N-Kanal als high-side switch?

OP #7900100
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Hallo zusammen,

kann man einen N-Kanal MosFET als high side switch benutzen? Ich hab hier so komisch Fernost-Motoren die ein Kugelhuhn bedienen und da gibt es ein Draht zum Öffnen, einen zum Schließen und eine "Anode" (steht so drauf, kann ich nix für), also gemeinsame Masse.

Zum Öffnen oder Schließen legt man an den entsprechenden Draht 12 V an.

Ich hab jetzt aber nur N-Kanal-FETs im Haus... Allgemeinhin nutzt man die ja um die Masse vom Verbraucher zu schalten, was hier eher nicht klappt.

Bevor ich jetzt rumrenn und mir P-Kanal-FETs besorge, gibt es evtl. eine Möglichkeit nur mit den N-Mos auszukommen?? Ohne Riesen-Schaltungsaufwand - mein Fundus ist sehr begrenzt!

#7900110
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Alternativ könnte man auch eine 9 Volt Blockbatterie mit dem Minuspol an +12 Volt anschließen und den Pluspol vom 9V Block über einen Optokoppler an das Gate vom N-Channel MOSFET. Und das Gate dann wiederum mit einem 1M Widerstand an GND pulldownen.

Die 9 Volt Blockbatterie müsste theoretisch ewig halten, da ja nur kurze Impulse zum Umschalten benutzt werden und das Gate so gut wie keinen Strom benötigt.

#7900117
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Noob A. schrieb:

Ich hab hier so komisch Fernost-Motoren die ein Kugelhuhn bedienen und da gibt es ein Draht zum Öffnen, einen zum Schließen und eine "Anode" (steht so drauf, kann ich nix für), also gemeinsame Masse.

"Anode" für den gemeinsamen Draht und "gemeinsame Masse" widerspricht sich meiner Auffassung nach, aber was weiß ich schon von Weibchen von Kugelhähnen.

OP #7900118
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Stefan K. schrieb:

Noob A. schrieb:

Ich hab hier so komisch Fernost-Motoren die ein Kugelhuhn bedienen und da gibt es ein Draht zum Öffnen, einen zum Schließen und eine "Anode" (steht so drauf, kann ich nix für), also gemeinsame Masse.

"Anode" für den gemeinsamen Draht und "gemeinsame Masse" widerspricht sich meiner Auffassung nach, aber was weiß ich schon von Weibchen von Kugelhähnen.

Hmm... jetzt wo du es sagst... der Draht ist halt gelb-grün, da dachte ich gleich an Erde, bzw. Masse (es gibt das Motörchen auch in einer 230V-Variante) https://de.aliexpress.com/item/1005005508398422.html

vielleicht probier ich das heut Abend mal aus ... dann hätt sich das Problem erledigt :)

#7900129
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Chinesen halt. Spitzeninnovative /ausgefallene und günstige Produkte + katastrophale Dokumentation/Handbuch (leider bzw. zum Glück). Gelb/Grün als Neutralleiter zu nehmen ist ja auch wieder kriminell, aber das ist für Chinesen eh egal, da die anderen Farbcode für Niederspannugnskabel haben.

Es muss nicht sein, dass die 24V Variante genauso geschaltet wird wie die in der Beschreibung vorgestellte 230V Variante. Ich würde dir ja zum anschreiben und nachfragen raten, aber darauf kann man sich bei den chinesischen Händlern auch nicht immer verlassen. Teilweise hatte ich aber auch Glück und die haben die Doku für die andere Variante zugeschickt.

Wenn 24VDC-Variante doch so geschaltet wie 230V-Variante (L = +24V), kannst ja auch ein N-Channel Mosfet nehmen um damit ein kleines Relais zu schalten um mit dem Relais die Steuerleitungen zu schalten.

Was spricht gegen die 230V-Variante?

#7900140
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Timo N. schrieb:

Chinesen halt. Spitzeninnovative /ausgefallene und günstige Produkte + katastrophale Dokumentation/Handbuch (leider bzw. zum Glück).

In einem Bild aus einer Bewertung sieht es etwas anders aus als im Startbeitrag beschrieben. Da ist gelb die Kathode und braun und blau sind die getrennten Anodenanschlüsse zum Öffnen und Schließen. Anzusteuern ist das laut Aufdruck mit 12-24V DC, 50-60Hz! Einen gedrehten Ausschnitt des Bildes häng ich mal an.

Angehängte Dateien:
#7900149
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Noob A. schrieb:

kann man einen N-Kanal MosFET als high side switch benutzen?

