Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Höhere Spannung schalten


von Hannibal (Gast)


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Hallo zusammen,
bevor ich zu meiner Frage komme möchte ich noch erwähnen, dass ich nur 
absolut geringe Kenntnisse in der Mikroelektronik habe und bisher mit 
meinem Arduino nur ein wenig herumexperimentiert habe.

So, nun meine Frage: Wie kann ich von einem Arduino aus eine höhere 
Spannung als die 5V schalten? Ich lese immer wieder von Relais... Aber 
ist das nicht eher etwas für die Herren aus der 220V-Abteilung? Ich war 
der Meinung, mit einem Transformator oder Thyristor könnte man sowas 
auch machen...

Es geht hier rein um Theoretische Erklärungen, gerne auch mit Skizzen 
oder so, damit ich es als Laie verstehen kann.

Danke euch schon mal!

von Timmo H. (masterfx)


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von Günter Lenz (Gast)


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Geht doch mit jeden Transistor.
Wie hoch ist denn die höhere Spannung?

von Hannibal (Gast)


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Wie schon gesagt, es handelt sich um rein theoretische Gedankengänge. 
Also wäre es z.B. kein Problem, sagen wir mal 20V damit zu erzeugen?

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Hannibal schrieb:
> Also wäre es z.B. kein Problem, sagen wir mal 20V damit zu erzeugen?
Schalten != Erzeugen
Du schaltest mit dem µC nur einen Transistor, der wiederum die höhere 
Spannung irgendwo hin schaltet. Aber solche Sachen findest du in jedem 
beliebigen Elektronikbuch auf den ersten paar Seiten beim Kapitel "Der 
Transistor als Schalter".

von Christian S. (roehrenvorheizer)


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von MaWin (Gast)


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Hannibal schrieb:
> Es geht hier rein um Theoretische Erklärungen

Dann solltest du erst mal begreifen, dass es verschiedene Spannungen 
gibt, Gleichspannung/Wechselspannung, potentialfrei oder 
potentialgebunden, dass man langsam oder schnell schalten muss, 
potentialfrei trennen oder nur Stromfluss unterbinden, und für jeden 
Zweck ggf. ein anderer Schalter der geeignetste ist, auch was Robustheit 
und Preis ausmacht.

Relais und Reed-Relais, solid state Relais und OptoTRIACs, PhotoMOS und 
Optokoppler, ProFETs (smart high side switch), Analogschalter, TRIACs, 
MOSFETs, Bipolartransistoren und noch ein paar Spezialitäten mehr.

Ohne weitere Angaben kann man nicht die beste Auswahl vorschlagen.

von Toxic (Gast)


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Hannibal schrieb:
> So, nun meine Frage: Wie kann ich von einem Arduino aus eine höhere
> Spannung als die 5V schalten? Ich lese immer wieder von Relais

Wie schon von anderen Usern erwaehnt wurde,gibt es da verschiedene 
Moeglichkeiten.
Fuer Uebungszwecke wuerde ich an deiner Stelle eines dieser billigen 
Relais-Module besorgen und verstehen wie sie funktionieren.Bei diesen 
Modulen kannst du dich gleich in Thematik Relais,Transistor und 
Optokoppler (fuer galvanische Trennung)einarbeiten.Wenn du das mal 
verstanden hast,hast du schon viel gewonnen.
Mit 4 bzw.8 Relais auf so einem Modul kannst du schon mal etwas 
"Klappermusik" machen - fuer 230V wuerde ich sie nicht einsetzen,da die 
Leiterbahnen nicht die entsprechenden Sicherheitsabstaende aufweisen.

https://www.ebay.de/itm/5V-Four-4-Channel-Relay-Module-With-optocoupler-For-PIC-AVR-DSP-ARM-Arduino-8051/201498785043?hash=item2eea437513:g:aj4AAOSww85aXVnQ

Beitrag #5530765 wurde von einem Moderator gelöscht.
von Maxim B. (max182)


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Hannibal schrieb:
> So, nun meine Frage: Wie kann ich von einem Arduino aus eine höhere
> Spannung als die 5V schalten?

Es gibt eine Menge von Möglichkeiten.
Die Fragen, die du zuerst beantworten solltest, sind:
1. Spannung und Strom, welche?
2. Aktive "0" oder "1" ?
3. Wie schnell sollte die Schaltung sein?
4. Galvanisch isoliert oder nicht?

Im einfachsten Fall reichen 2 Transistoren und 3 Widerstände. Oder 
Optokoppler und Widerstand.

: Bearbeitet durch User
von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Maxim B. schrieb:
> Im einfachsten Fall reichen 2 Transistoren und 3 Widerstände. Oder
> Optokoppler und Widerstand.
Oder gar nur 1 Widerstand und 1 Transistor...

