Hallo, ich habe ein etwas eigenwilliges Problem und hoffe auf einen kleinen Wink von euch: Ich baue gerade einen kleinen Lotpastendispenser aus einer etwas älteren und umständlich zu bedienenden Dispensereinheit. Dabei greife ich auf den Druckregler, Vakuuminjektor und das Magnetventil zurück. Die Steuerschaltung funktioniert soweit, aber das Magnetventil verhält sich eigen. Ich habe das Ventil so wie hier angesteuert: http://www.mikrocontroller.net/articles/Datei:Relais_npn.png Das Ventil wird mit 24V angesteuert und weist ca. 200Ohm Durchgangswiderstand auf. Es ist mit 3,4W spezifiziert. Geschaltet wird derzeit mit einem BS 170 durch einen Atmega. Das Öffnen des Ventils funktioniert einwandfrei. Sperre ich aber den Schalttransistor, so benötigt das Ventil 3-4 Sekunden, bis es wieder schließt. Schließe ich das Ventil kurz, so schließt es schlagartig. Mit dem Oszi gemessen, zeigt sich beim normalen Abschlaten ein exponentielles Ansteigen der Spannung am Drain des Mosfets. Direkt an einer 24V-Spannungsversorgung angeschlossen öffnet und schließt das Ventil wie es soll... Vermutlich stehe ich gerade auf dem Schlauch Ich würde über einen Tipp sehr freuen... Mit Gruß Mike
Probier mal einen kleineren R am Gate. Hast Du am Controller evtl. einen open-Emitter Ausgang oder so was? Weiss ja nicht, welchen Du verwendest. Gruss Chregu
Mike schrieb: > Ich würde über einen Tipp sehr freuen... einen mosfet mit möglichst kleiner gate kapazität verwenden. gate ableitwiderstand auf den kleinsten möglichen wert verringern. eventuell nen mosfet treiber einsetzen.
Das liegt an der Freilaufdiode! Gugst Du hier: http://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Schutzdiode&redirect=no
Teo Derix schrieb: > Das liegt an der Freilaufdiode! Das die Abschaltzeit mit Freilaufdiode länger wird ist klar. Aber doch keine 4 Sekunden!
Schalte eine Zenerdiode in Serie mit der Diode, so dass du etwas unter VDSmax bleibst. Dann schaltet das Ventil schneller ab.
Wenn du das nicht mit nem Fet hin bekommst, dann nimm doch ein Relais. Das ist doch ausreichend schnell für diese Anwendung. Weiterer Vorteil, du "hörst" auch immer, ob deine Schaltung arbeitet, wenn mal was nicht funktioniert. Wenn du das tatsächlich wie hier (http://www.mikrocontroller.net/articles/Datei:Relais_npn.png) beschaltet hast, dann nimm doch mal 15k.
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Mike schrieb: > Schließe ich das Ventil kurz, so schließt es schlagartig Und warum machst du das dann nicht, z.B. mit einem FET? Reinhard ## schrieb: > Das die Abschaltzeit mit Freilaufdiode länger wird ist klar. Dagegen hilft ein Widerstand in Serie zur Dioden. Der Strom ist doch bekannt.
Fritz Ganter schrieb: > Schalte eine Zenerdiode in Serie mit der Diode, so dass du etwas unter > VDSmax bleibst. Dann schaltet das Ventil schneller ab. Ja, genau so muss man es machen. Wichtig ist, die Stromrichtung beachten: der Strom nach dem Ausschalten muss in Sperrichtung durch die Z-Diode. Der Grund ist folgender: In der Spule ist ein Strom, der abgebaut werden muss. Die ist quasi aufgeladen. Das ist wie die Spannung an einem Kondensator - mit mehr Strom wird er schneller leer. Die Spule wird mit mehr Spannung schneller leer. Mit einer Spannung, die genau der Betriebsspannung entspricht, dauert das Ausschalten genauso lange wie beim Einschalten, wenn man 0,7V hat - die Diode eben - rund 30mal so lange (wenn an die Spannung an der Diode als konstant annimmt - was ungefähr stimmt). Den Widerstand vernachlässigt man dabei natürlich, der verlangsamt das Ganze - aber bein Ein-und Ausschalten etwa gleich (je nach der Schaltschwelle des Ventils). Aber hat die Z-Diode mit z.B. 24V, geht das Ausschalten so schnell wie das Einschalten. Vorschlag: eine BZV55C24. Alternativ: SM6T33CA, da spart man die Diode.