Ja, kann man.

Drain an plus, Last an Source.

Das Gate muss dazu auf plus+10V gezogen werden.

Entweder hat man so eine höhere Spannung, oder man muss sie sich erzeugen.

Es gibt dafür extra Gate-Treiber-Schaltungen wie LTC1154 MIC5011

Oder man erzeugt sich die Hilfsspannung per DC/DC Wandler.

Wenn der NMOSFET nicht dauerhaft eingeschaltet werden muss, sondern in PWM maximal 99% ein ist, dann kann er selbst die Ladungspumpe bilden. Bei dir wohl nicht.

Noob A. schrieb:

es ein Draht zum Öffnen, einen zum Schließen und eine "Anode" (steht so drauf, kann ich nix für), also gemeinsame Masse.

Anode ist eigentlich gemeinsames plus. Nun ja, du musst es wissen.

OP #7900163
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OK, ihr habt mich hinreichend verunsichert: Ich mach das Ding mal auf und kuck was Sache ist!

Ausschauen tut es wie in dem Bild von Stefan. Gefahren ist der Motor mit Masse an gelb/grün und Plus an blau oder braun, so wie in der Anleitung beschrieben.

Zur Ansteuerung hätte ich aber noch ein paar Module mit 2 2-kanaligen BTS524 und einem 4 Kanal BTS721L im Schrott auf Arbeit gefunden. Laut Specs wären die OK, aber ob die noch brauchbar sind wenn se schonmal wer aussortiert hat ??? Vielleicht mal paar Stunden mit ordentlich Last laufen lassen...

#7900170
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Noob A. schrieb:

Zum Öffnen oder Schließen legt man an den entsprechenden Draht 12 V an.

Dann mach das doch einfach so um dein Huhn zu bedienen - warum denn der MOSFET?

Die Möglichkeit ein Relais oder SSR zu nutzen kommt nicht in frage? Ist ja unbekannt was der "Fundus" hergibt...

Noob A. schrieb:

Ich hab jetzt aber nur N-Kanal-FETs im Haus...

Beim Kochen wäre das: "Nimm zwei Löffel aus der gelben Packung" und los gehts...

MOSFET Hersteller: ? Bezeichnung: ?

Noob A. schrieb:

mein Fundus ist sehr begrenzt!

Jau, das Angebot bei Amazon auch.

Noob A. schrieb:

Fernost-Motoren

Heiner B. schrieb:

Gehäuse öffnen

Kommt auf die Anzahl der MotorEN an, die ist aber ja auch unbekannt...

OP #7900173
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Martin S. schrieb:

Noob A. schrieb:

Zum Öffnen oder Schließen legt man an den entsprechenden Draht 12 V an.

Dann mach das doch einfach so um dein Huhn zu bedienen - warum denn der MOSFET?

soll ich jetzt 'nen Servo einbauen der die Drähte zusammenführt?? Ziel ist ja schon eine Automatisierung, sonst täts ja ain Hahn ohne Motor genau so...

Die Möglichkeit ein Relais oder SSR zu nutzen kommt nicht in frage? Ist ja unbekannt was der "Fundus" hergibt...

Nichts in ausreichender Anzahl vorhanden, leider!

MOSFET Hersteller: ? Bezeichnung: ?

IRLZ44N

Noob A. schrieb:

mein Fundus ist sehr begrenzt!

Jau, das Angebot bei Amazon auch.

Faktor Zeit spielt leider auch mit, muss morgen fertig sein

Kommt auf die Anzahl der MotorEN an, die ist aber ja auch unbekannt...

4 Stück, also durchaus überschaubar

#7900176
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Noob A. schrieb:

Ziel ist ja schon eine Automatisierung

Dazu steht nichts in deinem Beitrag. gar nichts, das wollte ich damit sagen. Nichts zu evtl. weiteren vorhandenen Spannungen, nichts zu der Steuerung etc...zur Stromversorgung... usw...

Nur wie das Huhn angesteuert wird...und maximal noch dass es braune Eier legt.

Und später was von Akku und Mini-PV... demnach handelt es sich dann nicht um 12V DC geregelt sondern um eine, im gewissen Bereich schwankende Akkuspannung!? usw... kann alles wichtig sein bei der Dimensionierung...

Noob A. schrieb:

Manchmal übersieht man echt die einfachste Lösung

DANKE !

