das ist meine erste Frage hier. Ich hoffe auf Freundlichkeit und hilfreiche Antworten...
Ich habe die angehängte Platine erstellt; im Prinzip funktioniert sie.
Ich drücke einen Taster, der entsprechende "M"-Anschluss (M1, M2, M3) schließt auf Masse und eine Test-LED leuchtet auf - auch fließt Strom durch den Jumper-Header am "M"-Anschluss.
Wenn ich einen Lüfter (5 V) anschließe, den Taster drücke, fängt er an, sich kräftig zu drehen - so wie er soll. Ebenso sind an den Krokodilklemmen (zwischen + und - des Lüfters) 5,12 V messbar. Tausche ich nur den Lüfter mit einer Pumpe aus (ebenfalls 5 V), sind an den Krokodilklemmen nur 3,4 V messbar.
Nur weil das Gerät wechselt (das auch 5 V benötigt), bekomme ich eine ganz andere Spannung?
Optionen, die ich bereits geprüft habe:
Pumpe direkt an das Netzteil -> Pumpe funktioniert, nicht kaputt
Jumperkabel zwischen M-Port und Krokodilklemmen gewechselt
Alle verschiedenen M-Ports durchprobiert
2 verschiedene Stromversorgungen
Vorwiderstand testhalber auf 51R geändert
Habt ihr eine Idee, warum die Spannung um ~2 V abfällt, nur weil ich das Gerät wechsle? Für mich macht das keinen Sinn, weil die Schaltung nicht verändert wird.
P.S.: Die "GPIO Connection" auf der Platine könnt ihr ignorieren.
EDIT: Die Pumpe hat 2.3W (also ~0.46A), die Netzteile haben 12W (also ~2.4A)
Mit den 51 Ohm hätte es besser funktionieren sollen.
Ja mit 51 Ohm hat die Pumpe etwas funktioniert, hat sich aber ordentlich einen abgeschafft. Wenn ich losgelassen habe, musste ich auch warten bis das Wasser den Schlauch runtergelaufen ist und konnte sie dann erst wieder aktivieren. Die Pumpe konnte quasi nicht "gegen arbeiten".
Das klingt für mich hier alles, als sollte ich bei der Pumpe lieber auf einen MOSFET setzen?
Wäre das ein geeigneter Kandidat oder habt ihr eine Empfehlung für die
genannten Parameter, dass ich mit (max.) 3.3V den Mosfet schalten kann?
Nein, der sollte mindestens 4.5V am Gate bekommen.
Besser wäre z.B. der nMOS IRLML6344.
Vorsicht: wenn deine Eingänge am J2 von Logikausgängen kommen, dann hast du ein Problem, wenn dort LOW anliegt und gleichzeitig ein Taster gedrückt wird.
Ja mit 51 Ohm hat die Pumpe etwas funktioniert, hat sich aber
ordentlich einen abgeschafft. Wenn ich losgelassen habe, musste ich auch
warten bis das Wasser den Schlauch runtergelaufen ist und konnte sie
dann erst wieder aktivieren. Die Pumpe konnte quasi nicht "gegen
arbeiten".
Der Zauber ist systematische Fehlersuche!
Anders: Ist es ein elektrisches oder ein hydraulisches Problem, also Pumpe überfordert?
Mit 2,5 V UCE ist klar, dass der Transistor nicht korrekt durchschaltet, der sollte auf 0,5 Volt runter kommen, wenn er genug Baisstrom bekommt.
Den Basiswiderstand hast Du verkleinert und danach mal gemessen?
Spannungsabfall gemessen, wenn die Pumpe fördern soll?
Spannung an der Pumpe unter Last gemessen, ob da dünne / schlechte Kabelchen im Spiel sind?
Mal den Transistor brücken, also mit der Pinzette einfach C-E verbinden, fördert sie dann?
