Hallo, mein Ziel: 2 Leds (12V/10W) als ACL (Antikollisionslicht) für meinen großen Segler über eine vorhandene Attinyschaltung zum blitzen zu bekommen. Aus der Platine bekomme ich 4 x 5V für 5mm LEDs und 4 x 5V für 3 Watt Emitter. Platine läuft super (Blitz-/Blinksequenzen frei parametrierbar. Mein Problem: Wie bekomme ich die 12V LEDs mittels Mosfet (IRF 9510 habe ich noch) an die Schaltung gehängt? Direkt an die 4 Ausgänge vom Mikrokontroller wäre mir lieber. Dann könnte ich die Platine kleiner gestalten. Ist aber kein Muss. Grüße HD
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@ Hans-Dieter Niehaus (Firma: Niehaus) (hdn) >mein Ziel: 2 Leds (12V/10W) als ACL (Antikollisionslicht) für meinen >Mein Problem: Wie bekomme ich die 12V LEDs mittels Mosfet (IRF 9510 habe >ich noch) Das ist ein 100V/3A P-Kanal MOSFET. Damit kann man nur bedingt was anfangen. >an die Schaltung gehängt? Wie wäre es mit einem Schaltplan? > Direkt an die 4 Ausgänge vom >Mikrokontroller wäre mir lieber. Geht nicht, du brauchst Verstärker. Nimm Logic Level MOSFETs ala IRLZ34N, die schalten mit 5V sauber.
Falk B. schrieb: > Das ist ein 100V/3A P-Kanal MOSFET. Damit kann man nur bedingt was > anfangen. 1 Mosfet je LED müsste doch gehen? Falk B. schrieb: >>an die Schaltung gehängt? Ja. direkt an die Mikrocontrollerausgänge oder hinter die bereits verbauten Mosfets.
Hans-Dieter N. schrieb: > 1 Mosfet je LED müsste doch gehen? Das sollte klappen, allerdings ist der IRF9510 ein P-Kanal, wie o.a. Den kann man nicht so ohne weiteres direkt an den Tiny randocken, weil er als Highside Schalter an 12V immer durchgeschaltet würde ohne zusätzliche Pegelwandlung und als Lowside falschrum gepolt wäre. Also besser den Klassiker: Lowside Schalter und IRLZ34/44 o.ä., wie oben schon erwähnt. Jede Schaltung mit MOSFet wird deutlicher, wenn man sich klarmacht, das der MOSFet nichts von Masse und Plus weiss, sondern nur das, was an Gate und Source anliegt. Ein P-Kanal steuert also durch, wenn das Gate negativer als die Source wird, und ein N-Kanal leitet dann, wenns Gate positiver als die Source wird. Will man also 12V LED mit Highside P-Kanal schalten, muss eine Pegelanpassung von den 5V des MC zu den 12V des Gates stattfinden.
Aha, das hatte ich mir einfacher vorgestellt. Also schalten die auf der Platine bereits verbauten Mosfets dann durch, wenn der MC den Pegel am Ausgang auf low setzt.
Matthias S. schrieb: > Jede Schaltung mit MOSFet wird deutlicher, wenn man sich klarmacht, das > der MOSFet nichts von Masse und Plus weiss, sondern nur das, was an Gate > und Source anliegt. Ein P-Kanal steuert also durch, wenn das Gate > negativer als die Source wird, und ein N-Kanal leitet dann, wenns Gate > positiver als die Source wird. Das gleiche gilt übrigens auch für Bipos. Auch dort braucht man beim P-Typ als Highsideschalter einen Pegelwandler. Bei Fets kommt noch ein zusätzliches Problem dazu. P-Kanal-FETs haben typisch schlechtere Daten als der entsprechende N-Kanal-FET.
