LED-Stripe via Arduino mit PWM & MOSFET dimmen

[Chris H. (Firma: AiS) (waldobert)]

Hallo,

da für mich Mosfets und Halbleiter im Allgemeinen noch "Neuland" sind, 
benötige ich die Hilfe des Forums.

Ich will ein LED-Stripe via PWM mit einem Arduino dimmen. Da ich ja 2 
unterschiedliche Spannungen habe, setze ich einen Optokoppler 
(DPC-817C)ein, welcher denke ich reichen sollte.

Allerdings brauche ich noch einen Mosfet. Welchen benötige ich und 
worauf muss ich achten (Anschluss, Widerstände usw)?

Was für mich noch zu beachten ist, dass das Gehäuse relativ klein wird 
(ca 5x8x12cm), wegen der Hitze, da dort ein Arduino Pro Micro, 2 
Step-Down-Converter und ein ESP8266 verbaut werden.

Eingespeist wird über ein 12VDC-Netzeil und einem Step-Down-Converter 
für den Arduino und einem für das WiFi-Modul.

Habe schon gesucht im "Dschungel der Mosfets", habe allerdings nichts 
oder nur übertriebenes gefunden zB I(d)=<80A.

Welchen Mosfet brauche ich? Am liebsten wäre mir einer, den ich entweder 
auf Amazon, Conrad, oder beim Fernseh- und Radiotechniker besorgen kann.


Schaltplanmäßig habe ich nur eine Skizze, die ich keinem zumuten will, 
welche ich aber nochmal sauber zeichne, falls jemand sie sehen will.

Hier sind einige Daten:

- f(PWM) = 500Hz
- U(PWM) = 5VDC
- U(ledstripe) = 12VDC
- I(ledstripe) = ~3A (Muss noch schauen was wir an Reste im Lager haben)


Evtl könnt ihr mir weiterhelfen.

Schonmal Danke.

[Horst (Gast)]

Chris H. schrieb:
> da dort ein Arduino Pro Micro,... und ein ESP8266 verbaut werden.

Warum die beiden? Ein ESP kann die Aufgaben eines Arduino in der Regel 
nebenbei mit machen und läßt sich wie ein Arduino mit der gleichen IDE 
programmieren.

Chris H. schrieb:
> setze ich einen Optokoppler
> (DPC-817C)ein, welcher denke ich reichen sollte.

Mehr als ausreichend, genauer sogar überflüssig. Ein Optokoppler kommt 
dahin, wo zwei Anlagen galvanisch getrennt werden müssen oder wo man 
nicht genau weis, was für Signale ankommen und man einem großen Bereich 
abdecken will (z.B Industriesteuerungen, SPS)

Chris H. schrieb:
> oder nur übertriebenes gefunden zB I(d)=<80A.

Das tut ja nicht weh. Durch den kleinen Innenwiderstand kann schon Fet 
in SOT23 knapp 10A schalten. Ich nehm ganz gerne den IRLU024, aber es 
gibt viele die das können. Schau mal auf 
https://www.mikrocontroller.net/articles/MOSFET-%C3%9Cbersicht

[Stefan S. (chiefeinherjar)]

Chris H. schrieb:
> Welchen Mosfet brauche ich? Am liebsten wäre mir einer, den ich entweder
> auf Amazon, Conrad, oder beim Fernseh- und Radiotechniker besorgen kann.

Du brauchst einen MOSFET, der bei den 5 Volt der PWM garantiert 
durchschaltet, sprich einen Logic-Level-Mosfet.

https://www.mikrocontroller.net/articles/Standardbauelemente

Die PWM wird über einen relativ kleinen Widerstand (umrum 200 Ohm, ganz 
grob in dieser Größenordnung) auf das Gate geführt.
Das Gate braucht einen, im Vergleich zum Gatevorwiderstand, hochohmigen 
Pulldown vom Gate zum Source (10k...100k) um einen sicheren 
Betriebszustand zu haben, wenn der Arduino bootet.

[Chris H. (Firma: AiS) (waldobert)]

Horst schrieb:
> Warum die beiden? Ein ESP kann die Aufgaben eines Arduino in der Regel
> nebenbei mit machen und läßt sich wie ein Arduino mit der gleichen IDE
> programmieren.

Ich will es später evtl noch mit anderen Funktionen erweitern, dazu wird 
mir allerdings 1 GPIO nicht reichen und ob der ESP PWM kann ist mir 
unbekannt.

Horst schrieb:
> Mehr als ausreichend, genauer sogar überflüssig. Ein Optokoppler kommt
> dahin, wo zwei Anlagen galvanisch getrennt werden müssen oder wo man
> nicht genau weis, was für Signale ankommen und man einem großen Bereich
> abdecken will (z.B Industriesteuerungen, SPS)

Stimmt. Muss nur das Ground-Potential vom Arduino und vom LED-Stripe 
zusammen bringen. Hab da nur wieder komplizierter gedacht.

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Also an sich sollte ein IRLU024N oder IRLU024 vollkommen reichen, oder?


Schaltung befindet sich im Anhang. Sollte so passen, oder?
LED1 stellvertretend für den LED-Stripe.
LM1 stellvertretend für den DC-DC Step-Down-Converter.

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Zur Verständnis der Bezeichnungen im Datenblatt(IRLU024N):

I[D] ist der maximale Strom, der das Mosfet zwischen Drain und Source 
aushält im "Schaltbetrieb"?

I[DM] maximaler Strom zwischen Drain und Souce, mit PWM?

V[GS] ist die Spannung bei der das Mosfet schaltet (Maximum Rating +-16V 
= Maximum 16V anlegbar?)?

Was sagt mir dann allerdings V[GS(th)]? Schaltet er ab 1V, lege aber 
lieber 2V an?