Hannibal schrieb:
> Es geht hier rein um Theoretische Erklärungen, gerne auch mit Skizzen
https://www.google.com/search?q=24v+mit+5v+schalten+schaltplan
Ergibt dann je nach Anwendergruppe sowas:
https://www.sps-forum.de/elektronik/43838-mit-5vdc-ttl-24vdc-schalten-selbstbau-schaltung-im-schaltschrank.html
oder sowas:
https://www.infineon.com/cms/de/product/power/smart-low-side-high-side-switches/automotive-smart-high-side-switch-profet/
oder sowas:
https://www.mikrocontroller.net/articles/Transistor
Besonders Letzteres bietet recht viel grundlegende Informationen zum 
Thema...

von Timmo H. (masterfx)


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Lothar M. schrieb:
> Oder gar nur 1 Widerstand und 1 Transistor...
Oder gar nur ein Mosfet ohne Widerstand (bei geringen Schaltfrequenzen 
und/oder geringer Gate-Kapazität des Mosfets)
Und als kleinen Bonus hat verbrät man dann kaum Leistung am Mosfet 
selbst.

: Bearbeitet durch User
von Stefan F. (Gast)


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Du brauchst ein bisschen Grundlagen Kenntnisse und Fachwörter, um hier 
diskutieren zu können. Ich schlage vor, dass du mein Tutorial 
durcharbeitest. Darin befindet sich neben dem Grundwissen auch die 
Antwort auf deine Frage.

http://stefanfrings.de/mikrocontroller_buch/index.html

Dort wird der ATtiny13A verwendet, du kannst aber prinzipiell alle 
Versuche auch mit deinem Arduino Modul nachvollziehen (abgesehen von der 
Lötarbeit im Band 1).

Der Arduino Bootloader ermöglicht Dir die Programmierung ohne ISP 
Programmer. Avrdude unterstützt ihn.

von Maxim B. (max182)


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Lothar M. schrieb:
> Oder gar nur 1 Widerstand und 1 Transistor...

Nur für den Fall, daß die Last auf GND geschaltet wird. Will man aber 
wirklich die Spannung schalten, die höher ist als 5 Volt, braucht man 
mindestens 2 Transistoren. Oder nur ein Optokoppler.

von Timmo H. (masterfx)


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Maxim B. schrieb:
> ill man aber
> wirklich die Spannung schalten, die höher ist als 5 Volt, braucht man
> mindestens 2 Transistoren.
Hust.. MOSFET

von Stefan F. (Gast)


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> Hust.. MOSFET

Was soll das bedeuten? MOSFET sind Transistoren und auch davon brauchst 
du 2 Stück.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Maxim B. schrieb:
> Nur für den Fall, daß die Last auf GND geschaltet wird
Ja, so ist das bei solchen Fragen ohne konkrete Aufgabe und Angaben zur 
Last und zur Quelle: man rät ewig im Kreis.

von Stefan F. (Gast)


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> Ja, so ist das bei solchen Fragen ohne konkrete Aufgabe und
> Angaben zur Last und zur Quelle: man rät ewig im Kreis.

Und wenn wir zu oft nachfragen, bevor wir antworten, werden wir vom 
Fragesteller beschimpft.

von Roland F. (rhf)


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Hallo,

Stefanus F. schrieb:
> Und wenn wir zu oft nachfragen, bevor wir antworten, werden wir vom
> Fragesteller beschimpft.

Wo?

rhf

von Joachim B. (jar)


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Roland F. schrieb:
> Stefanus F. schrieb:
>> Und wenn wir zu oft nachfragen, bevor wir antworten, werden wir vom
>> Fragesteller beschimpft.
>
> Wo?

ich @work, frage ich nicht nach und baue falsch habe ich Schuld, frage 
ich alles nach ist es auch wieder falsch weil mir eben nie alle Fragen 
beantwortet werden können und ich bekomme keinen Auftrag, nur Kritik.

hach morgen darf ich wieder hin....

von Timmo H. (masterfx)


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Stefanus F. schrieb:
> Hust.. MOSFET
>
> Was soll das bedeuten? MOSFET sind Transistoren und auch davon brauchst
> du 2 Stück.
Naja Transistoren haben halt nen Spannungsabfall wegen des pn Übergangs, 
mosfets halt fast gar keinen

von Stefan F. (Gast)


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> Transistoren haben halt nen Spannungsabfall wegen des pn Übergangs,
> mosfets halt fast gar keinen

MOSFETs sind Transistoren.

Bipolare Transistoren haben einen Spannungsabfall, MOSFET ebenfalls. Bei 
MOSFET ist der Spannungsabfall typischerweise geringer, insbesondere bei 
hohen Stromstärken (über 100mA). Dafür haben sie aber auch Nachteile, 
zum Beispiel die 100 bis 1000 fach größere Gate-Kapazität und die 
Empfindlichkeit gegenüber statischen Ladungen.

Die Bauteil-Auswahl sollte sich nach den (immer noch unbekannten) 
Anforderungen richten.

von Maxim B. (max182)


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Es gibt noch sehr bequeme IC: UDN2981 - UDN2984. Gleich 8 Stück Treiber 
in einem Gehäuse.

Wenn die Spannung nicht über 18 Volt geht, kann man dafür auch MOSFET-IC 
aus der Reihe TC44xx und MCP14Ex benutzen. Z.B. TC4421A, mit Impedance 
1,2 Ohm, bis 2 A Strom, oder bis 10 A im Impuls. Wenn Strom unter 1,25 A 
bleibt, wird Spannung weniger fallen als bei UDN2981.

