Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Raspberry per ATtiny einschalten - stimmt meine Rechnung?


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von Frank S. (hobbyist)


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In meinem aktuellen Projekt möchte ich eine Raspberry (5V, 650mA max.) 
mit einem ATtiny einschalten. Nachdem ich mir nun einige Beiträge 
durchgelesen habe, möchte ich wissen, ob folgende Annahme richtig ist:

Ich möchte die Plusleitung schalten. Daher nehme ich einen PNP327, da 
ich ihn rumliegen habe. Mein Schätzgerät sagt mir, hFE 278.

Laut dieser Beschreibung: 
http://www.mikrocontroller.net/articles/Basiswiderstand

müsste der Basiswiderstand dann folgendermaßen berechnet werden:

hFE / 3,3 = 84

Ib = 650mA / 84 = 7,7mA

3,8V / 7,7mA = 493 Ohm

Somit könnte man gemäß der Empfehlung abzurunden einen 470 Ohm 
Widerstand für die Basis nehmen. Stimmt das soweit?

von Jonathan S. (joni-st) Benutzerseite


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Der BC327 (ich vermute, den meinst du) hat bei 500mA eine Verstärkung 
von unter 30 bei einer Vce von 1V. D.h. der Transistor würde deutlich 
mehr Basisstrom benötigen. Außerdem kämen bei deinem Raspberry Pi dann 
nur noch 4V Spannung an, womit er nicht betrieben werden kann. Und noch 
dazu würde der BC327 durch Überhitzung sterben.

Du brauchst einen dickeren Transistor und solltest dir auch mal das 
Datenblatt dazu durchlesen.

: Bearbeitet durch User
von Timmo H. (masterfx)


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Nimm nen P-kanal mosfet und gut ist

von Frank S. (hobbyist)


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Ich habe leider nur den IRLZ34N. Einen P-Kanal Mosfet habe ich nicht. In 
meiner Kramkiste habe ich aber noch einen TIP2955, einen 2N6109 und 
einen BD140 gefunden. Würde es damit gehen?

Frank

edit: Welchen Feld-und-Wiesen P-Kanal Mosfet sollte man sich denn für 
solche Fälle in die Kramkiste legen?

: Bearbeitet durch User
von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Frank Saner schrieb:
> Welchen Feld-und-Wiesen P-Kanal Mosfet sollte man sich denn für
> solche Fälle in die Kramkiste legen?

Schau mal hier:
http://www.mikrocontroller.net/articles/MOSFET-%C3%9Cbersicht

Du solltest dir bei deinen o.a. 'bipolaren' Transistoren darüber im 
klaren sein, das Uce immer am Transistor verloren geht und in 
Verlustleistung (Wärme) umgewandelt wird. Deswegen must du bei 
gewünschten 5V Ausgangsspannung immer 5V+Uce an den Emitter des PNP 
legen, damit am Kollektor noch 5V rauskommen. Unter dieser Voraussetzung 
ist der TIP2955 ohne Kühlkörper vermutlich brauchbar, der BD140 nur mit 
Kühlkörper.

Aus diesem Grund ist ein P-Kanal MOSFet vorzuziehen, da schlägst du dich 
dann nur mit dem Kanalwiderstand rum (Rds ON). Dieser sollte möglichst 
niedrig sein. Zusätzlich brauchst du einen 'Logiklevel' Typen (Ugs < 
2V), damit er bei deinen max. 5V Ansteuerung auch wirklich voll 
durchschaltet.

: Bearbeitet durch User
von Frank S. (hobbyist)


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Vielen Dank für die ausführliche und verständliche Antwort! Ich würde 
mir gerne eine "Hand voll" P-Kanal MOSFets besorgen. Hierzu habe ich nun 
die Liste angeschaut. Aber wenn ich Deine Kriterien anlege, finde ich 
nur SMD Bauteile. Welcher "normal" bedrahtete P-Kanal Typ (z. B. TO-220) 
wäre denn für Anwendungen wie diese zu empfehlen? Ich denke, dass ich in 
Zukunft noch mehr solcher Fälle habe, in denen ich mit dem Ausgang eines 
ATtiny eine Last von 0,5 - 1,0A schalten werde.

Frank

von Jonathan S. (joni-st) Benutzerseite


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Der IRF4905 wäre vielleicht ein (relativ einfach erhältlicher) Kandidat. 
Ist zwar kein Logic-Level-FET, aber schaltet auch bei 5V bereits 
ausreichend durch. Einen Kühlkörper wird der FET nicht brauchen.

Ist es denn unbedingt notwendig, dass du den RPi auf der High Side 
schaltest? Low Side geht meistens viel einfacher.

: Bearbeitet durch User
von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Jonathan Strobl schrieb:
> Ist es denn unbedingt notwendig, dass du den RPi auf der High Side
> schaltest? Low Side geht meistens viel einfacher.

