Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik mit µC 24V/1,5A schalten


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von Maik (Gast)


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Hallo zusammen,

Vorab: Software stellt bei mir in der Regel kein Problem da. Elektronik 
leider schon. Daher bin ich über ausführliche Antworten und Schaltpläne 
sehr dankbar.

Zum Problem:
Ich möchte mit meinem µC über eine I/O-Pin ein Schaltimpuls von 24V(27W) 
auslösen. Die Impulszeit beträgt ca. 200µs(5kHz). Ob ein High- oder 
Low-Pegel den Impuls auslöst ist mir egal, daher kann die Schaltung auch 
invertierend sein. Ich denke mal ich brauch Transitoren oder FETs, nur 
deren Beschaltung sind leider nicht ganz so meine Welt. Das lesen im 
Forum hat mir einige Idee geliefert, jedoch sind die Ansätze in der 
Simulation mit LTspice wenig vielversprechend. Bei bedarf kann ich meine 
Versuche gerne reinstellen. Ich denke jedoch das es einfacher ist bei 
null anzufangen in der Hoffung das ich es verstehe.

Über eure Unterstützung würde ich mich sehr freuen

Lg Maik

: Verschoben durch Admin
von Route_66 H. (route_66)


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Monoflop mit Treiber?

von Maik (Gast)


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Danke für die schnell Antwort.

Funktioniert das mit dem Monoflop auch wenn ich die Impulszeit variable 
halten will? So das ich die Impulslänge über die länge des TTL-High 
vorgebe?

von Route_66 H. (route_66)


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Maik schrieb:
> Die Impulszeit beträgt ca. 200µs(5kHz). Ob ein High- oder
> Low-Pegel den Impuls auslöst ist mir egal,

Maik schrieb:
> wenn ich die Impulszeit variable
> halten will? So das ich die Impulslänge über die länge des TTL-High
> vorgebe?

Ich würde Dir ja irgend etwas antworten, wenn aus Deinem Kauderwelsch 
ein Sinn erkennbar wäre.

von Bronco (Gast)


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Was wäre mit einem IRF710 als LowSide?

von Udo S. (urschmitt)


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Maik schrieb:
> Funktioniert das mit dem Monoflop auch wenn ich die Impulszeit variable
> halten will? So das ich die Impulslänge über die länge des TTL-High
> vorgebe?

Und warum lässt du nicht deinen µC den Impuls generieren (Sowohl 
Zeitpunkt als auch Dauer) und steuerst mit deinem IO Pin einfach einen 
N-Kanal MOSFET an um damit Low Side deine Last zu schalten?

von Johannes F. (emitterfolger)


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Bronco schrieb:
> Was wäre mit einem IRF710 als LowSide?

Sehr ungünstig (
 viel zu hoch).
Passen würde z. B. IRLZ34 (logic level).
Bei 5 kHz sollte man angesichts der Gate-Source-Kapazität aber auch eine 
Treiberstufe in Betracht ziehen.

: Bearbeitet durch User
von Bronco (Gast)


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Johannes F. schrieb:
> Passen würde z. B. IRLZ34 (logic level).
Cool, kannte ich gar nicht.

Maik:
Mit welcher Spannung läuft Dein µC?

von Eric B. (beric)


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Maik schrieb:
> Zum Problem:
> Ich möchte mit meinem µC über eine I/O-Pin ein Schaltimpuls von 24V(27W)
> auslösen.
Das ist kein Problem, das ist eine Lösung (oder ein Ansatz dazu).
Was soll geschaltet werden?

> Die Impulszeit beträgt ca. 200µs(5kHz).

Möchtest jede 200us einen Puls auslösen oder nur einmal ein Puls mit 
etwas 200us Länge?

> Ich denke jedoch das es einfacher ist bei
> null anzufangen in der Hoffung das ich es verstehe.

Dann fang mal bei 0 an und erzähl was genau dein Vorhaben ist.

von Piet (Gast)


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Salve,

BSP452...2 Stück parallel...z.B....

Grüße
Piet

von Maik (Gast)


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Also dann noch mal von vorne.

Der µC soll mir an einem I/O-PIN einen Eventgetriggerten Puls geben. Die 
Kürzeste Pulszeit ist ca. 200µs, kann aber je nach Event auch größer 
werden. Zurechnen ist mit ca. 10 Pulsen pro Sekunde. Am I/O-Pin kann ich 
3,3V oder 5V TTL anlegen.