Wie schaltest du denn den Ausgang nun genau ab? Geht denn der Ausgang aktiv nach 0V? Oder wird der nur hochohmig? 4Sekunden hören sich verdamt nacht hochohmig an, da wird die Gatekapazität nur durch den 100K-Widerstand entladen was solang dauern kann. Wenn du denn 100K verkleinerst auf 50K und die Zeit nun auf 2 Sekunden abfällt hast du gleich die Bestätigung.
GeGe schrieb: > 4Sekunden hören sich verdamt nacht hochohmig an, da wird die > Gatekapazität nur durch den 100K-Widerstand entladen was solang dauern > kann. Wie willst du mit der Gatekapazität eines BS170 bei 100kΩ Entladewiderstand auf eine Zeitkonstante von 4s kommen? Das rechne mal vor. Da liegst du grob einen Faktor 1000000 daneben. Da ist irgendetwas oberfaul und ist wird Zeit für einen Schaltplan, der die tatsächliche Beschaltung richtig darstellt.
WehOhWeh schrieb: > Das ist wie die Spannung an einem Kondensator - mit mehr Strom wird er > schneller leer. Die Spule wird mit mehr Spannung schneller leer. Was für ein Bullshitt.
Reinhard ## schrieb: > Was für ein Bullshitt. Diese, deine Sichtweise der Dinge solltest du vielleicht durch ein paar Fakten untermauern. Auch wenn das schwierig, kannst du das gerne mal versuchen. Wo ein Magnet die Energie speichert und wie die bei einem Elektromagnet mit dem fließenden Strom zusammenhängt ist dir hoffentlich klar.
Thomas W. schrieb: > Da ist irgendetwas oberfaul und ist wird Zeit für einen Schaltplan, der > die tatsächliche Beschaltung richtig darstellt. Das ist bis jetzt der best Vorschlag. Und siehe da, der bis jetzt richtigste Vorschlag kommt auch von dir, Thomas. :-) So machen wir das bei älteren Fahrzeugen mit den Schützen, um möglichst schnell abzuschalten und so den Kontaktabbrand zu verringern. Thomas W. schrieb: > Dagegen hilft ein Widerstand in Serie zur Dioden. Der Strom ist doch > bekannt.
P.Isa schrieb: >> Was für ein Bullshitt. > > Diese, deine Sichtweise der Dinge solltest du vielleicht durch ein paar > Fakten untermauern. Dito. > Auch wenn das schwierig, kannst du das gerne mal versuchen. Wo ein > Magnet die Energie speichert und wie die bei einem Elektromagnet mit dem > fließenden Strom zusammenhängt ist dir hoffentlich klar. Dann zeig doch mal ein Beispiel, wo ein Magnet 4 Sekunden lang Energie speichert.
Harald Wilhelms schrieb: > Dann zeig doch mal ein Beispiel, wo ein Magnet 4 Sekunden lang > Energie speichert. Es ging um den Vergleich zwischen Entladung eines Kondensators und Entladung einer Spule. Um auf 4s zu kommen, wirst du wohl eine supraleitende Spule verwenden müssen.
P.Isa schrieb: > Es ging um den Vergleich zwischen Entladung eines Kondensators und > Entladung einer Spule. Um auf 4s zu kommen, wirst du wohl eine > supraleitende Spule verwenden müssen. Ja, und deswegen kann das Problem des TE nicht an der Freilauf- diode liegen.
Harald Wilhelms schrieb: > Ja, und deswegen kann das Problem des TE nicht an der Freilauf- > diode liegen. Ganz genau! Vermutlich so ein Steckbrettaufbau, wo der Pulldown keinen richtigen Kontakt hat oder sonst was ganz banales. Ich bin mal völlig bekloppt geworden, weil ein Controller nicht anlaufen wollte. Fehler war eigentlich schnell gefunden. Der Quarz kam nicht ins schwingen. Quarz ausgetauscht. Neuer schwingte auch nicht. Irgendwann viel mir dann auf (am nächsten Tag), dass ich da 100nF an den Quarz gebaut hatte. Manchmal sieht man den Wald vor Bäumen nicht.