Ja, Vorsicht. Wenn der RPi auch noch irgendwoher andere Masse bekommt, 
können da spassige (und weniger spassige) Potentialunterschiede 
entstehen. Highside ist hier schon das richtige. Ein SmartSwitch ist 
hier wahrscheinlich aber zuviel, bin mir auch nicht sicher, ob die 
Dinger bei 5V richtig funktionieren.

von SMD (Gast)


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Frank Saner schrieb:
> Welcher "normal" bedrahtete P-Kanal Typ (z. B. TO-220)
> wäre denn für Anwendungen wie diese zu empfehlen?
Ein bedrahteter LogL P-FET wird schwierig. Der IRLML2244 wäre gut 
geeignet, kann man wen man will auch problemlos auf Lochraster löten.

von Frank S. (hobbyist)


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Der ganze Krempel liegt natürlich auf der selben Masse, aber zum Teil an 
verschieden hohen Spannungen. Das ist der Grund, weshalb ich die 
Plusleitung schalten möchte. So kann ich das alles sauber auseinander 
halten.

Der IRLML2244 steht gar nicht auf der Liste. Er ist mit Ugs +-12V 
angegeben. Matthias Sch. schreibt, Ugs sollte < 2V sein. Passt das denn 
zusammen?

Muss bei den LL PFet's eigentlich auch ein Widerstand dazwischen? In 
manchen Schaltungen ist einer vorhanden, in anderen nicht.

Frank

: Bearbeitet durch User
von Jonathan S. (joni-st) Benutzerseite


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Frank Saner schrieb:
> Der IRLML2244 steht gar nicht auf der Liste. Er ist mit Ugs +-12V
> angegeben. Matthias Sch. schreibt, Ugs sollte < 2V sein. Passt das denn
> zusammen?

Das, was dich interessiert, ist Ugs_th (also die Gatespannung, bei der 
der FET einschaltet). Die ist beim IRLML2244 1,1V. Ugs_max = +-12V ist 
die maximale Gatespannung. Bei Gatespannungen, die größer als Ugs_max 
sind, geht der FET kaputt.

Ein Widerstand ist bei nicht allzu häufig auftretenden Schaltvorgängen 
(also nicht gerade mehrere kHz) nicht unbedingt nötig, AVRs halten das 
aus. In dem Fall verschleift es eher die Schaltflanken und führt zu mehr 
Verlustleistung im FET, also lass den Gate-Widerstand in deiner 
Anwendung lieber weg.

: Bearbeitet durch User
von xy (Gast)


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Jonathan Strobl schrieb:
> Ein Widerstand ist ... nicht unbedingt nötig, AVRs halten das
> aus.

Klar. Ist auch so im DB nachzulesen unter max. current I/O Pin: "Die 
halten das aus".

von S. Landolt (Gast)


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Wäre ein Relais eine Alternative?

von Brater (Gast)


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Ein Relais hat oft einen höheren Einschaltstrom, wodurch trotzdem ein 
Transistor benötigt wird. Eventuell reicht dann aber ein solcher 
0815-Transistor aus der Restekiste.

von S. Landolt (Gast)


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Tja, weiß jetzt nicht: als Beispiel bei Reichelt DIP7212-L5V, da wird 
als Ri 500 Ohm angegeben. Sollte sich doch direkt ansteuern lassen, 
oder?

von Frank S. (hobbyist)


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Der MOSFet würde nicht getaktet. Der ist entweder an oder aus.

Die Idee mit den Relais ist sehr gut. Denn exakt von dem Typ habe ich 
noch zwei hier liegen. Nun ist die Frage, ob ich die direkt ansteuern 
kann oder einen Transistor benötige. Falls ja, welcher wäre sinnvoll und 
welchen Basiswiderstand sollte man dafür nehmen?

Frank

von S. Landolt (Gast)


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> exakt von dem Typ
Dann muss noch, im Gegensatz zum D-Typ, die antiparallele Diode 
hinzugefügt werden. Ansonsten aber direkt ansteuern.

von Frank S. (hobbyist)


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Das hört sich sehr gut an.

Antiparallel? Also Kathode in Richtung 5V, parallel zu der Spule?

von S. Landolt (Gast)


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Ich hätte wohl besser 'Freilaufdiode' geschrieben, siehe:
http://www.mikrocontroller.net/articles/Relais_mit_Logik_ansteuern

von m.n. (Gast)


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Frank Saner schrieb:
> Ich habe leider nur den IRLZ34N.

Kein Problem. Beitrag "EIN-AUS mit Taster per Interrupt, ATtiny25 o.ä."
Die Schaltung kann noch deutlich 'abgemagert' werden.

von Frank S. (hobbyist)


Angehängte Dateien:

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Leider finde ich keine Schaltungsbeispiele zum IRLML2244. Daher benötige 
ich mal ein bisschen Nachhilfe, da ich nicht wirklich weiter komme. Die 
IRLML2244 sind angekommen. Aber was muss ich nun wie anschließen?

Von oben betrachtet: An der Seite mit den zwei Pins der linke Pin (G - 
Pin1) kommt ohne Vorwiderstand an den µC-Ausgang. Wird dieser high, 
sollte der IRLML2244 durchschalten. Ich habe es so verstanden, dass die 
Pins 2 und 3 in die Plusleitung geschliffen werden.

Somit wird die zu schaltende Spannung an den rechten Pin (S Pin2) 
angeschlossen - an D kommt noch keine Spannung an. Sobald nun der µC auf 
High geht, schaltet S auf D (Pin3) durch und die Spannung kommt an.

Habe ich das so richtig verstanden wie es im Beispiel dargestellt ist?

: Bearbeitet durch User

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