IRL3103 an AVR direkt?

bastel schrieb:
> Kann ich das Gate problemlos an einen AVR-Port direkt anschließen

Ja, deswegen heisst er LL Logic Level.

bastel schrieb:
> Das Gate würde ich sicherheitshalber mit einem 10k-Pull-Down auf Masse
> legen.

Es dürfen auch 100k sein.

bastel schrieb:
> max ca. 10A

Maximal beim Anlaufen ? Der MOSFET hält nur 28A aus, wenn es also 10A 
Dauerstrom sind wird es beim Anlaufen überschritten.

MaWin schrieb:
> Ja, deswegen heisst er LL Logic Level.

ah ok, ich dachte das bezieht sich nur auf die Spannung.

MaWin schrieb:
> max ca. 10A
>
> Maximal beim Anlaufen ?

Ja ich denke. Wenn sie einfach Wasser pumpt ohne Last, zieht sie ca. 4A

bastel schrieb:
>> Ja, deswegen heisst er LL Logic Level.
> ah ok, ich dachte das bezieht sich nur auf die Spannung.

Da denkst Du richtig. Logic Level FETs sind in der Lage, bei einer 
relativ geringen Gate-Source-Spannung vollständig durchzuschalten.

Üblicher Logikpegel war über Jahrzehnte 5 Volt, also sind LL-FETs 
typisch ab 4,5V am Gate spezifiziert offen. Gibt natürlich auch FETs, 
die ab 3V definiert sind, aber seltener.

bastel schrieb:
> Nun habe ich gelesen, dass ein recht hoher Strom am Gate fliesst beim
> Umschalten / umladen. Frage: Kann ich das Gate problemlos an einen
> AVR-Port direkt anschließen?

Auch das hast Du richtig gelesen, der FET ist wie ein Kondensator zu 
betrachten. Es ist sinnvoll, den (Lade-)Strom zu begrenzen, damit steigt 
aber die Schaltzeit. In der Praxis haben µC kein Problem mit dem 
Ladestrom, weshalb MaWin "ja" sagt.

Ich mache in meinen Aufbauten immer einen Widerstand vor das Gate, und 
seien es nur 270 Ohm. Damit der FET zu bleibt, wenn der µC undefiniert 
ist, zusätzlich Gate-Source 100 kOhm.

Wenn man schnell hin und her schaltet, muß man andere Betrachtungen 
aufstellen - aber Deine Zyklen "alle Sekunde mal ein oder wieder aus" 
sind komplett unkrtitisch.

Oft scheitern diese "einfachen Schaltungen" daran dass der
Verbraucher nicht ausreichend von der Controller-Schaltung
enkoppelt ist. Auf der Masse fliesst dann (wenn man es nicht
richtig macht) ein riesiger Strom der den Controller durch-
einander bringt.

Hier ist es die Wasserpumpe (ich kenne sie nicht) die in
irgendeiner Form eine Induktivität darstellen und
"Schwierigkeiten" machte dürfte. Selbst das Magnetfeld
kann bereits Störspannungen auf dem Controller erzeugen
wenn die Pumpe nahe genug dran ist.

MaWin schrieb:
> Der MOSFET hält nur 28A aus ...
Nur weil der Maximalwert für R_DSon bei diesem Wert spezifiziert ist 
(und das auch nur für 400µs lange Pulse) heißt das noch lange nicht, 
dass der MOSFET nur genau 28A kann.

Die Angabe ist in diesem Zusammenhang also nicht so wirklich relevant - 
so schnell geht der Einschaltstrom nicht zurück.
Unter Absolute Maximum Ratings stehen unter Continuous Drain Current 
deutlich andere Werte, allerdings für 10V U_GS. Und dann gibt es noch 
die Fig.1 und 2 mit allerdings nur typischen Kennlinien.

Hier jetzt mal die Schaltung, die ich aufgebaut habe. Die Punpe ist an 
Load+ und Load- angeschlossen. Links soll ein 3S-Akku gemeint sein.