@ Hans-Dieter Niehaus (Firma: Niehaus) (hdn) >> Das ist ein 100V/3A P-Kanal MOSFET. Damit kann man nur bedingt was >> anfangen. >1 Mosfet je LED müsste doch gehen? Dazu braucht man einen Pegelwandler, denn die P-Kanal MOSFETs können nur deine 12V schalten, nicht GND. Kannst du bei deinen Power-LEDs GND schalten oder musst du VCC schalten? >Ja. direkt an die Mikrocontrollerausgänge oder hinter die bereits >verbauten Mosfets. Dazu braucht man einen SCHALTPLAN, um diese Frage beantworten zu können!
https://www.mikrocontroller.net/articles/Transistor#PNP.2FNPN_als_Schalter.2C_wohin_mit_der_Last.3F Gilt in ähnlicher Weise auch für einen MOSFET.
> Dazu braucht man einen SCHALTPLAN, um diese Frage beantworten zu können! Ich denke, wenn man sich das Foto der Platine anschaut, sollte die Einfachheit dieser Schaltung erkennbar sein. Am MC kommen oben, von links nach rechts erst die 4 direkten Ausgänge (5mm LED) danach die 4 Ausgänge über die 4 Mosfets. Alle Ausgänge enden am Pfostenstecker mit Masse und +5V. Da wollte ich dann weiter machen, um die 12 Volt LEDs einzeln anzusteuern.
@Hans-Dieter Niehaus (Firma: Niehaus) (hdn) >> Dazu braucht man einen SCHALTPLAN, um diese Frage beantworten zu können! >Ich denke, wenn man sich das Foto der Platine anschaut, sollte die >Einfachheit dieser Schaltung erkennbar sein. Nö. Solche Spielchen haben wir hier schon zu oft gespielt. Ist es zuviel verlangt, einfach den Schaltplan zu posten? > Am MC kommen oben, von >links nach rechts erst die 4 direkten Ausgänge (5mm LED) danach die 4 >Ausgänge über die 4 Mosfets. Dort wird anscheinend GND geschaltet. > Alle Ausgänge enden am Pfostenstecker mit >Masse und +5V. Da wollte ich dann weiter machen, um die 12 Volt LEDs >einzeln anzusteuern. Na dann mach das doch genau so wie bei den 3W Emittern, einfach GND schalten. Dazu braucht man aber N-Kanal MOSFETs, wie du sie schon auf deinem Board hast.
IRF 9510 > Das ist ein 100V/3A P-Kanal MOSFET. Damit kann man nur bedingt was > anfangen. Bitte, was denn nun? N oder P? Es gibt auch keinen "Schaltplan". Die Schaltung habe ich mit Hilfe von Fotos nachgebaut. Bin leider nicht der Experte hier.
@ Hans-Dieter Niehaus (Firma: Niehaus) (hdn) >IRF 9510 >> Das ist ein 100V/3A P-Kanal MOSFET. Damit kann man nur bedingt was >> anfangen. >Bitte, was denn nun? N oder P? IRF9510 ist P-Kanal, wenn mein Datenblatt stimmt. >Es gibt auch keinen "Schaltplan". Die Schaltung habe ich mit Hilfe von >Fotos nachgebaut. Bin leider nicht der Experte hier. Eben DARUM brauchst du einen Schaltplan, auch von der externen Verdrahtung! Zeichne ihn old school mit Papier und Bleistift.
Hans-Dieter N. schrieb: > Aha, das hatte ich mir einfacher vorgestellt. Also schalten die auf der > Platine bereits verbauten Mosfets dann durch, wenn der MC den Pegel am > Ausgang auf low setzt. Nein, du musst das so sehen: Der P-FET ist offen, egal ob dein MC jetzt 0V oder +5V an seinem Ausgang hat. Im ersten Fall ist das Gate des P-FET um 12V negativer und im anderen Fall um 7V negativer als sein Sourcepotential. D.h. in BEIDEN Fällen hat er eine deutlich negative Gatespannung und ist durchgeschaltet! Er sperrt erst, wenn sein Gate bis nahe Sourcepotential (0V relativ zur Source, also +12V in Bezug auf µC-Masse) hochgezogen wird... und das bringt dein µC-Ausgang weder bei Low-, noch bei High-Pegel ohne zusätzliche Pegelwandlung.
