Ich möchte gerne in einem Gewächshaus per Mikrocontroller diverse Heizelemente (24V/3A), Pumpen (12V/2A) und LEDs (24V/2A) schalten. Spricht etwas dagegen, hier mit n-Mosfets GND zu schalten?
Hallo, nein, aber besser wären smarte MOSFETs mit Kurzschluss- und Temperatur-Schutzschaltung. Ohne internen oder externen Schutz würde ich nichts schalten, was von draussen angeschlossen wird, und so ein intelligenter FET ist die einfachste Möglichkeit. Gruss Reinhard
Vielen Dank für den Hinweis! Mit solchen MOSFETs habe ich keine Erfahrung. Digikey führt das zumindest bei den FETs nicht als Feature auf. Hast du da einen Tip für genannte Spezifikation?
Sollen die nur geschaltet werden oder soll auch die Leistung per PWM gesteuert werden? Da hier wenigstes 3 verschiedene Spannungen (12 V, 24 V und Versorgung des Controllers) bei einer Leistung von mehreren 100 Watt (diverse Heizelemente, Pumpen, Hochleistungs-LEDs) in einer nicht garantiert optimalen Umgebung (Gewächshaus) von einem Einsteiger geschaltet werden sollen, würde ich den Controller galvanisch abtrennen. Dann hat man es für den Einstieg mit der sauberen Versorgung des Mikrocontrollers leichter und er hängt sich nicht so leicht durch hohe Lastwchsel oder andere Störungen auf. In dem Falle würde ich Relais (bevorzugt) verwenden oder Optokoppler zwischen Controller und FETs einbauen. Bei Motoren an die Freilausdioden denken, sonst gibt es unschöne Spannungsspitzen.
Reinhard meint solche Smart-Power-ICs wie z.B. den BTS555. Schau dich mal ein bisschen um, es gibt auch neuere und bessere.
Peter Teilt schrieb: > Hast du da einen Tip für genannte Spezifikation? Ich verwende z.B. den: http://de.farnell.com/infineon/bts432e2/transistor-profet-42v-11a-to220/dp/743343?Ntt=bts432 Gruss Reinhard
Carsten R. schrieb: > Bei Motoren an die Freilausdioden > denken, sonst gibt es unschöne Spannungsspitzen. und es schadet nicht´s wenn man die motoren mittels drosseln und keramikkondensatoren entstört. http://www.roboternetz.de/phpBB2/album_pic.php?pic_id=26
Reinhard Kern schrieb: > Ich verwende z.B. den: Sorry, Irrtum von mir, das ist HiSide. Verwenden kann man ihn natürlich schon, hat auch seine Vorteile - z.B. dass die externen Aktoren GND gemeinsam haben, selbst wenn sie verschiedene Spannungen brauchen. Gruss Reinhard
Also mal ganz von vorne. Die Steuerung soll mit 24V betrieben werden. Es werden daraus auch 12V erzeugt. Die Versorgung des Controllers wird auch aus den 24V erzeugt. Alles sitzt in einem Gehäuse, das in einem Gewächshaus installiert ist. Korrekt? Ich halte die Lösung mit einem Haufen low side Mosfets für praktikabel. Notwendige Randbedingungen sind unkaputtbare kurze Masseverbindungen im Gehäuse, Verwendung passender Transistoren mit >5facher Sicherheit (z.B. alle ca. 15-20A), passende Sicherungen, Schutzdioden. Das dürfte einfacher zu realisieren sein als mit smart switches, denke ich. Obwohl die natürlich cool sind.
Ein bei mir haeufig auftretendes Problem ist die gemeinsame Versorgungsspannung und Kurzschluesse. Dann brennt alles ab. Hintergrund: Mosfet schaltet z.B. die 24V durch. Auf der Lastseite ist ein Kurzschluss. Dann bricht die Versorgungsspannung zusammen. So lange, bis die V_GS so niedrig ist, die Spannung ueber V_DS sich anpasst. Der Mosfet arbeitet dann im Konstantstrombetrieb. Es faellt Leistung nach P = U * I ab, was rasch zur Vernichtungs fuehrt. Potentielle Loesung: Kurzsschlusserkennung, getrennte Versorgungsspannungen.