Harald Wilhelms schrieb: > P.Isa schrieb: > >> Es ging um den Vergleich zwischen Entladung eines Kondensators und >> Entladung einer Spule. Um auf 4s zu kommen, wirst du wohl eine >> supraleitende Spule verwenden müssen. > > Ja, und deswegen kann das Problem des TE nicht an der Freilauf- > diode liegen. Stimmt ja. Die 4s habe ich natürlich überlesen :-( Das klingt schon etwas unplausibel, das der gespeicherten Energie in der Spule zuzuschieben. mehrere H wird die Spule des Magnetventils ja nicht haben. Der Grundsätzliche Vergleich zwischen Spule und Kondensator ist aber schon richtig, glaube ich.
Mike schrieb: > Mit dem Oszi gemessen, zeigt sich beim normalen Abschlaten ein > exponentielles Ansteigen der Spannung am Drain des Mosfets. Und bei deinem unnormalen 4-Sekunden Abschalten ? Wenn man schon eine Oszi hat, sollte man Strom und Spannung doch auf die Schliche kommen können. Elektrisch schaltet man schnell ab, in dem die Freilaufspannung hoch gewählt wird, sagen wir 24V bei 24V Betriebsspannung:
1 | +24V |
2 | | ZD24 |
3 | +--|>|--+ |
4 | | ´ | |
5 | Spule | |
6 | | | |
7 | +--|>|--+ |
8 | | 1N4448 |
9 | | |
10 | --|I BS170 |
11 | |S |
12 | Masse |
Aber bei dir habe ich den Eindruck, als ob das Ventil mit Druckunterstützung arbeitet und deswegen mechanisch länger öffnet bis sich der Gegendruck abgebaut hat. Es sei denn, du hast noch einen dicken Elko an der falschen Stelle eingebaut von dem du uns nichts sagst.
MaWin schrieb: > Es sei denn, du hast noch einen dicken Elko an der falschen Stelle > eingebaut von dem du uns nichts sagst. Oder schon der BS170 wird nicht korrekt angesteuert... wendelsberg
wendelsberg schrieb: > Oder schon der BS170 wird nicht korrekt angesteuert... Das ist m.E. der am meisten wahrscheinliche Fehler.
Harald Wilhelms schrieb: > Das ist m.E. der am meisten wahrscheinliche Fehler. Genau. Es ist kein Widerstand von Gate nach GND drin und der treibende Ausgang wird nicht auf LOW geschaltet, sondern auf Eingang und ist damit hochohmig.
Mike schrieb: > Ich habe das Ventil so wie hier angesteuert: > http://www.mikrocontroller.net/articles/Datei:Relais_npn.png Die verlinkte Abbildung enthält zwei Schaltungen. Welche davon hast du verwendet?
Merkt ihr eigentlich gar nicht, dass Mike sich nach seinem Eingangspost nicht wieder gemeldet hat? Er hat mittlerweile wohl festgestellt, dass er den Widerstand vergessen hat.