Aber dann ist die Umverdrahtung aller Motoren ja augenscheinlich die Lösung! Auch wenn der N-Channel als N-Channel eingesetzt wird, kann noch so vieles passieren und ...

Du bräuchtest dann zwei Pro Motor und wenn der Motor in die eine Richtung dreht, kann es eine Gegenspannung am anderen Leiter geben...Kann dem anderen Mosfet ggf. schaden...usw...

Aber wenn die Vorschläge für die unbekannten 80% deiner weiteren Umgebung passen, dann ist alles gut, und ich entschuldige mich für die etwas provokante Nachfrage nach weiteren Details :)

OP #7900180
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Martin S. schrieb:

Aber wenn die Vorschläge für die unbekannten 80% deiner weiteren Umgebung passen, dann ist alles gut, und ich entschuldige mich für die etwas provokante Nachfrage nach weiteren Details :)

so ein Quatsch, wenn einer sich entschuldigen muss, dann ja wohl ich!

Für die spärlichen Infos und das scheibchenweise Nachliefern...

Sorry, habe echt nicht damit gerechnet dass das so in die Tiefe geht hier. Und um ehrlich zu sein, habe ich gedacht dass alle abwinken und es heisst nur: nutz doch den N-Kanal so wie man einen N-Kanal nutzen soll ;)

Gerne können wir das aber weiter vertiefen hier und greife deine Anregungen auf:

Inwiefern ist die schwankende Akku-Spannung evtl. ein Problem?

Wie kann ich den anderen Mosfet schützen, falls eine Gegenspannung vom Motor kommen würde?

Was kann noch alles passieren wenn der N-Channel wie ein N-Channel eingesetzt wird?

#7900187
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Noob A. schrieb:

Inwiefern ist die schwankende Akku-Spannung evtl. ein Problem?

Kann sein, wenn du beispielsweise die Lösung mit dem 9V Block wählst und die Spannung am Akku fällt, schaltet der MOSFET ggf. nicht mehr durch...

Noob A. schrieb:

Wie kann ich den anderen Mosfet schützen, falls eine Gegenspannung vom Motor kommen würde?

Ggf. durch eine zusätzliche Diode o.ä... dazu müsste man wissen was in diesem AC-DC Motor denn genau drin ist oder zumindest wie der sich verhält - ich würde in dem Fall immer zwei mechanische Relais nehmen um mich dieser ganzen Problematik zu entledigen. Die gleich so verschalten dass nicht beide Richtungen gleichzeitig von der Steuerung aktiviert werden können (Vorrang)... Dir wird ja bekannt sein welcher Vorrang im Fehlerfall dauerhaft besser wäre. Geöffnet oder geschlossen.

Noob A. schrieb:

Was kann noch alles passieren wenn der N-Channel wie ein N-Channel eingesetzt wird?

Kommt ggf. auf die bis jetzt immer noch völlig unbekannte Steuerung und dessen Steuerausgänge und Spannungen an.

#7900201
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H. H. schrieb:

Der ist nicht für so niedrige Gatespannung geeignet.

Deswegen ja meine ganze Fragerei....:-) Aber bis morgen wird da auf diese Weise niemals fertig...

Noob A. schrieb:

Danke für die Tipps

Gern, wenns hilft.

Noob A. schrieb:

3,3V

Woher kommen die? Oben ist nur die Rede von 12V.

Noob A. schrieb:

Nucleo-devboard.

Kenn ich nicht. Okay, also mit irgendeinem Mikroprozessor Board? Hersteller, Link, Bezeichnung?

Noob A. schrieb:

schalte ich direkt mit den 3,3V vom µC

Und was nutzt du als "Schalter"? Du hast dort 3,3V die auch der uc nutzt, aber woher kommt denn das Steuersignal? Vom uc Pin? Wenn ja, was kann der Pin - welcher? Ist zwischen uc. und Motorsteuerung ggf. noch dreißig Meter ungeschirmtes Kabel? Wenn ja, welches? Kommen die 3,3V aus der gleichen unbekannten 12V Quelle, also sind deren Massen verbunden? Wenn ja, wie?

Wie du siehst kommt man so schlecht weiter...

OP #7900211
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Martin S. schrieb:

H. H. schrieb:

3,3V

Woher kommen die? Oben ist nur die Rede von 12V.

Momentan vom µC-board, plane ich aber durch einen etwas effizienteren 3,3V DC/DC zu ersetzen.

Nucleo-devboard.

Kenn ich nicht. Okay, also mit irgendeinem Mikroprozessor Board? Hersteller, Link, Bezeichnung?