Meint Ihr, man müsste noch etwas entstören? Ohne Pumpe funktioniert 
erstmal alles..

bastel schrieb:
> Die Umschaltzeit an/aus ist unkritisch
bastel schrieb:
> Hier jetzt mal die Schaltung, die ich aufgebaut habe.

R1 ist unnötig niederohmig, da genügen 100k oder von mir aus 10k.

Manfred schrieb:
> R1 ist unnötig niederohmig,

ok einverstanden, die hatte ich halt gerade da. :-)

H.Joachim S. schrieb:
> Die Chancen stehen nicht schlecht, dass dir der Fet schon beim ersten
> Abschalten kaputt geht. Da muss noch was hin.

Warum? Und was muss noch wo hin? Ich lerne ja gerade erst mit diesen 
FETs umzugehen..

Jim M. schrieb:
> Motor heisst induktive Last, da muss 'ne Freilaufdiode ran.
> Ansonsten zerstört die induzierte Spannung beim Abschalten den
> Transistor.

Also zwischen Load+ und load- mit der Anode nach Load- ?

gut, werde ich noch drüberlöten (ist ja leicht). Im Symbol sieht es so 
aus, als Wäre im Mosfet schon eine Z-Diode drin - aber die ist nicht 
dafür gedacht, oder? Was bedeutet die?

bastel schrieb:
> Im Symbol sieht es so
> aus, als Wäre im Mosfet schon eine Z-Diode drin

Ja, wobei das Symbol falsch ist. Nicht wegen der Diode (die ist auch in 
deinem Transistor vorhanden), sondern weil es einen p-Kanal FET zeigt. 
(Auf der  ersten Seite des Datenblatts siehst du das richtige Symbol für 
deinen n-Kanal FET)
http://www.irf.com/product-info/datasheets/data/irl3103.pdf

Die gezeigte Diode ist die Substratdiode, die Teil jedes MOSFETs ist. 
Und als Z-Diode ist sie gezeichnet um zu symbolisieren, dass der 
gesperrte FET bei DS-Spannungen über 30V durchbrechen und leiten wird.

Wenn du beim Abschalten auf diese Diode im Transistor setzt, steigt die 
Spannung am Transistor so weit an, dass er in den Durchbruch geht. Dann 
wird die magnetisch-gespeicherte Energie benutzt, um den FET 
aufzuheizen.

Wie viel Energie der FET dabei aushält ergibt sich aus der erlaubten 
Avalanche Energy (siehe Fig. 12c im Datenblatt). Das ist beim IRL3103 
recht wenig (d.h. er geht schnell kaputt).

Bei deiner Anwendung spricht nichts gegen die Freilaufdiode, also rein 
damit. Dann wird mit der magnetisch gespeicherten Energie einfach nur 
noch ein klein wenig Wasser gepumpt statt den FET zu heizen.

bastel schrieb:
> Im Symbol sieht es so
> aus, als Wäre im Mosfet schon eine Z-Diode drin - aber die ist nicht
> dafür gedacht, oder? Was bedeutet die?

Ja, ist sie. Und ja, die begrenzt die Source-Drain-Spannung.
Aber: Sie hält evtl. nicht genug aus.

--> Datenblatt IRL3103, Stichwort "Avalance rating".

Wenn du nicht sicherstellen kannst, dass die Energie im Magnetfeld des 
Motors im Abschaltmoment den FET nicht überfordert, mach eine 
Freilaufdiode hin, kostet nur Cents.

Bei Relais ist das mglw. anders, da verzögert eine Diode das Abfallen, 
bei einem Motor ist das wurscht, der ist mechanisch schon träge...

Manfred schrieb:
> In der Praxis haben µC kein Problem mit dem
> Ladestrom, weshalb MaWin "ja" sagt.