Das war heut früh um halb Fünf! Lass ihm noch a bisserl zeit zum auspennen :)
Spontan hätte ich auch die Zenerdiode vorgeschlagen, um die Energie in der Spule schneller abzubauen, aber das passt nicht dazu: Mike schrieb: > Schließe ich das Ventil kurz, so schließt es schlagartig. Es muß an der Ansteuerung liegen, die den Transistor nicht schnell genug sperrt. (Oder ist da noch ein dicker Elko im Ventilgehäuse? :-)) Mit freundlichen Grüßen - Martin
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Schaltung1.png
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Mike lebt noch :) vielen Dank für die vielen Antworten. Ich werde mal sehen, dass ich etwas spezifischer werde: 1. Kein Steckbrettaufbau, sondern Aufbau auf FR4 Leiterplattenmaterial. Kontaktierungen wurden auf Kontakt gemessen. 2. Der Aufbau entspricht dem angegebenen Aufbau mit Mosfet (siehe Abbildung und Text) 3. Die Ansteuerung des Gates erfolg durch einen Atmega328, dessen Portpin aktiv gesetzt wird. Es ist also keine OC-Ansteuerung sondern durch PP-Stufe. Das Potential am Gate schaltet schnell und sauber zwischen GND und 3,3V. Die Entladungszeit hat also keinen Einfluss. 4. Verbunden ist das Gate über einen kleinen Schutzwiderstand von 56 Ohm mit einem Pin des Atmegas 5. Der Versuch, einen Parallelwiderstand zwischen Gate und Source zur Entladung zu verwenden, brachte keinerlei Verbesserung. S.o. Ja, ich überlegte auch gerade, ob die 3,3V Versorgungsspannung der Grund sein könnte, aber der BS170 ist hierfür spezifiziert. Ausserdem geht es um das Abschalten, nicht um das Anschalten, was einwandfrei funktioniert. Der Mosfet ist offenbar aus dem ohmschen Bereich hinreichend raus, wird nicht warm o.ä. 6. Das mit dem Kurzschließen der Spule war ja eine der Ausgangsfragestellungen. Eben, ob nicht besser eine Halbbrücke verwendet werden sollte. Da würde die High-Side die Spule kurzschließen. Eigentlich sollte das aber nicht notwendig sein. Lasst euch leben!! Mit Gruß Mike
@Teo Derix Teo Derix schrieb: > Lass ihm noch a bisserl zeit zum auspennen :) vielen Dank :) Habe eine böse Erkältung... Zum Kondensator: Ich habe nach diesem etwas älteren Ventiltyp gesucht und ihn mit Boardmitteln gemessen. Die Durchgangsprüfung war symmetrisch, also kann eine Diode ausgeschlossen werden. Und es zeigt sich beim Einschlaten keine Ladekurve beim Einschalten. Ich denke, es ist einfach eine Spule. Gruß Mike
Jetzt wird der Hund in der Pfanne verrückt... ich habe den Aufbau seit gestern nicht mehr angefasst. 3 Transistortypen und zwei Mosfets probiert. Verschiedene Freilaufdioden getestet, unterschiedliche Widerstandswerte an das Gate gelötet, um das Gate zu entladen. Das Verhalten an Drain und Source mit dem Oszi gemessen. Stets das gleiche Verhalten. Gate wird sauber geschaltet, Spannung an Drain steigt exponentiell von ca. GND auf 24V... dann machts Klick. Und nun messe ich das Gate mit dem Oszi und das Ventil schließt! Keine Ahung wie viele Stunden ich gestern davor verbracht habe... Ich schaue mir das Ganze noch einmal kritisch an... melde mich dann. Gruß Mike
Kein Pulldown dran. http://www.mikrocontroller.net/wikifiles/4/4f/Relais_npn.png ... und falsches Schaltzeichen. http://www.onsemi.com/pub_link/Collateral/BS170-D.PDF
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Ich glaube, ich bin dem Übel auf der Spur... und ihr hattet Recht. Es muss am Gate des Steuertransistors gelegen haben UND daran, dass ich dem Atmega mehr zugetraut habe als er kann. Er besitzt, im Gegensatz zum STM32, keine Push-Pulls-Ausgänge. Sondern es handelt sich um High-Side-Switches... Der Atmega kann somit die Gateladung nicht entgegen nehmen. Aber komisch, dass es gestern trotz verschiedener Widerstände zwischen Gate und Source nichts geändert hat. Und auch, dass das Messen am Gate gestern keine Verkürzung der Schaltzeit brachte. Denn die Gatespannung änderte sich sauber. Bleibe dran. Gruß Mike
Ist der vielleicht schon geschossen? Die Diode ist ja auch nicht unbedingt die dickste die du einbauen kannst. Guck mal, ob die hin ist!
Nein, Atmegas haben im Normalfall schon PP-Ausgangsstufen. Vielleicht ist er defekt, mit deinen 56 Ohm überlastet du ihn auch etwas, wobei das eigentlich nicht zur Zerstörung führen sollte.
Bei mir ist das ja auch noch nicht so lange her und als ich dann mit Fets anfing, hatte ich die gleichen Probleme. Mal schaltete er, mal nicht ab oder nicht sauber ab. Da gehört einfach ein Widerstand dran.