Schrub ich ja schon dass es der STM32L476RG ist: https://www.st.com/en/microcontrollers-microprocessors/stm32l476rg.html

Das board ist auch von STmicro https://www.st.com/en/evaluation-tools/nucleo-l476rg.html

Noob A. schrieb:

schalte ich direkt mit den 3,3V vom µC.

Und was nutzt du als "Schalter"? Du hast dort 3,3V die auch der uc nutzt, aber woher kommt denn das Steuersignal? Vom uc Pin? Wenn ja, was kann der Pin - welcher? Ist zwischen uc. und Motorsteuerung ggf. noch dreißig Meter ungeschirmtes Kabel? Wenn ja, welches? Kommen die 3,3V aus der gleichen unbekannten 12V Quelle, also sind deren Massen verbunden? Wenn ja, wie?

Wie beschrieben geht der µC-Pin direkt ans Gate. Das sind alles normale IOs vom STM. Die Können alle 20mA sowohl source als auch sink.

FETs sitzen recht nah am µC, max. 10cm ungeschirmtes Kabel. Vom FET zum motor dann ca.50-60cm maximal. Auch ungeschirmt, dreiadrig.

Die unbekannte 12V Quelle wurde ja schon als Akku mit mini-PV benannt. Ich wollte alles möglichst direkt aneinanderhängen.

Massen von 12V und 3,3V verbunden. Ich hätte die jetzt am Regler zusammengeführt als ein Massepunkt und ab da verteilt. Aktuell sind sie an der Masseleiste vom Steckbrett zusammengelegt.

Gast #7900217
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Noob A. schrieb:

Interpretiere ich die VGSth von 1.0 ibs max. 2,0V falsch?

Ja.

https://www.infineon.com/cms/en/product/power/mosfet/n-channel/irlz44n/#!parametrics

und laut Datenblatt Seite 3 kann der bei 3V schon 10A

Kann sein, muss aber nicht. Garantierte Werte stehe in der Tabelle auf Seite 2.

Und einen IRLZ44N gibts nicht nur von Infineon. Andere Hersteller haben abweichende Spezifikation.

#7900220
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H. H. schrieb:

Andere Hersteller haben abweichende Spezifikation.

Deswegen:

Martin S. schrieb:

MOSFET Hersteller: ? Bezeichnung: ?

Noob A. schrieb:

Die unbekannte 12V Quelle wurde ja schon als Akku mit mini-PV benannt.

Jaoh - mal abgesehen dass auch das alles unbekannt ist: Ne, das war gegeben:

Noob A. schrieb:

es soll im Akkubetrieb funktionieren, bzw. mit einer mini PV-Anlage

Da steht nicht ob da noch ein Regler zwischen ist, und auch nicht, was das alles ist und wie das verschaltet ist - dass die 12V direkt die sind, die aus dem Akku kommen, ohne weitere Regler, wurde nirgends geschrieben...man würde eher vermuten dass die unbekannte PV mit Regler da noch zwischen ist, so wie das geschrieben ist...

Es gibt sowieso nicht DEN Akku und auch nicht DIE mini PV-Anlage...

Noob A. schrieb:

Wie beschrieben geht der µC-Pin direkt ans Gate.

Ne, das war gegeben:

Noob A. schrieb:

schalte ich direkt mit den 3,3V vom µC

Du meintest aber wohl: "schalte ich direkt mit einem Pin vom µC der mit 3,3V läuft" - das ist was völlig anderes...

Die Frage zielt darauf ab, dass es IOs gibt, die nicht nach plus oder nicht nach Masse ziehen können...aber bei ST bin ich eh raus...bzw. muss man sich erst mit den IOs beschäftigen... Aber das hast du sicher gemacht.

Hilfreich ist immer ein Schaltplan oder zumindest ein grobes Blockschaltbild des Aufbaus wie er angedacht ist...dann kann man bei der Beschreibung etwas lockerer schreiben, da es wesentlich weniger Missverständnisse und Zweideutigkeiten gibt...