Auch in der Theorie nicht. CMOS-Ausgänge begrenzen den Umlade-Strom von 
sich aus auf ein für sie ungefährliches Maß (Stichwort 
"Bahnwiderstand").
Die Stromangabe in den "Absolute Maximum Ratings" bezieht sich auf 
Dauerstrom, nicht Umladestrom. Die max. Verlustleistung pro GPIO/Chip in 
Summe ist bei wiederholten Schaltvorgängen relevant, also z.B. PWM am 
Gate.
Beides ist hier nicht der Fall.

Trotzdem bauen viele (evtl. auch aus Unwissenheit) da einen kleinen 
Angst-Vorwiderstand ein. Schaden tut er auch nicht.

> Trotzdem bauen viele (evtl. auch aus Unwissenheit) da einen kleinen
> Angst-Vorwiderstand ein.

Manche FET-Typen mögen keine zu steilen Flanken.
Nämlich die, die intern aus vielen parallel geschalteten
kleinen FETs zusammengebaut sind.
Kurioserweise schalten bei diesen FETs dann nur kleine Bereiche
der Gesamtstruktur durch, was zu Hotspots führt.
Der Widerstand hat also schon seine Berechtigung.

Maxim B. schrieb:
> Das bedeutet Stromimpuls ~ 150 mA). Das ist in jedem Fall nicht gut.

Warum? Weil du ein schlechtes Gefühl dabei hast?
Das AVR-Datenblatt sichert diesen Strom kurzzeitig zum Umladen zu, auch 
repeated mit hoher Frequenz.
Kann man halt nicht fix als Zahl ablesen wie den erlaubten Dauerstrom, 
sondern muss ein paar Zahlen multiplizieren.
Wurde hier im Forum schon x-mal durchgerechnet, einfach mal danach 
suchen.

Mosfet-Gate-Charge mal Frequenz zum Abschätzen,
Integral über die Verlustleistung im AVR-Pin beim Auf- und Entladen des 
Gates für eine exakte Berechnung...

Andere Gründe (EMV etc.) für den Vorwiderstand schön und gut, aber man 
sollte schon wissen, warum man ihn einbaut. Ein Schutz für den AVR-Pin 
ist er jedenfalls nicht, außer du rutschst gerne mit Messpitzen am TO220 
ab und verursachst dabei Kurzschlüsse...

Patrick H. schrieb:
> Willst du den ATtiny aus einer Zelle des 3S-Akkus speisen, also über
> einen Balancer-Ausgang? Das bedeutet eine Versorgungsspannung von 4,2 ..
> 3,0V (je nach Lade- / Belastungs-Zustand des Akkus). Dann schaltet dein
> IRL3103 aber möglicher Weise nicht mehr richtig durch.

Ja, genau so. Ich dachte, der schaltet schon bei 1V? (Gate threshold) 
nicht?

Also okay ich sehe noch 1k1 vor zwischen AVR und Gate.

Die Pumpe ist übrigens für Wischwasser vom Auto, zweckentfremdet, war 
die günstigste Bastel Lösung..

Sonst noch Entstör- Hinweis e?

Heute hab ich nun mal die SChaltung ausprobiert. Die Diode ist drin, 
Gate-Widerstand und 12V-Kondensator noch nicht.

Hier ist das Testprogramm:

1

#define SWITCH_PIN (1)

2

3

void blinken(int mal,int ms) {

4

  for (int i=0; i < mal; i++){

5

    digitalWrite(SWITCH_PIN, HIGH); 

6

    delay(ms);                      

7

    digitalWrite(SWITCH_PIN, LOW);  

8

    delay(ms);  

9

  }

10

}

11

12

void setup()

13

{

14

  pinMode(SWITCH_PIN,OUTPUT);

15

  digitalWrite(SWITCH_PIN, LOW);    

16

  blinken(2,200);

17

  delay(2000);

18

}

19

20

void loop()

21

{

22

    digitalWrite(SWITCH_PIN, HIGH); 

23

    delay(20000);                      

24

    digitalWrite(SWITCH_PIN, LOW);  

25

    delay(30000);  

26

    delay(30000);  

27

}

Er müsste also immer 20s pumpen und 2 min Pause machen. Macht er aber 
nicht: Beim ersten Mal schefft er noch 20 sekunden, dann nach einer 
Minute hört er aber nach ein paar sekunden auf (sagen so nach 5-10 
Sekunden). Die LED leuchtet dann auch nicht mehr.