Ja! super! und verstanden! Wer erklärt mir nun noch bitte diese Pegelwandlung..?
@ Hans-Dieter Niehaus (Firma: Niehaus) (hdn) >Ja! super! und verstanden! Wer erklärt mir nun noch bitte diese >Pegelwandlung..? Dazu muss man erstmal wissen, ob du GND oder VCC (12V) schalten willst/musst. Sind deine LEDs auf einer Seite fest mit GND verbunden? -> Schaltplan.
Im o.a. Artikel ist dein Fall leider nicht so klar gezeichnet, das es auch einem Anfänger klar wird. Aber nehmen wir mal an, dein P-Kanal MOSFet hängt mit der Source auf +12V, an der Drain ist die LED (-Kette) gegen Masse und am Gate direkt dein Ausgang vom MC. Wenn der MC ein high liefert, sieht der MOSFet zwischen Source und Gate -7 V, und das heist für ihn 'leiten'. Wenn der MC nun low liefert, sieht der MOSFet -12V und das heisst für ihn wieder 'leiten'. Hilft also nischt. Abhilfe liefert ein NPN Kleinleistungstransistor als Pegelwandler:
1 | +------+-------+ |
2 | 12V | | |
3 | - | |
4 | 1k | | | |
5 | - 10k | | | |
6 | - - S P-Kanal |
7 | | G | MOSFet |
8 | +-----| |
9 | C | |< D |
10 | / | |
11 | B | +-----> LED Anode |
12 | <--| |
13 | | E |
14 | \ |
15 | | LED Kathode |
16 | ------+--------------> Masse |
Den Basisvorwiderstand am Transistor habe ich vom Platz nicht hingekriegt, da sollte noch ein 1k-3k3 von der Basis zum MC Ausgang rein. Wenn der NPN durchgesteuert wird mit einem High vom MC, dann zieht er das Gate auf Masse und der MOSFet leitet, du hast also positive Logik hier. Sperrt der Transistor, sorgt sein Kollektorwiderstand dafür, das das Gate auf Sourceniveau steigt und der MOSFet sperrt.
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Matthias S. schrieb: > Den Basisvorwiderstand am Transistor habe ich vom Platz nicht > hingekriegt, Dann stell ihn doch hochkant. :-)
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so, hier mal das Prinzip der Schaltung. dargestellt ist im linken Pfad einer von 4 Ausgängen direkt aus dem MC für 20mA LEDs. Der rechte Pfad zeigt einen von 4 Ausgängen. die üner den INF9510 laufen und jeweils eine 3W LED treiben. Wenn ich das nun richtig verstanden habe, schalten die Ausgänge 1-4 nach VCC, die Ausgänge 5-8 jedoch nach GND. Jetzt brauche ich nur noch die Angabe, wo und wie ich die 12V hier einschleife um die großen LEDs zu treiben.
Hans-Dieter N. schrieb: > Jetzt brauche ich nur noch die > Angabe, wo und wie ich die 12V hier einschleife um die großen LEDs zu > treiben. Siehe Beschreibung von Matthias. Das ich zu seinem Posting einen Scherz gemacht habe, heisst nicht, das es trotzdem genau beschreibt, wie man einen solchen Highside-Treiber baut.