: Bearbeitet durch User
von Joachim B. (jar)


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Maxim B. schrieb:
> Es gibt noch sehr bequeme IC: UDN2981 - UDN2984. Gleich 8 Stück Treiber
> in einem Gehäuse.

die sind aber deutlich schwächer, während ein ULN2803a 2,5A in Summe 
nach GND schalten kann, pro Port 0,5A

kann der hi side Treiber nur 0,5A für alle Ports, pro Port 80mA maximal

so richtig ist es kein Ersatz wer höhere Lasten treiben will

von Martin H. (horo)


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Joachim B. schrieb:
> der hi side Treiber ... so richtig ist es kein Ersatz wer höhere Lasten treiben 
will

Stefanus F. schrieb:
> Die Bauteil-Auswahl sollte sich nach den (immer noch unbekannten)
> Anforderungen richten.

von Maxim B. (max182)


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Joachim B. schrieb:
> die sind aber deutlich schwächer, während ein ULN2803a

ULN28xx - das ist etwas anderes. IC schaltet Last zu GND. Während die 
IC, die ich angegeben haben, schalten Hochspannung an die Last.

ULN28xx kann man mit 7 MOSFET ersetzen. UDN298x dagegen nur mit 14 
MOSFET und mindestens 14 Widerständen.

: Bearbeitet durch User
von Joachim B. (jar)


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Maxim B. schrieb:
> ULN28xx - das ist etwas anderes. IC schaltet Last zu GND. Während die
> IC, die ich angegeben haben, schalten Hochspannung an die Last.

weiss ich dch, nur ändert das aber nichts an meiner Aussage das mit den 
UDN eben nicht gleichwertig Lasten als hi side geschaltet werden können!

von M.A. S. (mse2)


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Roland F. schrieb:
> Hallo,
>
> Stefanus F. schrieb:
>> Und wenn wir zu oft nachfragen, bevor wir antworten, werden wir vom
>> Fragesteller beschimpft.
>
> Wo?

Och an etlichen Stellen hier in diesem Theater.
Nicht jedoch (bisher) in diesem Thread.

von Hannibal (Gast)


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M.A. S. schrieb:
> Roland F. schrieb:
>> Hallo,
>>
>> Stefanus F. schrieb:
>>> Und wenn wir zu oft nachfragen, bevor wir antworten, werden wir vom
>>> Fragesteller beschimpft.
>>
>> Wo?
>
> Och an etlichen Stellen hier in diesem Theater.
> Nicht jedoch (bisher) in diesem Thread.

Dann glaube ich habe ich einen schon besetzten Namen gewählt. Dies ist 
mein erster Beitrag in diesem Forum, da ich mich erst seit 2 Wochen mit 
Arudino auseinandersetze, weshalb ich hier sicher niemanden beleidigt 
habe.

Ich danke euch allen für eure umfangreichen Antworten, das hat mich 
schon ein Stück weiter gebracht, die Materie ein wenig zu verstehen.

Schönes Wochenende allerseits!

von M.A. S. (mse2)


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Hannibal schrieb:
> Dies ist
> mein erster Beitrag in diesem Forum, da ich mich erst seit 2 Wochen mit
> Arudino auseinandersetze, weshalb ich hier sicher niemanden beleidigt
> habe.

Wahrscheinlich hast Du meine Äußerung falsch verstanden. Sie hatte 
ausdrücklich nicht mit diesem Thread und auch nichts mit Dir zu tun!


Meine Äußerung bezog sich auf die Frage von Roland F.:

Roland F. schrieb:
> Wo?

...die auf diesen Beitrag folgte:

Stefanus F. schrieb:
> Und wenn wir zu oft nachfragen, bevor wir antworten, werden wir vom
> Fragesteller beschimpft.

Dieser Beitrag sollte meiner Meinung nach ausdrücken, dass wir solches 
hier in diesem Forum leider sehr oft erleben, es war aber nicht auf Dich 
gemünzt.

: Bearbeitet durch User
von Stefan F. (Gast)


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Ja.

Ich wüsste dennoch gerne, wie denn die konkreten Anforderungen für 
diesen Thread hier lauten.

von Künstler (Gast)


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Hannibal schrieb:
> ist das nicht eher etwas für die Herren aus der 220V-Abteilung?

Ich empfehle, langsam von der früheren Nennspannung 220 V (bis 1987) auf 
die heutigen 230 V umzuschalten.

von Stefan F. (Gast)


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Der Hannibal rückt einfach nicht mit den Anforderungen raus.

> Es geht hier rein um Theoretische Erklärungen,
> gerne auch mit Skizzen oder so

Ich habe langsam das Gefühl, dass er hier eine Abschrift der Artikel in 
der Artikelsammlung erwartet.

von Künstler (Gast)


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Stefanus F. schrieb:
>> Hust.. MOSFET
>
> Was soll das bedeuten? MOSFET sind Transistoren und auch davon brauchst
> du 2 Stück.

Nimm besser 3 Stück oder noch besser 4 Stück.
Die halten länger durch.

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