Woran kann das liegen? Der Akku ist voll, mit dem kann ich die Pumpe 
(direkt angesteckt) 10 Minuten durchlaufen lassen ohne Probleme.

Oder hat der ILR3103 so eine Art Schutzschaltung? Warm wird er 
jedenfalls nicht..

Nach dem vorzeitigen Ende macht der Chip auch kein Reset, sonst würde 
man ja 1 oder 2 kurze Impulse hören..

Schaltplan? GND vom Arduino mit Source vom Mosfet verbunden?

Avalanche schrieb:
> Schaltplan? GND vom Arduino mit Source vom Mosfet verbunden?

Schaltplan siehe oben, plus eine Freilauf-Diode über load+ und load-


Ich habe mal den Tiny85 aus seiner Fassung gezogen, und das Gate auf + 
gelegt (pin 6 und 8 verbunden)

Dann läuft er problemlos durch, und wird nichtmal handwarm nach 2 
Minuten.

Muss also wohl doch an der Entstörung / Stronversorgung liegen.

Doof - eigentlich wollte ich den AVR später mal schlafen legen zum strom 
sparen, aber wenn ich jetzt nen Regler brauche, der selbst Strom 
verbraucht, wär das blöd..

Brown-Out Fuse gesetzt und evtl. zu "streng", BODLEVEL=0b100 ?

Avalanche schrieb:
> Brown-Out Fuse gesetzt

erst mal gelesen was das ist.. :-)
Das müsste ich erst mal recherchieren.. Es ist einfach ein Tiny85 DIP 
den ich mit "Arduio als ISP" programmiert hab..

Aber würde er beim Brown out nicht einen Reset auslösen?

Brown Out ist gar nicht gesetzt.. Menno, ich glaub, ich nehme ein 
Relais..

Oder würde eine kleine Diode zwischen dem unteren Akku-Anschluss und Vcc 
(also vor dem C) was bringen?

Also so komme ich nicht voran, habe immer noch Aussetzer/brown outs.. 
Ich denke, ich muss mein Konzept der Stromversorgung vom Tiny85 ändern.

Ich könnte einen LM2936 einsetzen als Regler für die Versorgungsspannung 
- der ist gut verfügbar und braucht wenig Strom. Habt Ihr noch andere 
Ideen? Ich will kein Relais verwenden, und so könnte ich den 3103 
immerhin mit 5V statt 3 ansteuern (er wird doch warm..)

FETschlumpf schrieb:
> Manche FET-Typen mögen keine zu steilen Flanken.
> Nämlich die, die intern aus vielen parallel geschalteten
> kleinen FETs zusammengebaut sind.

Bla bla. Alle Leistungs-MOSFETs sind so aufgebaut. Du hast von MOSFETs 
Null Ahnung.

Falk B. schrieb:
>>Ich könnte einen LM2936 einsetzen als Regler für die Versorgungsspannung
>>- der ist gut verfügbar und braucht wenig Strom.
>
> Kann man machen. Es gib auch noch andere.
>
> 
https://www.mikrocontroller.net/articles/Versorgung_aus_einer_Zelle#Vier_Mignonzellen_mit_LowDrop-Linearregler

Den Artikel habe ich jetzt durchgelesen. Da käme noch der MCP1702-5002 
in Frage, ist auch recht gut verfügbar - oder?