@Hans-Dieter Niehaus (Firma: Niehaus) (hdn) > P1030566.JPG So sieht das schon anders aus! >Wenn ich das nun richtig verstanden habe, schalten die Ausgänge 1-4 nach >VCC, Ja, aber nicht sicher. Den MOSFET kann man mit 5V Gate Source Spannung NICHT sicher durchschalten, das ist reine Glückssache. Hier braucht man einen Logic Level MOSFET, Z.B. IRF7104, das ist ein Doppel P-Kanal MOSFET im SO8 Gehäuse, für dich wahrscheinlich etwas fummelig zu löten. Sowas gibt es nur selten als THT Bauteil. https://www.mikrocontroller.net/articles/FET#Gate-Source_Threshold_Voltage > die Ausgänge 5-8 jedoch nach GND. Ja. Hoffentlich haben deine 20mA LEDs externe Vorwiderstände. >Jetzt brauche ich nur noch die >Angabe, wo und wie ich die 12V hier einschleife um die großen LEDs zu >treiben. Wenn du sie wie die 3W LEDs treiben willst (VCC = 12V schalten), dann so wie es Matzetronics gezeichnet hat (wobei dort der Basiswiderstand fehlt!). Nachtrag: Meine Empfehlung. Schalte sowohl dein 3W als auch die 10W LEDs mit GND, so wie deine 20mA LEDs. Denn dann kannst du PROBLEMLOS einen IRLZ34N nutzen, der schaltet mit 5V SICHER und ist im bastlerfreundlichen TO220 Gehäuse verfügbar. Die Schaltung sieht dann so aus. https://www.mikrocontroller.net/articles/Relais_mit_Logik_ansteuern#Schaltstufe_f.C3.BCr_kleine_Lasten (rechts Bild) Die 100k sind wichtig, um dem MOSFET sicher auszuschalten, wenn der AVR im Reset ist. An Stelle des Relais und der Freilaufdiode kommen deine LEDs+Vorwiderstand, bei den 3W Typen an 5V, bei den 10W Typen an 12V.
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Das sollte es dann hoffentlich sein. Jetzt müsste ich nur noch die Transistortype von diesem NPN Kleinleistungstransistor und dessen Vorwiderstand (1-3K3 ..?) wissen. Danke an alle die bisher geholfen haben.
Von den INF9510 noch Source und Drain vertauschen, die Grounds noch verbinden und gut is :) Bei den Pullups nimm irgend was zwischen 1k und 100k. Die Gate-Widerstände kannst Du auch ganz weglassen o. <1K.
@ Hans-Dieter Niehaus (Firma: Niehaus) (hdn) > Blitzerlayout.png Ein SCHALTPLAN wäre erstmal wichtiger. >Das sollte es dann hoffentlich sein. Nö. Die FETs brauchen kein Vorwiderstände am Gate, aber einen Pull-Widerstand, damit sie sicher geschlossen sind, wenn der AVR noch nicht aktiv ist. Den INF9510 gibt es nicht, du meinst eher den IRF9510, der aber wie schon MEHRFACH gesagt bei 5V so NICHT sicher schaltet. >Jetzt müsste ich nur noch die >Transistortype von diesem NPN Kleinleistungstransistor und dessen >Vorwiderstand (1-3K3 ..?) wissen. Danke an alle die bisher geholfen >haben. Erstmal heißen die Anschlüsse beim Bipolartransistor Emitter, Basis, Kollektor und zweitens sind die bei Kleinsignaltsypen anders angeordnet. Als Basiswiderstand reichen 4k7 oder 10k. Warum willst du nicht GND schalten? Das ist einfacher, du hast doch so oder so Zugriff auf BEIDE Anschlüsse der LEDs.
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Hier die geänderte Schaltung. Jetzt fehlt mir nur noch die Angabe eines passenden NPN Kleinleistungstransistor und dessen Vorwiderstand (1-3K3 ..?)
wäre das hier ein passender NPN Typ: BC 337-16? Und Entschuldigung bitte für die Ausdrücke: Gate, Drain und Source. Soll nicht wieder vorkommen.... ;-)
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@ Hans-Dieter Niehaus (Firma: Niehaus) (hdn)
>wäre das hier ein passender NPN Typ: BC 337-16?
Ja.