Vorsicht: wenn deine Eingänge am J2 von Logikausgängen kommen, dann hast
du ein Problem, wenn dort LOW anliegt und gleichzeitig ein Taster
gedrückt wird.
Jou, mit einem passenden FET kann er da klaglos noch je eine Diode im Signalweg nachrüsten, ich würde eine Schottky nehmen.
Erst einmal vielen lieben Dank für die ganzen super hilfreichen Antworten! Ich werde morgen mal den Schaltplan aktualisieren und vielleicht hat der ein oder andere dann noch Tipps für mich :)
Gate Threshold Voltage ist vermutlich bei wie viel Volt der Mosfet schaltet, in dem Fall >0.5, <0.9V.
Und warum ist bei Mosfets die Benennung so "komisch"? An Source kommt der Pumpen-Minus, an Drain der Pumpen-Plus, oder? Hat es mit der "physikalischen Laufrichtung von Strom" zu tun, dass er eigentlich von - nach + fließt?
Wie kann ich denn berechnen, dass ich von den 3.3V meines Schalters (später Logic von einem ESP, aber auch 3.3V) auf die ~0.7V komme? Reicht hier 1 Widerstand oder würde ich hier eher einen Voltage-Divider (2 Widerstände) nehmen?
Ihr merkt ein bisschen Basiswissen ist da aber die entscheidenden Stellen fehlen vermutlich 😅
Also den Vorwiderstand kann ich mir auch sparen (z.b. R1)?
Nein, der ist gut um Schwingneigung zu verhindern und begrenzt den Umladestrom und damit die Flankensteilheit beim Umschalten, würde ein GPIO das Gate umschalten wird dadurch der Spitzenstrom gebremst. Es funktioniert auch ohne Widerstand, aber besser mit.
Oder muss
hier "irgendein Widerstand" zur Sicherheit davor sein?
Ach und wenn du deinen Schaltplan überarbeitest, folgende Tipps: es ist Konvention, dass Ground nach unten zeigt und Betriebsspannung nach oben. Desweiteren sollte der Signalfluss von links nach rechts sein. Dann wäre dein "Schaltplan" viel besser lesbar!
Für Neulinge gibt es als kleine Hilfe extra Hinweise unter der fetten Überschrift "Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!" und den Hinweis auf Bildformate.
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"Zeichnungen und Screenshots im PNG- oder GIF-Format hochladen"
Warum wohl?
Beim JPG-Format verschmiert die Darstellung durch die verwendeten Kompressionsalgorithmen.
Ja das habe ich getestet. Wenn ich E und C überbrücke pumpt die volle Leistung. Kabel und alles andere kann dann nicht das Problem sein, außer dem Transistor - oder?
Ja das habe ich getestet. Wenn ich E und C überbrücke pumpt die volle
Leistung.
Gut, dann ist es also ein elektrisches Problem.
Kabel und alles andere kann dann nicht das Problem sein, außer
dem Transistor - oder?
Ja, wenn Du direkt am Transistor gebrückt hast, fallen alle anderen Ideen raus.
Wenn ich das richtig gerechnet habe, hast Du mit 51 Ohm an der Basis etwa 50mA Basisstrom, das sollte für 500mA Last passen und viel weiter bekommst Du den S8050 auch nicht auf. Ich schaue nochmal auf die Daten, als Schalter ist der S8050 nicht toll.
Da muß wirklich ein Transistor mit geringerem Verlust her, da wird Dich der IRLML6244 retten.
Deine Pumpe scheint mir etwas knapp, da wäre ein Netzteil mit Plus-Toleranz (5,5V) sicher nicht verkehrt.
Die hat somit einen Anlaufstrom von ca. 2A aufwärts. Zu viel für den
kleinen Transistor mit einer Stromverstärkung von 40.
Wie üblich, beschreibt das Datenblatt C-E-Sättigung bei nur B=10, 50mA Basis @ 500 mA Collector.