Also ich würde den direkt an die max. 12,6V vom Akku anschließen, und 
dann würde er "in Ruhe", also wenn der AVR schläft, seine 5uA plus die 
6uA für den Tiny85 verbrauchen? Oder wie muss man den gesamten 
Stromverbrauch im Sleepmode berechnen?

MaWin schrieb:
> Bla bla. Alle Leistungs-MOSFETs sind so aufgebaut. Du hast von MOSFETs
> Null Ahnung.

Ich mag es wenn du Falschwissen total pampig aber wie ein Lexikon mit 
"Richtigwissen" wegfegst, wo blieb das? Gerade eilig auf dem Weg zur 
Mittagspause?

FETschlumpf schrieb:
> Manche FET-Typen mögen keine zu steilen Flanken.
> Nämlich die, die intern aus vielen parallel geschalteten
> kleinen FETs zusammengebaut sind.

Andersrum wird ein Schuh draus. Bei zu flachen Flanken fährt man den 
Mosfet zu lange im linearen Bereich und während er im linearen Bereich 
ist, kann er überhitzen.

Das mit den Hotspots und den einzelnen parallelen Zellen stimmt 
insoweit, dass das im linearen Bereich passieren kann.
Eine Zelle erreicht die Schrott-Temperatur, brennt durch. Die nächste 
Zelle, die am nächsten dran ist, wird noch wärmer, bis sie auch 
durchgeht. So geht das immer weiter.

BTW:
Angenommen ich schliesse eine Stromquelle kurz, die per MOSFET regelt. 
Der Mosfet ist komplett geöffnet, quasi wie im Schalterbetrieb.
Dadurch dass der Mosfet nun aber fast die komplette Leistung abbekommt, 
befindet der sich nun im Linearbetrieb?
(fast = Shunt+Leitungen abziehen)

Falk B. schrieb:
> Wieso 5uA? Der braucht nur 2uA.

Ich hab den Maximalwert genommen..

Falk B. schrieb:
> uch der braucht nur um die 0,5uA

Na gut - also dann müsste die Schaltung, in der Zeit "wenn alles 
schläft", 2,5uA (2 Regler plus 0,5 AVR) bei 12V verbrauchen aus dem 
Akku?

Falk B. schrieb:
>>Also ich würde den direkt an die max. 12,6V vom Akku anschließen, und
>>dann würde er "in Ruhe", also wenn der AVR schläft, seine 5uA plus
>
> Wieso 5uA? Der braucht nur 2uA.

Wenn es um den MCP1702 geht: Beachte "typ." und "max." im Datenblatt. Es 
ist schon vernünftig, mit dem max-Wert zu rechnen - ich selbst habe an 
so einem Ding mal 4µA gemessen.

So - das ist nun mein neuer Schaltungsentwurf, der alle o.g. Hinweise 
versucht zu berücksichtigen. Die 1k1 Widerstände sind Absicht (bei mir 
gerade in Massen verfügbar). Das Symbol für den 3103 stimmt nicht, ich 
habe gerade in Eagle ncihts anderes gefunden.

Ganz schöner Aufwand für so'n bisschen Pumpe anschalten - aber einfacher 
wird es wohl nicht..

Also so?

bastel schrieb:
> So - das ist nun mein neuer Schaltungsentwurf, der alle o.g.
> Hinweise
> versucht zu berücksichtigen. Die 1k1 Widerstände sind Absicht (bei mir
> gerade in Massen verfügbar).

C2 hat da nichts verloren!



> Das Symbol für den 3103 stimmt nicht, ich
> habe gerade in Eagle ncihts anderes gefunden.

BUZ11

hinz schrieb:
> C2 hat da nichts verloren!

