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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Transistor/mosfet am schmitt-trigger


Autor: schmitt-trigger (Gast)
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Hallo!

Es geht um diese Schaltung im anhang.
http://www.strippenstrolch.de/1-2-10-der-schmitt-t...

Ich möchte den schmitt-trigger wie vorgestellt als monoflop Schaltung 
verwenden wobei die Schaltung bei tastendruck ca. 1min aktiv sein 
sollte.
Betriebsspannung hätte ich mir 5v aus einem step-up wandler vorgestellt 
- also eine einzelne li- ion zelle am step-up.

Das ich R1 und C1 für die "aktiv" zeit anpassen muss ist mir soweit klar 
- auch das die betriebsspannung von 5v ausreicht weiß ich schon (-->3V - 
18V)

jetzt geht es mir um den ausgang wo die led und der vorwiderstand drann 
ist.

ich möchte parallel zur led einen Transistor oder mosfet dazuhängen um 
direkt die Spannung vom Akku (2,5-4,2V) für einen heizdraht 
durchzuschalten. Heizleistung brauche ich 5-8W  also 1,5A sollte der 
mosfet/Transistor aushalten.


Es dient also der step-up nur zur Stromversorgung des cd4093 und um auch 
ausreichend Spannung für den mosfet/Transistor am schmitt-trigger 
ausgang bereitzustellen!


Kann mir jemand passende Bauteile nennen und ev. aufzeichnen?

vielen dank schon mal!!

Autor: Luca E. (derlucae98)
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IRLZ34 mit 22 Ohm am Gate an den Ausgang, Source auf Masse und die Last 
an V+ und Drain.

Autor: Thomas Elger (picalic)
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Nur mal so nebenbei: ich frage mich gerade, warum hier der IRLZ34 so 
beliebt ist und immer wieder vorgeschlagen wird. Mit seinen 70 mOhm 
Rds_on bei 4V ist er in meinen Augen doch ziemlich schlecht, wenn man 
einen effektiven Schalter haben will? Ok, wenn's ein SOT23-Winzling wäre 
(BTW, ein IRLML2502 (SOT-23) hat bei Vgs=2,5V typisch 50 mOhm), aber so 
ein TO-220 Bolide...? Wo ist der Vorteil des IRLZ34 in dieser Anwendung?

: Bearbeitet durch User
Autor: Harald Wilhelms (wilhelms)
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Thomas E. schrieb:

> Nur mal so nebenbei: ich frage mich gerade, warum hier der IRLZ34 so
> beliebt ist

Er ist leicht erhältlich und billig. Und der Rds ist für die meisten
Anwendungen ausreichend niedrig.

Autor: Michael U. (amiga)
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Hallo,

schmitt-trigger schrieb:
> Es dient also der step-up nur zur Stromversorgung des cd4093 und um auch
> ausreichend Spannung für den mosfet/Transistor am schmitt-trigger
> ausgang bereitzustellen!

wozu? Der 4093 läuft im kompletten Spannungsbereich einer Li-IO-Zelle.
Die LED leuchtet höchstens ein wenig dunkler wenn der Akku leer ist.
Die Ansteuerung für den Treiber kommt durchaus auch mit 4...3,5V klar.

Die Zeit ist ohnehin nicht supergenau, die Dimesionieren des RC-Gliedes 
kann viel hochohmiger sein, ca. 10µ als MKT zusammenbasteln und 
Widerstand 4,7M-6,8M müßte in die Gegend von eienr Minute kommen. Die 
Spannungsanhängigkeit ist nicht so groß, weil die Umschaltspannung des 
4093 proportional der Betriebsspannung folgt.
Wenn die hochohmige BEschaltung mit dem Taster zusammen Probleme macht 
(Kriechströme usw.) ein Gatter vom 4093 davor und zwischen dessen 
Ausgang und dem RC-Glied eine Schottkydiode.
Wenn die Zeit nicht "supergenau" sein muß, geht natürlich durchaus auch 
ein Elko mit höherer Spannungsfestigkeit, dann sind die Restströme etwas 
kleiner.

Gruß aus Berlin
Michael

Autor: Thomas Elger (picalic)
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Harald W. schrieb:
> Er ist leicht erhältlich und billig.

Naja, soo billig ist er auch nicht - für den Preis eines IRLZ34 bekommt 
man bei Reichelt 3 Stk. IRLML6244 (16mOhm @4.5V). Wenn man die parallel 
schaltet, bekommt man für's selbe Geld also einen Schalter mit knapp 6 
mOhm!