Schaue Dir mal die Daten genau an: UCE(sat) 0,5 Volt, bis zu 1,2V UBE, der S8050 ist als Schalter einfach nur unbrauchbar. Da ist fast jeder BC_irgendwas besser, leider kenne ich keinen konkreten SMD-Typ und den würde Dessi auch nicht vorrätig haben.
Ein erfahrener Elektroniker hätte das Desaster binnen 10 Minuten ausgemessen. Sei es so, es kamen genug sinnvolle Hinweise, mit denen Dessi sein Problem (hoffentlich) lösen kann.
Mir bleibt leider das ungute Gefühl, dass seine Pumpe knapp auf Kante läuft, mit 4,5 Volt schon nicht mehr genug Leistung bringt.
Gate Threshold Voltage ist vermutlich bei wie viel Volt der Mosfet
schaltet, in dem Fall >0.5, <0.9V.
Das ist so nicht richtig. Die Threshold Voltage, Vgs(th, gibt an ab wann ein Mosfets beginnt zu leiten. Ein Wert im uA-Bereich. Eine andere Definition für Vgs(th) ist unter welcher Spannung der Mosfet sperrt. Der Parameter ist für dich vollkommen uninteressant.
Wichtig ist der Wert Rds(on) aus einer Tabelle im Datenblatt. Für Deine Anwendung sollte der Wert für 3,3V Vgs spezifiziert sein.
Gate Threshold Voltage ist vermutlich bei wie viel Volt der Mosfet
schaltet, in dem Fall >0.5, <0.9V.
Diese Angabe sagt aus, dass der Transistor unterhalb dieser Steuerspannung "aus" ist*. Das heißt aber nicht, dass sie direkt über dieser Schwelle vollständig "an" sind. Ein Wasserhahn wechselt auch nicht schlagartig von "zu" nach "auf". MOSFET sind analoge Bauteile, sie schalten nicht, sondern sie lassen je nach Steuerspannung mehr oder weniger Ausgangsstrom fließen.
*) Die meisten Hersteller setzen als Grenzwert 250 µA Ausgangsstrom an. Darunter gilt er als "aus". Irgend einen Grenzwert muss man festlegen, denn 0,000 µA sind praktisch nicht erreichbar (schön wäre das).
Gate Threshold Voltage ist vermutlich bei wie viel Volt der Mosfet
schaltet, in dem Fall >0.5, <0.9V.
Wie Steve van de Grens schon sagte, die Thresholdspannung gibt an, dass unterhalb dieses Wertes die DS-Strecke beim IRLML6244 max. 10µA fließen lässt. Bei anderen MOSFETs sind meist z.B. 250µA spezifiziert. Je nach Exemplar ist das unter 0.5V so, einzelne Exemplare könnten auch schon unter 1.1V diese Stromgrenze unterschreiten. Exemplarstreuung.
Eine Zeile darüber steht der Wert der Gatespannung für die der RDS_on genannt ist. Das ist die wichtige Angabe für den eingeschalteten Zustand! Beim IRLML6244 kannst du bei 2.5V mit max. 27mΩ rechnen. Diese Gatespannung sollte man also mindestens anlegen, um den MOSFET mit I_DS bis zu 5.1A zu betreiben, bei 4.5V sogar noch etwas höher, dafür mit etwas geringerem RDS_on.
Und aus dem fließenden Strom und dem RDS_on kannst du auch die am Transistor entstehende Verlustleistung berechnen. Und die ist bei gleichen Strömen deutlich geringer als bei einem bipolaren Transistor.
Für eine ordentliches 'AUS' solltest du beim IRLML6244 dem Gate < 0.5V anbieten und für ein ordentliches 'EIN' eben > 2.5V.
Mit Gatespannungen, die dazwischen liegen, hast du keine klar spezifizierten Angaben - der Bereich sollte also statisch nicht vorkommen.
Übrigens: fast jeder, der zum ersten Mal mit MOSFETs in Berührung kommt, hat dieses Verständnisproblem. 😉