Habe ich da platziert wegen:

Matthias S. schrieb:
> du solltest noch einen dicken
> Reservoir Elko auf der 12V Schiene spendieren

oder ist C3 damit gemeint? dann lass ich ihn einfach weg..

und brauch ich C1 wenn ich C4 habe? (1uF)

bastel schrieb:
> hinz schrieb:
>> C2 hat da nichts verloren!
>
> Habe ich da platziert wegen:
>
> Matthias S. schrieb:
>> du solltest noch einen dicken
>> Reservoir Elko auf der 12V Schiene spendieren

Dann kommt der Minuspol von C2 an GND.


> oder ist C3 damit gemeint? dann lass ich ihn einfach weg..

Nein, C3 ist ein 1µF Kerko, dicht am MCP1702.


bastel schrieb:
> und brauch ich C1 wenn ich C4 habe? (1uF)

Wenn C1 sowohl nah am MCP1702 wie auch nah am ATTiny ist, dann reicht 
der eine.

Falk B. schrieb:
> @hinz (Gast)
> Wenn C1 sowohl nah am MCP1702 wie auch nah am ATTiny ist, dann reicht
>>der eine.
>
> Nö. Schau mal ins Datenblatt, was der MCP1702 haben will (LDO!)

1uF. Kerko, das was der TE vorgesehen hat.

bastel schrieb:
> Das Symbol für den 3103 stimmt nicht

Ois ganz isi.

Ihr seid ein strenges Publikum - mir ging es ja eher ums Prinzip. Aber 
bitte schön - ich habe nach Euren Hinweisen angepasst - ok so?

@Maxim / offtopic - die meisten Deutschen schämen sich zu singen, außer 
beim Fußball. Das war vor 100 Jahren noch anders. Schade eigentlich und 
danke für Deinen Einsatz!

bastel schrieb:
> ok so?

Nein, der Kondensator auf Eingangsseite des Reglers sollte ein 1µF Kerko 
sein, und der dicke Elko gehört nah an den Laststromkreis. Und auch der 
Batterieanschluss gehört nahe des letzteren.

Also gut (sagen wir die räumliche Nähe im Schaltplan entspricht dann 
etwa dem Aufbau) - jetzt habe ich auch die Supply-Symbole eingespart.

Frage zu den Kondensatoren: Was würde passieren, wenn man am 
Spannungsregler statt Kerko's gewöhnliche Elko's verwendet?

bastel schrieb:
> Was würde passieren, wenn man am
> Spannungsregler statt Kerko's gewöhnliche Elko's verwendet?

Er schwingt wegen zu hohem ESR.

hinz schrieb:
> Er schwingt wegen zu hohem ESR.

Interessant! Das werde ich auf einem Steckbrett mal ausprobien. Bis 
100mV wäre mir das egal.

Falk B. schrieb:
> Nein. Auch du willst keinen schwingenden Spannungsregler.

Bedeutet "schwingend" in dem Fall nicht einfach "höhere Restwelligkeit" 
der 5V-Seite?

ok, alles klar.. :-)

Maxim B. schrieb:
> In den Zeiten von reiner SN74 war Faustregel: für jede IC
> 100n-Kondensator und für 20-30 IC dazu noch Elko ca. 10u.

Die 74er sind recht stromhungrig. Bei 20-30 kommt da schnell mal, je 
nach Typ natürlich, 1A oder mehr zusammen. 10µ scheinen mir da recht 
wenig. Ich würde das eher bei 100µ ansetzen, oder bin ich zu ängstlich?

Safari schrieb:
> Die 74er sind recht stromhungrig. Bei 20-30 kommt da schnell mal, je
> nach Typ natürlich, 1A oder mehr zusammen. 10µ scheinen mir da recht
> wenig. Ich würde das eher bei 100µ ansetzen, oder bin ich zu ängstlich?

Nicht ängstlich, sondern falsch gedacht. Der statische Strom ist 
uninteressant, der C soll die sehr kurzen Stromspitzen beim Umschalten 
der Ausgänge puffern. Je nach Technologie können diese Spitzen höher als 
bei TTL ausfallen, obwohl die Gesamtstromaufnahme geringer ist.