Und die Verorgungsspannung des Controllers muß auch in solchen Fällen noch stabil bleiben, damit dieser keinen Unsinn macht. Oder er es müssen andere Sicherheitsvorkehrungen greifen.
Vielen Dank für die sehr kompetenten und hilfreichen Ratschläge. Wäre ein BSP78 mit 3A zu klein dimensioniert? http://www.digikey.de/product-detail/de/BSP78/BSP78CT-ND/2231061 Das ist immerhin ein bezahlbarer smartswitch. Wäre eine Trennung per Optokoppler trotzdem ratsam oder kann ich die Dinger direkt an den uC hängen?
Ich würde auf jeden Fall die elektronischen Schalter so überdimensionieren, dass die zugehörige Sicherung schneller ist. Die spätere Verdrahtung wird wahrscheinlich nicht als Vorzeigeobjekt dienen können.
Peter Teilt schrieb: > Wäre ein BSP78 mit 3A zu klein dimensioniert? Würde gehen, aber bei den Motoren kann es leicht daneben gehen, da deren Stromaufnahme nicht so leicht vorhersagbar ist. Abgesehen von der Anlaufstromproblematik ergibt sich ihre Dauerstromaufnahme maßgeblich durch die mechanische Last. Man kann einen Motor überlasten. Dann zieht er mehr Strom und wird warm. Wenn nur ein kleines Lüfterrad dran ist, braucht der Motor deutlich weniger Strom. Nun ist die Frage wieviel die Pumpe nun wirklich zieht (Förderhöhe, Gegendruck, Konstruktion). Kann die Pumpe in eine Überlastsituation kommen? Zur Sicherheit wäre für die Pumpen ein deutlich größeres Kaliber anzusetzen. Peter Teilt schrieb: > Wäre eine Trennung per Optokoppler trotzdem ratsam oder kann ich die > Dinger direkt an den uC hängen? Das ist keine entweder oder Frage. Ja, Du kannst sie auch direkt anhängen. Achte dann aber auf eine saubere Spannungsversorgung des Mikrocontrollers. Das muß man zwar so oder so, aber ich meine hiermit, daß sie sich nicht durch die 24 und 12 Volt schienen mit starken Lastschwankungen beeinflussen lassen darf. Sie muß unabhängig sein. Bei den Fragen würde ich aber inzwischen dazu raten erst einmal Schritt für Schritt heranzugehen. Erst einmal nur Ports ein und ausschalten wie es geplant ist, mit kleinen Dioden um es sichtbar zu machen. Erst wenn alles läuft kommt die Anbindung der Motoren. Dazu gibt es hier eigene Artikel zu. Das Prinzip klingt zwar einfach, aber solche Lasten sind elektrischanspruchsvoll. Da sollte man wenigstens en bisschen eingelesen haben. Ein Motor verhält sich nicht wie ein Heizstab.
Wie soll er denn die saubere Stromversorgung des uCs sicherstellen wenn der am gleichen Netzteil hängt?
Beispielsweise indem er sie nicht ans gleiche Netzteil hängt. Ohne Optokoppler oder Relais muß er dann aber die Masse der Netzteile miteinander Verbinden. Oder man legt den Spannungszweig für den µC entsprechend aus. Schließlich wurde ja schon erwähnt daß man es mit mehreren Spannungen zu tun hat. Es erfordert aber etwas mehr know-how ein Übersprechen zwischen den Schienen auch für den Störfall, wie z.B. Kurzschluß einer oder mehrerer Schienen, ausreichend zu dämpfen, je nach Bauart der Stromversorgung
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