Aber es wird ja langsam hier - man kann sich halt wirklich viel Ärger und Zeit sparen wenn man es gleich richtig macht - es spart am Ende viel Zeit. Es kann klappen einfach zwei Mosfets aus der Kiste zu nehmen, aber da gehört dann auch viel Glück dazu :-)

OP #7900235
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OK, die 12V sind dann eher irgendwas zwischen 11 und 15 Ich wollte das direkt verwenden was aus der Autobatterie kommt und der Solarlader damit anstellt... Geht ja nur auf die Motoren - gut und auf die Fets ja auch irgendwie...

ok das mit den 3,3V vom µC auf den Pin ist tatsächlich blöd formuliert - sorry. Das ist eh eine Schwäche von mir... Ich weiss ja wies gedacht ist und vergesse dann eher zuviel mitzuschreiben - Sorry

beim FET handelt es sich um welche von International Rectifier

Ich seh grad: Infineon hat ja noch das IR Logo im Datenblatt :)

Gast #7900271
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Noob A. schrieb:

H. H. schrieb:

Noob A. schrieb:

Den IRLZ44N schalte ich direkt mit den 3,3V vom µC.

Der ist nicht für so niedrige Gatespannung geeignet.

also der Versuch mit 12V aussem Labornetzteil und 24 Ohm zw 12V und Drain den mit 3,3V zu schalten ist erfolgreich absolviert worden :)

Glück gehabt. Kann bei winterlichen Temperaturen ganz anders aussehen.

#7900304
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Bauform B. schrieb:

Wer meint, dass der FET dann zu langsam abschaltet, könnte einen CD4093 dazwischen bauen.

Der CD4093 würde dann aber an 21V dran hängen (12+9), das hält der nicht aus. Dann könnte man doch lieber gleich einen CD40106 nehmen und damit eine Ladungspumpe aufbauen. Der CD4093 geht dafür aber auch.

Dadurch spart man die 9 Volt Blockbatterie ein. Alle Bauteile sollten eigentlich in jeder Krabbelkiste vorhanden sein, wenn's schnell gehen muss.

Angehängte Dateien:
#7900395
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Noob A. schrieb:

Den IRLZ44N schalte ich direkt mit den 3,3V vom µC. 133k Pulldown am Gate

Man kann eine Menge basteln, das dann nicht (ordentlich) funktioniert.

Noob A. schrieb:

Interpretiere ich die VGSth von 1.0 ibs max. 2,0V falsch?

Wie auch immer du es interpretierst. Unter UGSth ist der MOSFET sicher AUS. Dann kommt die lineare Region bis ca. 2 x UGSth, also je nach Exemplar bis 4V.

Erst darüber ist der MOSFET je nach exemplar durchgeschaltet, also EIN. Daher steht bei RDS(on) auch 4.5V.

Für einen 3.3V uC ungeeignet.

Da musst du noch Treiberstufen mit Bipolartransistoren wie BC547 dazwischenbauen.

Bei high side sowieso.

#7900427
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Otto K. schrieb:

Bauform B. schrieb:

Wer meint, dass der FET dann zu langsam abschaltet, könnte einen CD4093 dazwischen bauen.

Der CD4093 würde dann aber an 21V dran hängen (12+9), das hält der nicht aus.

Du hast mit dem Optokoppler angefangen. Damit geht das und man kann gleich ein richtiges SSR bauen (naja, fast richtig, alle Schutzschaltungen fehlen). Das schaltet auch 30A bei 600V ;)

Angehängte Dateien:
OP #7900520
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Heiner B. schrieb:

Falls du das Ventil öffnest würde mich interessieren wie die interne Schaltung aussieht. Reine Mechanik plus 2 Dioden?

Viel ist ja wirklich nicht drin... Ausser dem Motor und einem Getriebe nur noch 2 Mikroschalter und ein Relais auf Leiterplatte :)

Was mich dann direkt dazu verleitet hat mal "verpolt" anzuschliessen - was erwartungsgemäss auch funktioniert !

Damit hat sich das Problem in der denkbar einfachsten Weise gelöst. Trotzdem habe ich (mal wieder) nicht wenig gelernt. Es lohnt sich doch immer wieder hier zu fragen.

Danke an alle die sich die Mühe gemacht haben hier was dazu zu schreiben. Very much appreciated!

Angehängte Dateien:
(Firma: schon lange insolvent) #7900805
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Noob A. schrieb:

Hallo zusammen, kann man einen N-Kanal MosFET als high side switch benutzen? Ich hab hier so komisch Fernost-Motoren die ein Kugelhuhn bedienen und da gibt es ein Draht zum Öffnen, einen zum Schließen und eine "Anode" (steht so drauf, kann ich nix für), also gemeinsame Masse.

Sorry, Anode heisst seit mindestens 175 Jahren PLUS !!! Das du einen High-Side-Schalter brauchst stimmt imho nicht! => Anode kommt an Plus 12V und die beiden anderen werden, kurz mit GND Verbunden.

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