Autor: MaWin (Gast)
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schmitt-trigger schrieb:
> Kann mir jemand passende Bauteile nennen

So eine Schaltung ist Unsinn. Wenn man 2.5 .. 4.2V hat, dann kann man 
damit auskommen, man braucht keinen dauernd Strom fressenden step up.

Und wenn man 1 Minute abstoppen will, kann man mit kleineren Bauteilen 
auskommen als mit einem 1MOhm/68uF Tantal-Elko (6M8 und 10uF MKS ginge 
auch, wird aber grösser).

Als MOSFET vielleicht AO3400A für 3A.

Ein CD4093 arbeitet leider nicht ab 2.5V sondern erst ab 3V. Das kann 
reichen, je nach dem wie weit man den LiIon nutzen will, ist aber auf 
Kante.

Ein 74LVC1G14 oder MC74VHC1G14 ginge.

Wenn es winzigklein sein soll, übernimmt die Zeitsteuerung ein ATtiny4, 
der läuft auch mit 2.5V bis 4.2V.

Wenn man nicht programmieren will, und den grossen Kondensator sparen 
will, könnte auch ein CD4536 gehen, der kommt mit kleinem RC aus, 
braucht aber ebenso zumindest 3V.

Autor: Luca E. (derlucae98)
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Thomas E. schrieb:
> Nur mal so nebenbei: ich frage mich gerade, warum hier der IRLZ34 so
> beliebt ist und immer wieder vorgeschlagen wird.

Der TO hat keine Anforderungen an das Gehäuse gestellt. Auch ist nicht 
bekannt, ob er die Schaltung auf Lochraster oder geätzter Platine 
aufbauen will.
Nicht jeder traut sich das Löten von Sot-23 zu. Mit TO-220 kann man 
nichts falsch machen.
Wenn sich der TO doch lieber ein kleineres Gehäuse wünscht, kann er ja 
einen Mosfet im TO-251 oder SMD-Gehäuse verwenden.

Autor: schmitt-trigger (Gast)
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Michael U. schrieb:
> wozu? Der 4093 läuft im kompletten Spannungsbereich einer Li-IO-Zelle.
> Die LED leuchtet höchstens ein wenig dunkler wenn der Akku leer ist.
> Die Ansteuerung für den Treiber kommt durchaus auch mit 4...3,5V klar.

wenns auch ohne step-up geht, bin ich voll deiner Meinung - ich dachte 
nur sicher ist sicher. Bin halt etwas skeptisch was der 4093 macht bei 
2,5 Volt.. (weil da dann das pcb abschaltet!)

MaWin schrieb:
> So eine Schaltung ist Unsinn. Wenn man 2.5 .. 4.2V hat, dann kann man
> damit auskommen, man braucht keinen dauernd Strom fressenden step up.

das widerspricht sich mit:

MaWin schrieb:
> Ein CD4093 arbeitet leider nicht ab 2.5V sondern erst ab 3V.

;D

kann jemand bestätigen das er mit 2,5V noch problemlos arbeitet?

Es gibt doch den 4093 auch zum einstecken in einem Sockel oder?
Also alle Bauteile möchte ich schon auf lochraster selbst löten

Michael U. schrieb:
> ca. 10µ als MKT zusammenbasteln und
> Widerstand 4,7M-6,8M müßte in die Gegend von eienr Minute kommen.

ok, das kann ich ja probieren wenn der 4093 bestellt ist.

Luca E. schrieb:
> IRLZ34 mit 22 Ohm am Gate an den Ausgang, Source auf Masse und die Last
> an V+ und Drain.

danke, damit kann ich was anfangen!
muss ich da auch ein kühlblech montieren?

so nebenbei, ist es dem (jedem?) mosfet egal wenn niedrigere Spannungen 
als die Versorgung geschaltet werden?

Autor: schmitt-trigger (Gast)
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ach ja und danke schon mal für die hilfreichen antworten!

Autor: Luca E. (derlucae98)
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schmitt-trigger schrieb:
> muss ich da auch ein kühlblech montieren?

Da du ja nur im Minutenbereich schaltest, verheizt der Mosfet nur etwa 
135mW (I²*R_DSon@Vgs=4V). Da brauchst du keinen Kühlkörper.