Mike schrieb: > Er besitzt, im Gegensatz zum > STM32, keine Push-Pulls-Ausgänge. Sondern es handelt sich um > High-Side-Switches... Der Atmega kann somit die Gateladung nicht > entgegen nehmen. Der Atmega hat schon push-pull-Ausgänge. Aber wenn man den Pin als Eingang konfiguriert hat (DDRx), passiert genau das: Setzt man den Ausgang auf High (PORTx=), schaltet man den internen Pullup (~30k) ein, mit "Low" floatet der Pin wieder, wie es sich für einen Eingang gehört.
Mike schrieb: > dass ich > dem Atmega mehr zugetraut habe als er kann. Er besitzt, im Gegensatz zum > STM32, keine Push-Pulls-Ausgänge. Sondern es handelt sich um > High-Side-Switches... Der Atmega kann somit die Gateladung nicht > entgegen nehmen. Das ist nicht richtig, der ATmega hat Push-Pull-Ausgänge. Vielleicht ist der Hund ja in der Software begraben, wenn man den Ausgang, fälschlicherweise / aus Versehen, über das DDRx (x = A, B, C, oder D) Register steuert bekommt man so ein Verhalten, weil man zwischen Ein- und Ausgang umschaltet. Gesteurt wird ein Ausgang über das PORTx Register. Mit freundlichem Gruß - Martin
Warum jetzt so kompliziert? Einfach mal ein Widerstand nach Masse und dann wird er ja sehen, ob es das war.
Mike schrieb: > UND daran, dass ich > dem Atmega mehr zugetraut habe als er kann. Er besitzt, im Gegensatz zum > STM32, keine Push-Pulls-Ausgänge. Sondern es handelt sich um > High-Side-Switches... Ein ATmega, der nur einen High-Side Switch hat, ist mir noch nie unter gekommen. Hast du da eine Sonderanfertigung?
Vermutlich hat er einfach vergessen, den Pin als Ausgang zu konfigurieren.
Thomas, ist doch irrelevant. Mike weiß das sicher noch nicht, aber ich bin sicher, dass er bald das Datenblatt mal lesen wird. Sein Problem ist der fehlende Widerstand. Wir brauchen doch jetzt keine Haare spalten. @Mike Schau mal ins Datenblatt, steht ziemlich zu Anfang drin und (!) löte endlich den scheiß Widerstand da dran und berichte uns, dass es jetzt klappt. ;-)
Da hast du auch noch mal was zu lesen über die Ein- und Ausgänge und Pulldown. Ist zwar jetzt nicht auf den Fet bezogen, aber dürfte dir etwas mehr Klarheit über die Ein- und Ausgänge verschaffen. http://www.mikrocontroller.net/articles/AVR-Tutorial:_IO-Grundlagen#Pullup-Widerstand
F. Fo schrieb: > Sein Problem ist der fehlende Widerstand. > Wir brauchen doch jetzt keine Haare spalten. Der Widerstand würde nur sein Problem verdecken, der Pulldown wird nur gebraucht, falls der uC aus oder kaputt ist.
Angehängte Dateien:
-
Port_Pin_Config.JPG
62 KB
Mike schrieb: > Sondern es handelt sich um > High-Side-Switches... Der Atmega kann > somit die Gateladung nicht > entgegen nehmen. Doch kann er. Siehe Anhang aus dem Datenblatt. WehOhWeh schrieb: > Der Grundsätzliche Vergleich zwischen > Spule und Kondensator ist aber > schon richtig, glaube ich. Mein Standardspruch: "Elektrotechnik ist keine Glaubensfrage."
Samuel C. schrieb: > Vermutlich hat er einfach vergessen, den Pin als Ausgang zu > konfigurieren. Das kann er ja einfach testen, indem er den Fet mal "von Hand" schaltet.
Angehängte Dateien:
-
PortPinConfig.png
47 KB
Reinhard ## schrieb: > Port_Pin_Config.JPG Das mit dem passenden Bildformat für SW-Texte üben wir noch mal. Die JPG-Kompression ist für Photos optimiert und tut sich mit harten Linien/Kanten ausgesprochen schwer. Und entsprechend verhunzt sieht das hinterher dann auch aus.
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