Hallo,
ich möchte einen Umschalter durch Mosfets ersetzen und keine
mechanischen Teile wie Umschalter, Relais verwenden.
Der Umschalter soll zwischen einer Durchgangsprüfung mit lowcurrent LED
und direkter LAST umschalten.
Anbei ein sehr vereinfachter Plan. MOS1 rechts ist selbstsperrend. Oben
mit Switch, unten mit MOSFETs, die von einem Arduino geschalten werden.
Als LAST kommen 12v Lampen oder Magnetventile an den Connector. (max 5A)
Diese Schaltung wird nicht funktionieren, solange MOS1 zu ist, da SOURCE
nicht auf GND liegt.
Wie kann ich einen einfachen elektronischen Umschalter für max. 24V und
5A bauen? Gesteuert soll der Umschalter "von Außen" werden, in meinem
Fall über einen Optokoppler von einem Arduino.
Robert schrieb:> Der Umschalter soll zwischen einer Durchgangsprüfung mit lowcurrent LED> und direkter LAST umschalten.
Du brauchst also einen simplen MOSFET, der deinen Zweig mit der
lowcurrent LED kurzschließt. Wozu soll das ganze andere Gedöns gut sein?
Du musst nur deine LED und deinen Widerstand mit einem MOSFET brücken.
Eine Umschaltung ist nicht notwendig, bei einem aktuellen MOSFET mit
einem R_DSon von 100mOhm kannst du den Strom durch den Widerstand und
die LED vollkommen vernachlässigen (tritt eh kein Strom durch da U_F
unterschritt ist).
So funktioniert das übriges nicht mit den MOSFET, du musst schon das
Gate Source Potential beachten. Und natürlich auch noch Drain, nicht
dass die Body Diode das Leiten anfängt oder der MOSFET hops geht.
Muss das ganze wirklich abschaltbar sein?
Und wieso führst du das Signal an deinem Connector nicht über einen OP
an deinen Arduino? Dann kannst du den Messwert direkt auswerten...
Ist das immer noch das gleiche "Problem" wie im
Beitrag "Permanente Durchgangsprüfung an Last" ?
Dann werden deine Chancen auf hilfreiche Antworten mit einem neuen
Thread nicht besser, sondern eher schlechter.
Dein Problem ist, daß du mit deinen Anforderungen viel zu vage bist.
Alle Dinge sollen irgendwie universell funktionieren. Aber so
funktioniert Technik nicht. Es gibt immer irgendwelche Grenzen,
außerhalb derer die Funktion nicht mehr gegeben ist.
Wenn es dir darum geht, die Präsenz eines DC-Verbrauchers zu erkennen,
dann ist die erste Frage: welchen Mindest- und Maximalwiderstand stellt
der Verbraucher dar? Ein offener Anschluß hat nur in der Theorie einen
unendlichen Widerstand. Unter dem Einfluß von Luftfeuchte und Staub
kommst du schnell auf nur wenige Megaohm, wenn es dumm kommt, bis auf
ein paar Hundert Kiloohm. Dein Verbraucher muß schon deutlich
niederohmiger sein, wenn er eindeutig erkannt werden soll.
Punkt zwei: um die Größe eines Widerstands zu messen, muß man irgendwie
Strom und Spannung am Widerstand messen. Im eingeschalteten Zustand ist
das einfach: du muß nur den Strom durch den Verbraucher massen. Die
Betriebsspannung kennst du ja. Im abgeschalteten Zustand ist das
schwieriger. Strom und Spannung sind dann ja per Definition Null und
damit kommst du nicht weiter. Du mußt also einen Teststrom durch den
Verbraucher schicken (im einfachsten Fall schaltest du einen hochohmigen
Widerstand parallel zu deinem Schalter-MOSFET). Das heißt aber, daß
dein Verbraucher nicht 100% ausgeschaltet ist. Der Teststrom fließt ja
immer. Und die Frage ist dann: welche Größe des Teststroms ist für dich
tolerierbar?
Schließlich: es läuft darauf hinaus, Strom durch den Schalter-MOSFET und
Spannung über dem Schalter-MOSFET zu messen. Und - falls sie nicht
bekannt ist - auch die Größe der Versorgungsspannung. Um die
Meßschaltung vernünftig auslegen zu können, brauchst du die jeweiligen
Maximalwerte. Die Minimalwerte ergeben sich dann aus der Auflösung der
Messung.
Harald W. schrieb:> Was für Testströme werden eigentlich bei sog. Netzfreischaltern> benutzt?
