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.
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.
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
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.
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.
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
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
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
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
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?
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. ;-)
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.
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.
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.