Schalten möchte ich ein Druckluftventil welches 24V(27W)zum arbeiten 
braucht und durch Spannung an/aus gesteuert wird.

Bronco schrieb:
> Mit welcher Spannung läuft Dein µC?

Aktuel mit 5V USB, aber ich kann mir von den 24V mehr 
holen(Spannungsteiler bekomme ich noch hin)

Udo Schmitt schrieb:
> Und warum lässt du nicht deinen µC den Impuls generieren (Sowohl
> Zeitpunkt als auch Dauer) und steuerst mit deinem IO Pin einfach einen
> N-Kanal MOSFET an um damit Low Side deine Last zu schalten?

Würde ich ja tun aber ich bin zu doof die Beschaltung hinzubekommen.
Wie gesagt Elektronik ist normalerweise nicht meine Welt.

von Bronco (Gast)


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Warum ich wegen der Versorgungsspannung frag:
Wenn Du einen MOSFET nimmst (wie den IRLZ34), mußt Du die Gate Threshold 
Voltage aufbringen, um den MOSFET durchzuschalten. Diese ist abhängig 
von dem Drain-Source-Strom. Beim IRLZ34 und 1,5A liegt sie bei ca. 2,75V 
(siehe Figure 3 im Datenblatt). Sollte also kein Problem sein, wenn Du 
mit 3,3V arbeitest.

Du könntest folgendes probieren:
1. 24V  =>  Ventil  =>  IRLZ34.Drain
2. IRLZ34.Drain  =>  Freilaufdiode (----|<----)   =>  IRLZ.Source
2. IRLZ.Source auf Masse
3. Portpin  =>  1k  =>  IRLZ34.Gate

Der 1k-Widerstand ist einfach mal eine Hausnummer.
Ob der IRLZ34 schnell genug schaltet, mußt Du mit dem Oszi prüfen.
Ob Du die Freilaufdiode brauchst oder die Body-Diode vom IRLZ34 
ausreicht, kann ich nicht sagen, sie schadet aber nichts.

von ArnoR (Gast)


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Maik schrieb:
> Schalten möchte ich ein Druckluftventil welches 24V(27W)zum arbeiten
> braucht und durch Spannung an/aus gesteuert wird.

Ist das Ventil potentialfrei oder festgelegt (ein Bein an Masse oder 
eins an +24V oder beide "frei")? Davon hängt die Schaltung ab. Low-Side 
schalten kannst nicht, wenn ein Anschluss an Masse liegt. Dann nimmst du 
diese Schaltung, die auch bei 24V funktioniert:

Beitrag "Re: IR2117 Schaltungsfrage"

Bronco schrieb:
> Beim IRLZ34 und 1,5A liegt sie bei ca. 2,75V
> (siehe Figure 3 im Datenblatt). Sollte also kein Problem sein, wenn Du
> mit 3,3V arbeitest.

Jaja, die typischen Werte ... Und übersehen hast du, dass Uds dabei 25V 
ist, also nix mit eingeschaltetem Transistor.

Bronco schrieb:
> Der 1k-Widerstand ist einfach mal eine Hausnummer.

Genau, mann macht die Schalterei so langsam wie möglich.

Bronco schrieb:
> Ob Du die Freilaufdiode brauchst oder die Body-Diode vom IRLZ34
> ausreicht, kann ich nicht sagen,

Dann sag lieber nichts.

> sie schadet aber nichts.

Im Gegenteil, die ist notwendig, die Body-Diode kann nicht als 
Freilaufdiode arbeiten.

von Maik (Gast)


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Bronco schrieb:
> Du könntest folgendes probieren:
> 1. 24V  =>  Ventil  =>  IRLZ34.Drain
> 2. IRLZ34.Drain  =>  Freilaufdiode (----|<----)   =>  IRLZ.Source
> 2. IRLZ.Source auf Masse
> 3. Portpin  =>  1k  =>  IRLZ34.Gate


Ok das wäre ja die Schaltung. R6 stellt mal ganz einfach mein Ventil 
dar. In der Simulation habe ich aber nur eine Strom von 110µA anstelle 
der erwarteten 1,5A. Wo ist mein Fehler.

ArnoR schrieb:
> Ist das Ventil potentialfrei oder festgelegt (ein Bein an Masse oder
> eins an +24V oder beide "frei")? Davon hängt die Schaltung ab. Low-Side
> schalten kannst nicht, wenn ein Anschluss an Masse liegt. Dann nimmst du
> diese Schaltung, die auch bei 24V funktioniert:
>
> Beitrag "Re: IR2117 Schaltungsfrage"

Noch habe ich beide Beine frei. Ich gucke mir das nacher mal an.

von ArnoR (Gast)


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Maik schrieb:
> Ok das wäre ja die Schaltung. R6 stellt mal ganz einfach mein Ventil
> dar.