Was hat diese Frage außer dem Wort "Schalter" mit dem Thema zu tun?
Harald W. schrieb:> Axel S. schrieb:>>> Du mußt also einen Teststrom durch den Verbraucher schicken.>> Was für Testströme werden eigentlich bei sog. Netzfreischaltern> benutzt?
Gar keiner. Es wird eine Testspannung auf den "freigeschalteten" Kreis
gelegt. Und dann wird der Strom überwacht.
Hallo,
Es geht um eine Steuerung und Überwachung einer mobilen Modellbau
Eisenbahnanlage. NICHT die Züge, sondern die Umgebung!
Verbraucher sind zu 80% 12V "Lämpchen". Dazu kommen ein paar 12V
Induktoren (12v/1A) um diverse beweglichen Teile zu bewegen und ein paar
Magnetspulen von Magnetventilen. Die können im Verhältnis zu anderen
Verbrauchern mehr Strom ziehen. Generell sollte das Gerät pro Kanal 12V
5A schaffen. Zumindest plane ich 5A Sicherungen ein.
Motoren für Winden und 12V LED Streifen sind auch geplant.
In meiner Frage geht es primär mal um einen Kanal. Wenn ich den
verstehe, wird die Vervielfältigung einfacher.
Die Verbraucher sollen an das zu bauende Gerät gehängt werden, wenn die
Anlage aufgebaut wird. Da die Anlage mobil ist, kann sich die
Kanalbelegung ändern! Daher die Anlage des "Steckers".
Ein Arduino schaltet die Geräte. Ich plane eine galvanische Trennung
mittels Optokoppler. Ist vielleicht nicht notwendig, macht aber Spaß!
Zusätzlich soll der Arduino eine Art Durchgangsprüfung beim Start der
Anlage fahren und ausgaben, welche Lampe, Induktor oder generell
Verbraucher "durchgebrannt" ist. Andere Fehler kann ich mit einer
einfachen Durchgangsprüfung kaum aufspüren.
Für diesen Fall soll der Arduino pro Kanal auf die LED-Strecke
umschalten, Durchgang messen, LOW/HIGH zurückgeben und wieder
zurückschalten. Je nach Ergebnis wird die Anlage freigegeben oder nicht.
Die ursprüngliche Idee einer "generellen permanenten" Prüfung habe ich
verworfen. Der Plan wäre gewesen, dass bei defekten Zugübergangslampen
der Zug automatisch umgelenkt wird. Das wurde mir auch
programmiertechnisch in Bezug auf die digitale Steuerung zu komplex.
Vielleicht kommt das später dran, wenn ich die Grundlagen mal erledigt
habe. Daher geht es jetzt um "entweder/oder"!
Ein neuer Thred deshalb, da es hier auch um eine komplett andere Frage
geht, nämlich um die Realisierung eines MOSFET UM-Schalters! hatte ich
am Ende des letzten Thred auch so angegeben.
Ich könnte mir natürlich mehrfache 8 Fach Relaiskarten kaufen. Das macht
jedoch keinen Spaß und der Lernerfolg ist gleich null.
Ich möchte im Zuge der Entwicklung auch gerne etwas dazulernen. Daher
möchte ich, zumindest am Steckbrett die Schaltung von Grund auf bauen.
In weiterer Folge sind mehrfach Treiber sicher eine Idee, da ich
letztendlich irgendwann viele Kanale haben möchte.
Im Zuge diverser Überlegungen, bin ich bei der Realisierung eines reinen
UMSCHALTERS stecken geblieben. Da die Idee eines Umschalters auch bei
anderen Projekten interessant sein könnte, habe ich genau danach
gefragt.
Die LED Strecke immer angeschlossen zu lassen und nur die direkte
Laststrecke zu schalten, wäre demnach auch kein Umschalter!
Die Idee wäre, einen klassischen ON/ON Kippschalter mit MOSFETS zu
realisieren, sodass einerseits höhere Ströme je nach Auslegung möglich
wären, der jeweils andere Strang tatsächlich stromlos wäre und das ganze
von einem Arduino geschaltet werden kann.
Robert schrieb:> Es geht um eine Steuerung und Überwachung einer mobilen Modellbau> Eisenbahnanlage.> Verbraucher sind zu 80% 12V "Lämpchen". Dazu kommen ein paar 12V> Induktoren (12v/1A) um diverse beweglichen Teile zu bewegen
Die deutsche Übersetzung für das englische "inductor" ist nicht
Induktor. Dieses Wort bedeutet etwas ganz anderes.