Autor: Axel R. (Gast)
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>>> ca. 10µ als MKT zusammenbasteln

10µ sind als MKT nicht evtl. VIIEL zu groß (von der Bauform her)?
https://www.reichelt.de/MKS-4/MKS4-63-10-/3/index....;

StromTuner

Autor: Michael U. (amiga)
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Hallo,

die Restladung bei unter 3,5V Spannug ist bei einer Li-IO-Zelle ohnehin 
schon recht gering, die Abschaltung durch das MBS bei 2,5V ist eine 
Notbremse, kein Betriebsmittel wenn die Zelle länger leben soll.
Wenn Du Deine Schaltung so auslegst, daß sie unter ca. 3,3V die Last 
garnicht mehr einschaltet, bekommt es auch dem Akku gut.
Wenn Du eine rote LED zwischen + und einem Eingang des 4093 schaltest 
(hochohmigen Widerstand gegen GND) erkennt der Eingang bis ca. 3,2V auf 
H.
Damit kann man dann recht einfach den Rest Abschalten, Dioden als 
wired-OR o.ä. machen sich mit dem 4093 durchaus praktisch.
Die Flußspannung von LED ist auch bei sehr kleinen Strömen noch hoch 
genug, wenn nicht probiert man eben eine gelbe oder grüne aus.
Die LED sollte aber besser kein Fremdlicht abbekommen, wenn man es 
hochohmig baut...

Sowas kann man auf einem Steckbrett gut ausprobieren.

Gerade mit dem 4093 kann man da nette stromsparende Trickschaltungen 
zusammenbasteln, die auch langzeitstabil sind.
Ich hatte da mal was in einem großen Büro-Shredder gefunden, da habe ich 
mich gefragt, ob ich mich das als Serienprodukt getraut hätte.
Da der Shredder nahezu unverändert über viele Jahre so gebaut wurde, 
scheint es wohl ausreichend zuverlässig gewesen zu sein. Unser war da 
auch schon 8 Jahre alt und der Fehler lag auch nicht an der 
4093-Trickschaltung.

Gruß aus Berlin
Michael

Autor: schmitt-trigger (Gast)
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also der genannte 10uf mkt würde von der größe her gerade noch so für 
mein vorhaben passen.

@Michael

ich wusste gar nicht das man sowas mit hilfe von leds abschalten kann, 
ist sicher eine gute Idee und werde ich auf alle fälle probieren!
Wäre ja eh ideal wenn das pcb nie eingreifen muss!

gut, dann werde ich mal einen neuen Schaltplan mit den genannten 
Bauteilen zeichnen, mal schauen was ihr so davon haltet?!

mfg martin

Autor: Michael U. (amiga)
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Hallo,

schmitt-trigger schrieb:
> ich wusste gar nicht das man sowas mit hilfe von leds abschalten kann,
> ist sicher eine gute Idee und werde ich auf alle fälle probieren!

naja, die LED ist ja nur Mittel zum Zweck. Die Flußspannung einer LED 
ist dafür konstant genug.
Wenn an der Anode einer roten LED z.B. 4V anliegen, sind es an der 
Kathode am Vorwiderstand gegen GND ca. 1,6V weniger, also 3,4V. Das ist 
sicher H-Pegel für den 4093 an den selben 4V als Ub.
Wenn es jetzt nur noch 3,0V sind, sind es an dem Punkt ca. 1,4V, das ist 
weniger als Ub/2 vom 4093 und der erkennt Low.
Das konkrete Verhalten des LED-Typs muß man messen oder probieren, es 
hängt von den Herstellungstoleranzen der LED (etwas) und von genauen 
Technologie der konkreten LED (stärker) ab.
Für eine Serie kaum nutzbar, für Einzelstücke aber kein Problem, die 
gefundenen Werte ändern sich so gut wie garnicht. Es soll ja auch durch 
LED und Vorwiderstand möglichst wenig Strom fließen, die soll ja nicht 
leuchten und den Akku leer machen...
Eine Auswahl passender Flußspannungen bei sehr kleinen Strömen bekommt 
man ja schnell raus, gibt ja etliche LED-Farben.
Beim messen daran denken, daß übliche Multimeter 10MOhm 
Einganswiderstand haben und eine Messung parallel zu 1MOhm das Verhalten 
schon merklich beeinflußt. Besser eine LED mit Vorwiderstand an den 
Ausgang des 4093 Gatters und dann das Verhalten testen. Eine 
einstellbare Spannungquelle macht zum Testen das Leben natürlich 
merklich leichter.