D2 ist sinnlos, weil schon im Mosfet enthalten, du brauchst eine Diode 
parallel zu R6.

> In der Simulation habe ich aber nur eine Strom von 110µA anstelle
> der erwarteten 1,5A. Wo ist mein Fehler.

Der Fehler ist das Mosfet-Modell. Du hast einen Standard-Mosfet (für 10V 
Ugs) genommen, der IRLZ34 ist ein LowLevel-Mosfet.

von Johannes F. (emitterfolger)


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Es steht alles in dem Artikel Relais mit Logik ansteuern.
Schaltbild: 
https://www.mikrocontroller.net/articles/Relais_mit_Logik_ansteuern#Schaltstufe_f.C3.BCr_kleine_Lasten

Q1: IRLZ34(N)
K1: Magnetventil
D1: z. B. SB350, MBR350, MBR745 (bei nur wenigen Impulsen je Sek. auch 
1N5401, BY251)
R1: ca. 10kΩ, 1/4W Kohleschicht

Das Magnetventil verhält sich als induktive Last wie ein Relais, deshalb 
passt diese Schaltung hier ebenfalls.

Bronco schrieb:
> 2. IRLZ34.Drain  =>  Freilaufdiode (----|<----)   =>  IRLZ.Source

Dann müsste es aber eine passend dimensionierte Z-Diode sein. Einfacher 
ist die oben gezeigte Variante mit Freilaufdiode.
Siehe 
https://www.mikrocontroller.net/articles/Relais_mit_Logik_ansteuern#Freilaufdiode

Bronco schrieb:
> 3. Portpin  =>  1k  =>  IRLZ34.Gate

Und der Widerstand soll welchen Zweck haben?

: Bearbeitet durch User
von Maik (Gast)


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ArnoR schrieb:
> Dann nimmst du
> diese Schaltung, die auch bei 24V funktioniert:
>
> Beitrag "Re: IR2117 Schaltungsfrage"

Ich habe mir das jetzt angesehen. Finde ich im Moment am besten. Hat vor 
allem dem Vorteil ich kann die Masse des Ventils auf die Systemmasse 
legen.

ArnoR schrieb:
> Der Fehler ist das Mosfet-Modell.

Ja das war in allen meine Versuchen das größte Problem. Ich habe jetzt 
die Stelle zum ändern gefunden. :)

Johannes F. schrieb:
> Das Magnetventil verhält sich als induktive Last wie ein Relais, deshalb
> passt diese Schaltung hier ebenfalls.

Kann ich nicht einfach eine Spule als Ersatzschalbild nehmen? ich habe 
kein Relais als Baustein zum Simulieren :(

Ich habe meine aktuelle Schaltung mal angehangen. Simulation spielt, 
fehlt nur noch die Praxis.

von ArnoR (Gast)


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Maik schrieb:
> Ich habe mir das jetzt angesehen. Finde ich im Moment am besten. Hat vor
> allem dem Vorteil ich kann die Masse des Ventils auf die Systemmasse
> legen.

> Ich habe meine aktuelle Schaltung mal angehangen. Simulation spielt,
> fehlt nur noch die Praxis.

Der IRF9640 ist Faktor ~8 zu groß und daher zu langsam, für dich reicht 
ein IRF9520 oder IRF9Z24N.

Maik schrieb:
> Kann ich nicht einfach eine Spule als Ersatzschalbild nehmen?

Bitte Spule mit Wicklungswiderstand.

von Johannes F. (emitterfolger)


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Maik schrieb:
> Hat vor allem dem Vorteil ich kann die Masse des Ventils auf die
> Systemmasse legen.

Ein Magnetventil hat keine "Masse", sondern eine Spule mit zwei 
Anschlüssen.
Wo ist also der Vorteil einer High-Side-Schaltung, wenn du, wie du 
schreibst, beide Anschlüsse frei beschalten kannst?

Ein Nachteil ist jedenfalls der höhere Aufwand.

Maik schrieb:
> Ich habe meine aktuelle Schaltung mal angehangen.

- Der IRF9640 verheizt bei 1,5A etwa 1 Watt.
- Freilaufdiode fehlt.

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