> und ein paar> Magnetspulen von Magnetventilen. Die können im Verhältnis zu anderen> Verbrauchern mehr Strom ziehen. Generell sollte das Gerät pro Kanal 12V> 5A schaffen. Zumindest plane ich 5A Sicherungen ein.
Kann man machen, würde ich aber trotzdem nicht. Ein Schaltkanal für 5A
ist teurer als einer für 1A. Und es sind ja doch mehr als nur eine
handvoll Kanäle.
> Da die Anlage mobil ist, kann sich die Kanalbelegung ändern!
Das eine folgt nicht aus dem anderen. Auch eine mobile Anlage kann (und
wird!) man jedes Mal gleich verkabeln. Schließlich ist es trivial,
Stecker und Buchsen zu beschriften. Viel weniger trivial ist es, jedes
Mal die Belegung der Kanäle in der Steuerung zu ändern.
> Ein Arduino schaltet die Geräte. Ich plane eine galvanische Trennung> mittels Optokoppler. Ist vielleicht nicht notwendig, macht aber Spaß!
Jetzt wird es vollends albern. Eine galvanische Trennung macht man nicht
zum Spaß, sondern weil sie notwendig ist.
> Zusätzlich soll der Arduino eine Art Durchgangsprüfung beim Start der> Anlage fahren und ausgaben, welche Lampe, Induktor oder generell> Verbraucher "durchgebrannt" ist. Andere Fehler kann ich mit einer> einfachen Durchgangsprüfung kaum aufspüren.
Das ist zumindest halbwegs sinnvoll. Denn in der Tat sind durchgebrannte
Glühlämpchen (gibts die noch? nicht alles LED?) und gammelige Kontakte
das Hauptproblem bei so einer Anlage.
> Für diesen Fall soll der Arduino pro Kanal auf die LED-Strecke> umschalten, Durchgang messen, LOW/HIGH zurückgeben und wieder> zurückschalten.
Halte ich für viel zu aufwendig. Es reicht, den Strom des
eingeschalteten Verbrauchers zu "messen". Die Anführungsstriche
deswegen, weil man nur eine sehr grobe Einschätzung braucht. Bei 12V
wird auch bei gammligster Verdrahtung kein nennenswerter Leckstrom
fließen. Wenn man das Stromlimit bei einigen wenigen mA setzt, reicht
das vollkommen, um einen korrekt angeschlossenen, intakten Verbraucher
von einem nicht angeschlossenen oder anderweitig unterbrochenen
Verbraucher zu unterscheiden.
Und dann muß die Anlage einfach nur jeden Verbraucher einmal testweise
einschalten (auf dem ganz normalen Weg) und kann dann anzeigen, welche
Kanäle ok sind und welche nicht. Es spricht auch nichts dagegen, das im
laufenden Betrieb zu machen. Ein Auto testet ja auch bei jeder
Verwendung des Blinkers, ob die Lampe noch intakt ist und gibt sofort
eine Fehlermeldung.
> Ein neuer Thred deshalb, da es hier auch um eine komplett andere Frage> geht, nämlich um die Realisierung eines MOSFET UM-Schalters!
Du fährst die (leider weit verbreitete) Technik der A/B Fragen. Du hast
ein Problem A und stößt beim Versuch der Lösung auf ein Teilproblem B,
das du nicht lösen kannst. Jetzt fragst du nach Hilfe für B. Weil B aber
recht esoterisch ist, kriegst du keine Hilfe.
Wenn du statt dessen gleich nach Hilfe für A gefragt hättest, dann
hättest du sie auch bekommen. Weil dein Lösungsweg, auf dem du auf B
gestoßen bist, von Anfang an ein Irrweg war.
PS: Du hast jetzt noch eine Schleife zu C gedreht. Nachdem dir keiner
bei B helfen konnte, hast du dir eine neue Lösung für A ausgedacht, und
bist wieder auf ein neues Problem gestoßen, eben C. Nur liegen halt
weder B noch C auf dem Weg...
PPS: ein eleganter Weg wäre, wenn du deine Verbraucher mit
"intelligenten" MOSFETs schaltest. Z.B.
https://www.pollin.de/p/high-side-power-mosfet-ips511gtr-131377 geht bis
1A Dauerstrom. Es gibt aber auch Typen, die mehr abkönnen. Und es gibt
sie auch für die L-Side. Guckstu:
https://www.infineon.com/cms/en/product/power/smart-low-side-high-side-switches/
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