Ich habe gerade ma einen Schnelltest genacht: eine alte 5mm LED in rot 
in Reihe mit einem Baumarktmultimeter (10MOhm) hat 1,4V Flußspannung.
Da würde das Umschalten also ca. bei 2,8V Ub erfolgen. Also wohl eher 
eine grüne, da habe ich 1,56V gemessen. Allerdings würde ich auch real 
etwas weniger 10M nehmen, dann steigt Strom und Flußspannung noch etwas 
an.
Man kann auch eine normale oder eine Schottkydiode zur LED in Reihe 
schalten, bis es paßt. Die Temperaturabhängkeit der Flußspannung war bei 
Dioden aber etwas höher als bei LEDs meine ich mich zu erinnern.

Gruß aus Berlin
Michael

: Bearbeitet durch User
Autor: Thomas Elger (picalic)
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Luca E. schrieb:
> Der TO hat keine Anforderungen an das Gehäuse gestellt. Auch ist nicht
> bekannt, ob er die Schaltung auf Lochraster oder geätzter Platine
> aufbauen will.

Eben - damit hat er auch nicht gesagt, daß er unbedingt einen 
TO-220-Bauklotz haben will. Ein SOT-23 auf Lochraster zu löten ist auch 
keine hohe Handwerkskunst - einfach mal ausprobieren!

Autor: MaWin (Gast)
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schmitt-trigger schrieb:
> das widerspricht sich mit:
>
> MaWin schrieb:
>> Ein CD4093 arbeitet leider nicht ab 2.5V sondern erst ab 3V.
>
> ;D
>
> kann jemand bestätigen das er mit 2,5V noch problemlos arbeitet?

Nein, das widerspricht sich nicht, sondern begründet warum ich 2 andere 
ICs genannt habe damit es bei 2.5V sicher funktioniert.

Offenbar liest aber kein Schwein die Beiträge zu Ende, bzw. schlägt nach 
worum es geht.

Autor: schmitt-trigger (Gast)
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Sehr wohl lese ich alle beiträge, geht ja nicht gleich die welt unter..

Ausserdem habe ich mehrere hier genannte typen bereits bestellt um das 
zu probieren.
Steckbrett und brücken ebenfalls! 😁
leds und alles mögliche an kleinbauteilen habe ich genügend zu hause 
liegen.
Ich muss mir erst mal gedanken  machen wie es mit der led am trigger 
Input geschaltet ist, da blick ich noch nicht ganz durch.. Den 
Transistor am schluss verstehe ich schon mal!

Autor: Oetti (Gast)
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schmitt-trigger schrieb:
> kann jemand bestätigen das er mit 2,5V noch problemlos arbeitet?
Tut er nicht - siehe Datenblatt.

MaWin schrieb:
> So eine Schaltung ist Unsinn. Wenn man 2.5 .. 4.2V hat, dann kann man
> damit auskommen, man braucht keinen dauernd Strom fressenden step up.
Der 4093 läuft an einer LiIon, da die Schaltschwellen relativ zu Ub 
sind, bleibt sogar die Zeit einigermaßen konstant.

Jetzt verrate uns mal, wie er mit 3 Volt den MOS-Fet noch zuverlässig 
aufsteuern will - das wird eng bzw. man muß Datenblätter durchackern, 
einen geeignetet Typ zu finden.

Autor: MaWin (Gast)
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Oetti schrieb:
> Jetzt verrate uns mal, wie er mit 3 Volt den MOS-Fet noch zuverlässig
> aufsteuern will - das wird eng bzw. man muß Datenblätter durchackern,
> einen geeignetet Typ zu finden.

Oje oje bist du faul.