Hans-Dieter N. schrieb: > so, hier mal das Prinzip der Schaltung. Für Schaltpläne ist es gewöhnlich übersichtlicher, die Schaltzeichen der Bauelemente zu verwenden. Dann muss nicht jeder erstmal irgendwelche Kringel und Buchstaben sortieren - nur so als Tip. https://de.wikipedia.org/wiki/Liste_der_Schaltzeichen_%28Elektrik/Elektronik%29#Transistoren Eigenlich sollte das jedem, der hier im Forum unterwegs ist, schon mal aufgefallen sein ;-)
Hans-Dieter N. schrieb: > und dessen Vorwiderstand (1-3K3 > ..?) Wenn bei dir jedes mA zählt, kannst du, wie oben schon erwähnt, auch einen 3k3 - 10k Basisvorwiderstand nehmen. Der BC337-16 hat min. etwa 100-fache Verstärkung und kann mit einem 10k Vorwiderstand noch etwa 40-50mA liefern, was für ein nicht zu schnelles Schalten des MOSFet ausreicht. Der Tiny muss dann nur noch etwa 400-500µA liefern.
Danke! Und: die Schaltung würde so funktionieren? Ich hätte nicht gedacht, dass die Funktion " 1 x Doppelblitz/sec. mit 2 x 12V/10W LED so viele Aspekte aufwirft, die bedacht werden müssen/sollten.
Hans-Dieter N. schrieb: > Danke! Und: die Schaltung würde so funktionieren? Zeichne eine Schaltplan mit Zeichen, die wir verstehen und dann kriegst Segen oder Rüffel :-)
Ich würde noch Kondensatoren und Elkos für Versorgungsspannungen und zum Abblocken an der CPU vorsehen. Und das in einen schönen Schaltplan. Niedergeknüppelt wird man hier trotzdem ;)
Da ich hier keinen "Schaltplan mit verständlichen Symbolen" einreichen kann, tut mir leid. Ich kann es leider nicht besser. Es handelt sich hier wohl ausschliesslich um ein Forum für "Experten". Da kann ich nicht mithalten. In meiner Naivität dachte ich noch, dass ich hier richtig wäre. Immerhin habe ich doch etwas gelernt. Viel Zeit investiert für eine profane Aufgabe. Wer kann mir eine Firma nennen, die diese Schaltung für mich entwickelt und zur Serienreife bringt?
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Jörg E. schrieb: > Niedergeknüppelt wird man hier trotzdem ;) Na, danke aber auch! Was soll das? Konstruktivität ist eben anders... Gilt nicht für alle hier....
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Das muss man hier in diesen Forum nicht so ernst nehmen. Einige haben hier zu viel Kolophonium eingeatmet. Guck die mal diese Seite an: http://www.kriwanek.de/arduino/aktoren/304-lasten-mit-power-mosfet-schalten.html
Bernd E. schrieb: > Das muss man hier in diesen Forum nicht so ernst nehmen. Einige haben > hier zu viel Kolophonium eingeatmet. Haha, damit sind alle entschuldigt > Guck die mal diese Seite an: > http://www.kriwanek.de/arduino/aktoren/304-lasten-mit-power-mosfet-schalten.html Super! Das ist es! DANKE! stressfreie Woche noch!
Hans-Dieter N. schrieb: > Ich hätte nicht > gedacht, dass die Funktion " 1 x Doppelblitz/sec. mit 2 x 12V/10W LED so > viele Aspekte aufwirft, die bedacht werden müssen/sollten. Es hängt davon ab, ob du die Highside (also die Plusleitung) oder die Lowside (Verbraucher gegen Masse) schalten willst. Für Lowside ist es simpel (wie im Arduino Link auch beschrieben), für Highside eben nicht ganz so. Lowside ist immer zu bevorzugen, weil N-Kanal MOSFet im Allgemeinen 'besser' sind und die sogen. 'Logiklevel FET' direkt mit 5V angesteuert werden können. Meistens haben sie auch niedrigere RdsON und werden so weniger warm.
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