderen Schaltung geklaut.
Warum auch nicht? Da du keine PWM machst, ist das völlig wurscht.
Anbei noch sicheres Schalten mit MC, allerdings in der Highside.
Matthias S. schrieb:> Da du keine PWM machst, ist das völlig wurschΕrnst B. schrieb:> MosFETs sind spannungsgesteuert, insofern braucht's den nicht.
Die Spannung ist wegen der Gatekapazität aber ladungsgesteuert. Deshalb
legt der Widerstand - zusammen mit der Ansteuerimpedanz - die
Flankensteilheit fest, auch ohne PWM.
Bei PWM findet die Schalterei nur häufiger statt, d.h. nur thermisch ist
er hier egal, EMV-mäßig hängt es von der Bewertung der Störungen ab.
Matthias S. schrieb:> Was möchtest uns damit sagen? Getewiderstand kannste machen oder eben> nicht. Ist also wurscht.
Damit möchte ich sagen, dass der Umladestrom für die Gatekapazität und
damit auch der Gatewiderstand eben genau nicht wurscht sind.
Es kommt drauf an, ob einen Störungen durch steile Schaltflanken stören.
>>> Da würde ich vorher prüfen, ob der Motor tatsächlich auch im>>> Anlauf-/Blockierfall mit den angegebenen 2.5A zufrieden ist.>> +1 für die erste und bisher einzig sinnvolle AntwortManfred schrieb:> War Dein Bier schlecht? Übliche FETs haben genug Reserve für den Anlauf.
Ohne konkrete Zahlen lasse ich mich zu einer solch mutigen pauschalen
Aussage verleiten.
>> Und den Gate-Widerstand? Wie berechnet man den?Εrnst B. schrieb:> MosFETs sind spannungsgesteuert, insofern braucht's den nicht.> Kannst ihn als "Angstwiderstand" sehen.
Es geht eher darum, den Mikrocontroller und dessen Spannungsversorgung
nicht zu überfordern. Das Gate ist immerhin ein Kondensator. Ohne
Strombegrenzung fließt ein unendlich hoher Strom bei jedem
Umlade-Vorgang. Das steuernde IC wird wohl nicht unendlich viel Strom
fließen lassen, aber sehr wahrscheinlich mehr als dessen absolute
maximum ratings erlauben.
Meine Erfahrung aus der Praxis ist, dass man den Widerstand bei
Schaltfrequenzen < 10 Hz meistens weg lassen kann. Dennoch würde das
Weglassen nicht empfehlen.
Stefan ⛄ F. schrieb:> Ohne> Strombegrenzung fließt ein unendlich hoher Strom bei jedem> Umlade-Vorgang.
jaja... unendlicher Strom erzeugt ein unendlich starkes Magnet- und
Gravitationsfeld was alles unendlich stark beschleunigt, was zur
kompletten Zerstörung des Universums führt...
Damals, vorm Krieg, als CMOS noch frisch und neu war, wurde als große
Verbesserung zum bipolaren TTL angeführt dass man nicht mehr auf den
Fan-Out achten muss weil jeder CMOS-Ausgang quasi unbegrenzt viele
parallelgeschaltete CMOS-Eingänge (=Gates) treiben kann.
Und ettliche Jahrzehnte wurden Mosfet-Gates ohne großes
Strombegrenzungs-Trara direkt an CMOS-Ausgänge angeschlossen.
Keine Ahnung wo in den letzten paar Jahren plötzlich diese "Gate-Phobie"
hergekommen ist. Youtube? Arduino?
Schau nochmal genau in die Absolute Maximum Ratings. Da steht dann
(z.B.) "30mA DC current per I/O pin"
Das "DC" steht da nicht nur Spaßeshalber, auf die kurzen Pulse beim
Gate-Umladen kannst du diese Tabellenzeile nicht anwenden.
Was in beiden Fällen das eigentlich limitierende ist, ist die
Verlustleistung in den µC-internen Ausgangs-FETs. Und die kann man im
PWM-Betrieb zumindest grob abschätzen, und weit, weit unter der
Verlustleistung bei 30 oder 20mA DC bleiben.
Sauberes Abblocken der Versorgung ist natürlich trotzdem Pflicht.
Stefan ⛄ F. schrieb:> Meine Erfahrung aus der Praxis ist, dass man den Widerstand bei> Schaltfrequenzen < 10 Hz meistens weg lassen kann.
Meine Erfahrung ist, dass ein AVR das auch mit 125kHz PWM und 25nC Total
Gate Charge ganz problemlos mitmacht. (ohne auf EMV zu achten)
Wolfgang schrieb:> Nur weil du die Auswirkungen nicht verstehst, ist es noch lange nicht> wurscht.
Ja genau, das wirds sein. Falls du in der Lage bist, das Ausgangsposting
zu lesen, wirst du allerdings bemerken, das nur ein Motor ab und zu an-
und abgeschaltet wird. Es ist nach wie vor keine Rede von PWM.
Ein Gatewiderstand ist nach wie vor optional, also wurscht. Um den
linearen Bereich und Miller schnell zu überfahren, ist ein
Gatewiderstand hier u. U. sogar kontraproduktiv.
Εrnst B. schrieb:> als CMOS noch frisch und neu war, wurde als große> Verbesserung zum bipolaren TTL angeführt dass man nicht mehr auf den> Fan-Out achten muss weil jeder CMOS-Ausgang quasi unbegrenzt viele> parallelgeschaltete CMOS-Eingänge (=Gates) treiben kann.> Und ettliche Jahrzehnte wurden Mosfet-Gates ohne großes> Strombegrenzungs-Trara direkt an CMOS-Ausgänge angeschlossen.
Wieviel Gateladung nehmen CD40xx-Eingänge auf, wie viel hat ein IRLZ34?
> Keine Ahnung wo in den letzten paar Jahren plötzlich diese "Gate-Phobie"> hergekommen ist. Youtube? Arduino?
Dafür braucht es keine Idiotenvideos, das ist simple elektrotechnische
Theorie. Der µC-Ausgang gegen den leeren Kondensator Gate-Source
schaltet quasi gegen einen Kurzschluß. Selbst, wenn dieser nach ein paar
dutzen Nanosekunden wieder weg ist (weil C geladen), ist das unnötiger
Streß.
Ich meckere Stefan oft genug an, aber diesen Fall hat er zutreffend
beschrieben:
Stefan ⛄ F. schrieb:> Es geht eher darum, den Mikrocontroller und dessen Spannungsversorgung> nicht zu überfordern. Das Gate ist immerhin ein Kondensator. Ohne> Strombegrenzung fließt ein unendlich hoher Strom bei jedem> Umlade-Vorgang.
Stefan, diesen Rückzieher verstehe ich nicht:
> Meine Erfahrung aus der Praxis ist, dass man den Widerstand bei> Schaltfrequenzen < 10 Hz meistens weg lassen kann. Dennoch würde das> Weglassen nicht empfehlen.
Ich habe fast nur langsame Schaltvorgänge, da kommt immer ein
Widerstand ans Gate.
mosfet.png
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