Problem mit Mosfet RGB LED Schaltung

[Robert K. (dabert)]

Hallo zusammen.

Ich habe ein Problem in meinem kleinem Projekt.
Ich habe eine High-Power RGB-LED, die ich über die PWM-Ausgänge eines 
Arduino ansteuern möchte. Dazu habe ich eine kleine Schaltung eingefügt.
(Weiß nicht warum die Simulationssoftware aus den LED´s Kreise macht, 
aber die Kathode der LED´s liegen in Richtung der Mosfets).
Mein Problem liegt nun darin, dass wenn ich über einen PWM-Ausgang einen 
beliebigen Gate ansteuere, dann leuchten gleich alle Farben in voller 
Leuchtkraft auf.
In der Simulationssoftware funktioniert die Schaltung einwandfrei.
Ich hoffe an alles gedacht zu haben um mein Problem eindeutig zu 
erklären.
Als Mosfet habe ich den IRF510 verwendet.

Vielen Dank für eure Mühe!

MFG Dabert

[Jörg R. (solar77)]

Robert K. schrieb:
> Als Mosfet habe ich den IRF510 verwendet.

Eher ungeeignet für die Ansteuerung durch den Arduino. Zu geringer Rdon 
bei 5 Volt am Gate.

Verwende lieber einen IRLZ34 oder anderen LL.
Wenn es auch SMD sein darf: IRLML2502

https://www.mikrocontroller.net/articles/MOSFET-Übersicht#N-Kanal_MOSFET


Robert K. schrieb:
> Mein Problem liegt nun darin, dass wenn ich über einen PWM-Ausgang einen
> beliebigen Gate ansteuere, dann leuchten gleich alle Farben in voller
> Leuchtkraft auf.
> In der Simulationssoftware funktioniert die Schaltung einwandfrei.
> Ich hoffe an alles gedacht zu haben um mein Problem eindeutig zu
> erklären.

Vermutlich ein Fehler im Aufbau. Ein Bild sagt mehr als 1000 Worte;-)


Die nA Stromangaben im Bild oben können nicht stimmen.

[Dietrich L. (dietrichl)]

Ist die Masse/0V der +6V (Source der FETs) auch mit der Masse/0V des 
Arduino verbunden?

[Robert K. (dabert)]

Jörg R. schrieb:
> Eher ungeeignet für die Ansteuerung durch den Arduino. Zu geringer Rdon
> bei 5 Volt am Gate.

OK, das wusste ich nicht. Muss dann wohl nochmal neu bestellen :( wobei 
mir der Stückpreis nicht stört, sondern eher die Versandkosten.

Jörg R. schrieb:
> Vermutlich ein Fehler im Aufbau. Ein Bild sagt mehr als 1000 Worte;-)

Das dachte ich zunächst auch. Nachdem ich aber alles "zerrupft" hatte 
und nichts dergleichen gefunden habe, wollte ich mich an euch wenden.
Ein Bild kann ich gerade nicht liefern, erst wieder morgen früh. jedoch 
glaube ich nicht, dass es euch weiterbringt. Man sieht da nicht wirklich 
viel.

Dietrich L. schrieb:
> Ist die Masse/0V der +6V (Source der FETs) auch mit der Masse/0V des
> Arduino verbunden?

Ja, habe ich auch. Ist auf dem Schaltplan nicht zu sehen, jedoch teilen 
dich Arduino und LED´s die gleiche Spannungsversorgung.

Der Schaltplan ist soweit korrekt? (Mit Ausnahme von den Strom Angaben).

[Kolja L. (kolja82)]

Robert K. schrieb:
> gleiche Spannungsversorgung.

Was den für eine?

[Robert K. (dabert)]

Ein Batteriehalter mit 4 x AA-Batterien (keine Akkus) also 6V

[Jörg R. (solar77)]

Robert K. schrieb:
> Jörg R. schrieb:
>> Vermutlich ein Fehler im Aufbau. Ein Bild sagt mehr als 1000 Worte;-)
>
> Das dachte ich zunächst auch. Nachdem ich aber alles "zerrupft" hatte
> und nichts dergleichen gefunden habe, wollte ich mich an euch wenden.
> Ein Bild kann ich gerade nicht liefern, erst wieder morgen früh. jedoch
> glaube ich nicht, dass es euch weiterbringt. Man sieht da nicht wirklich
> viel.