Einer wird's wohl tun:

 MOSFET der bei 2.5V immerhin 211A durchschaltet: IRL6283 (DirectFET 
N-Kanal 20V)
 MOSFET der bei 2.5V immerhin 50A durchschaltet: PH2925U (4.3mOhm 
N-Kanal 25V 70A ab 4.5V UGS LFPAK SOT669)
 MOSFET der bei 2.5V immerhin 22A durchschaltet: IRF6201 (N-Kanal SO8 
NMOS 20V)
 MOSFET der bei 2.5V 3mOhm hat und 20A durchschaltet: AON6411 (P-Kanal 
DFN5X6 20V, 38A bei 10V UGS)
 MOSFET der bei 2.5V 0.166 Ohm hat und 1A durchschaltet: AO3423 (P-Kanal 
SOT23 20V)
 MOSFET der bei 2.5V 0.048 Ohm hat und 3A durchschaltet: AO3400A 
(N-Kanal SOT23 30V)
 MOSFET der bei 1.8V immerhin 10.5A durchschaltet: FDS4465 (14mOhm 
P-Kanal SO8 20V, 13.5A bei 4.5V UGS)
 MOSFET der bei 1.8V immerhin 3.5A durchschaltet: DMG6968U (36mOhm 
N-Kanal 20V 6.5A ab 4.5V UGS)
 MOSFET der bei 1.8V immerhin 1.8A durchschaltet FDN304 (100mOhm P-Kanal 
SOT23 20V 2.4A an 4.5V UGS)
 MOSFET der bei 1.8V immerhin 4A durchschaltet: FDC604 (60mOhm P-Kanal 
SuperSOT-6 20V 5.5A bei 4.5V UGS)
 MOSFET der bei 1.5V immerhin 1.5A durchschaltet: RUQ050N02 (N-Kanal 20V 
5A ab 2.5V UGS)
 MOSFET der bei 1.5V immerhin 1A durchschaltet FDG332 (P-Kanal 20V 
SC70-6 2.6A bei 4.5V UGS)
 MOSFET der bei 1.2V immerhin 4.5A durchschaltet: DMN1019 (41 mOhm 
N-Kanal 12V 9.3A ab 4.5V UGS)
 MOSFET der bei 0.9V immerhin 10mA durchschaltet: RYC002N05/RYE002N05 
(N-Kanal, 50V 200mA ab 1.5V UGS)

Autor: schmitt-trigger (Gast)
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sooooo:

folgende Bauteile habe ich jetzt verwendet:

CD4093BE
IRLZ34N
ELKO 47uf 63V
6,8mohm für entladung
2x47ohm parallel für hexfet
led gelb 3mm
vorwiderstand für led 1kohm
kurzhubtaster
led blau 5mm


Schaltung geht absolut einwandfrei, zeit ist jetzt bei ziemlich genau 
3min
was auch noch passt.
Mit den von euch genannten 10uf mks waren es an 4,7mohm gerade mal 30sek 
- an 6,8mohm 45sek.. darum habe ich gleich einen elko genommen.

die Schaltung geht auch noch mit 2,5v ist aber schon sehr dürftig!(gelbe 
led leuchtet fast nicht mehr)

Ich werde mich als nächstes an die Abschaltung wie beschrieben ran 
machen, mal sehen ob das was wird!

da die 5mm led nur zur Veranschaulichung der Funktion dient habe ich 
natürlich auch den heizdraht mit positiven feedback probiert!
Strom fließt über den hexfet mit 1,4A und wird dabei ohne kühlung nicht 
mal lauwarm!

mfg martin

Autor: schmitt-trigger (Gast)
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update:

auch wenn wahrscheinlich kein Interesse mehr besteht aber zur 
Vollständigkeit möchte ich das noch schreiben.


habe nun den ersten trigger-eingang geöffnet (pin 1/2 getrennt) - an 
einem davon habe ich wie beschrieben die led parallel mit einer Standard 
Diode und dannach vorwiderstand an GND gehängt.
Am anderen eingang des ersten triggers  habe ich nichts geändert - 
dieser wird wie vorher via taster und C1 gespeist.

die Schaltung geht einwandfrei und schaltet sich scharf bei spätestens 
bei 2,8V ab! :D

einziger Nachteil:

wenn die Spannung bei aktiver Schaltung durch den schwächer werdenden 
Akku einbricht und diese dann inaktiv wird, bleibt im Kondensator 
natürlich noch die restkapazität die sich langsam über R1 enteert 
erhalten.

ergo - bei sofortigen erhöhen der betriebsspannung (also Ladegerät 
innerhalb 3 min anstecken) wird die Schaltung ohne drücken des Tasters 
bis kipp-punkt des triggers wieder aktiv!

mir ist das aber nicht so wichtig weil man das Ladegerät sowieso nicht 
in dieser zeit parat hat.

wenn ich zeit habe hänge ich noch eine abschließende Zeichnung an!

mfg martin

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