Trotzdem muss der Fehler im Aufbau liegen. Anschlussbelegung der 
Transistoren korrekt? Pulldown Gate gegen GND wirklich gegen GND?
Das Schaltbild ist nicht detailliert, aber plausibel.

[Robert K. (dabert)]

Hi zusammen.

ich habe ein paar Fotos meines Prototyps gemacht. Und wenn ich Prototyp 
sage, meine ich es auch so. Bitte nicht ärgern über die Stilvolle 
Lötarbeit.

Dazu habe ich auch versucht zu messen was an den Gates der anderen 
Mosfets los ist, wenn ich versuche einen mit konstanten 5V zu 
beschalten. Es kommt eine Restspannung von 9mV an. Das kann doch aber 
nicht den Mosfet schalten, oder?
Ich habe in Vermutung ob nicht der ein oder andere Mosfet von vorherigen 
Tests beschädigt wurde. Denke ich stecke exakt die gleiche Schaltung auf 
dem Breadboard zusammen und schau wie es dich verhält (der besseren 
Übersicht halber).
Der gemeinsame Aluminiumblock an den die Mosfets befestigt sind, kann 
aber den Fehler nicht auslösen, oder?

Erklärung zum Bild: Der Mosfet im Vordergrund ist für die Blaue LED. zu 
sehe ist (auf dem Kopf stehend)

rechts(Gate)=PWM-Signal;
Mitte(Drain)=Lastwiderstand zur Kathode der LED;
Links(Source)=GND; die GND aller Mosfets sind im weiteren Verlauf alle 
zusammengelegt und auf 0V der Batterie gelegt.
zwischen Gate und Source seht ihr den 10k Widerstand als Pulldown

Die Versorgungsspannung gehen direkt an die Anoden der LED´s.

[Reknarof (Gast)]

Robert K. schrieb:
> Der gemeinsame Aluminiumblock an den die Mosfets befestigt sind, kann
> aber den Fehler nicht auslösen, oder?

Doch das kann er, und er macht es auch.

Und zwar ist das Thermal Pad intern im IRF510 mit Drain verbunden.
Deswegen leuchten alle drei Leds wenn nur ein Mosfet schaltet.

Um das Problem zu lösen, musst du zwischen Aluminiumblock und Mosfet 
eine Isolierfolie geben.

Und wie Jörg schon sagte:

Jörg R. schrieb:
> Eher ungeeignet für die Ansteuerung durch den Arduino. Zu geringer Rdon
> bei 5 Volt am Gate.

[Reknarof (Gast)]

Oh je, ich hab das Bild zwei mal angehängt   :(

[Robert Koziol (Gast)]

Juhuu, dann lag ich tatsächlich mit meiner Vermutung richtig. Ich werde 
die Tage den Fehler korrigieren. Wenn es nicht klappt werde ich mich 
nochmal melden.
Ich danke euch sehr.
Lg

[Jörg R. (solar77)]

Robert K. schrieb:
> Der gemeinsame Aluminiumblock an den die Mosfets befestigt sind, kann
> aber den Fehler nicht auslösen, oder?

Robert Koziol schrieb:
> Juhuu, dann lag ich tatsächlich mit meiner Vermutung richtig.

15 Sekunden messen mit dem Multimeter hätte Dein Problem gelöst;-)


Reknarof schrieb:
> Und zwar ist das Thermal Pad intern im IRF510 mit Drain verbunden.

Das war auch meine Vermutung als ich den Thread vom TO gelesen habe. 
Nur, im Datenblatt finde ich nichts darüber das Drain mit dem Gehäuse 
verbunden ist. Wusstest Du das oder habe ich das einfach nur übersehen?

Mir ist schon bei anderen Mosfet aufgefallen das man oftmals lange nach 
einer Anschlussbelegung im DB suchen muss. Na ja, vielleicht sehe ich 
auch den Wald vor Bäumen nicht.

[Manfred (Gast)]

Jörg R. schrieb:
> Nur, im Datenblatt finde ich nichts darüber das Drain mit dem Gehäuse verbunden 
ist.

Seit es TO-220 Gehäuse gibt, ist es üblich, dass der mittlere Pin mit 
der Fahne verbunden ist. Datenblätter weisen meist / nur drauf hin, wenn 
die Fahne isoliert ist.

[Stefan F. (Gast)]

Nur so als Tipp: Es gibt MOSFETS in ganz ähnlichen Gehäusen (TO-247) als 
voll-isolierte Variante. Die sind eventuell einfacher zu montieren.