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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik MOSFET-Treiber mißbrauchen als ULN2803-Ersatz?


Autor: Martin R. (mra)
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Hallo,

habe eine Schaltung, bei der ein Atmega328 über einen ULN2803 low side 
Servos ansteuert - an sich keine Hexerei.

Im Grunde genommen geht das so lala, aber nicht zufriedenstellend.

Denn: ich will die Schaltung eigentlich mit 5V betreiben (auch die 
Servos), aber der ULN "frisst" bereits 0.7V weg, so, das die Servos 4.3V 
bekommen - und nicht laufen, da sie lt. Datenblatt mind. 4.8 V 
benötigen.
Zur Zeit betreibe ich die Schaltung mit 5.4 V (das können alle Chips 
wegstecken), und die Servos freuen sich - nur ich nicht, weil das ... 
unsauber ist.

Bei der Suche nach Alternativen bin ich auf den Low-Side-MOSFET-Treiber
MCP14E10 gestoßen.
Eigentlich wäre der ja eher zum treiben von "dicken" MOSFETs gedacht, 
gibt aber pro Kanal genügend Ampere aus, um stattdessen meine Servos 
treiben zu können. Denke ich.

Deshalb die Frage: könnte man so einen MOSFET-Treiber für solche 
Schaltungen "mißbrauchen"?

Sicher, es würde auch eine diskrete Schaltung mit einem IRLR024N tun, 
aber ... so kleine Chips haben ihren Charme.

Danke,
   Martin

P.S.: ja, ich habe auch den 
Beitrag "Re: Mosfet als Schalter" gesehen, wills 
jetzt aber genau wissen :-)

Autor: Falk B. (falk)
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@ Martin R. (mra)

>Deshalb die Frage: könnte man so einen MOSFET-Treiber für solche
>Schaltungen "mißbrauchen"?

Warum so aufwändig? Ein passender Logic Level MOSFET im SOT-23 Gehäuse 
reicht aus. OK, es gibt auch MOSFET-Treiber in SOT-23 . . .Paßt schon.

Autor: TrollJäger (Gast)
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Immer diese Bastler....das spricht denn gegen ein Standardteil, wie z.B. 
der NUD3124? Wenn der Strom nicht reicht (hast keine Angabe dazu 
gemacht), dann halt was ordentlicheres.

Autor: Peter D. (peda)
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Martin R. schrieb:
> Deshalb die Frage: könnte man so einen MOSFET-Treiber für solche
> Schaltungen "mißbrauchen"?

Da niemand die Daten Deines Servos kennt, kann das auch niemand 
beantworten.

Allgemein würde ich davon abraten, einem Servo den GND wegzuschalten, da 
dann der Steuereingang negativ zu GND werden kann. Es sei denn, das 
Datenblatt des Servos erlaubt das.

: Bearbeitet durch User
Autor: Martin R. (mra)
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Peter D. schrieb:
> Da niemand die Daten Deines Servos kennt, kann das auch niemand
> beantworten.
nun ja ... mir ging es um den Treiber.
Der Servo ist ein Standard-China-Dingsda SG90 (jaja), deren Daten gerne 
mit "Operation Voltage: 4.8 - 6.0 Volts" angegeben werden. Für mich 
reicht es.

> Allgemein würde ich davon abraten, einem Servo den GND wegzuschalten, da
> dann der Steuereingang negativ zu GND werden kann.
Hm ... ok, ist ein Argument. Ich messe das mal nach.

> Es sei denn, das
> Datanblatt des Servos erlaubt das.
Hihi ... wenn ich eines hätte. Ja ich weiss ...

Danke!

Autor: Martin R. (mra)
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TrollJäger schrieb:
> Immer diese Bastler...
Abgesehen davon, das der Nickname Programm ist ...
Ja, ich bastle gerne, aber denke, der Level ist stetig gestiegen.
Amateure sind ja nicht Schlechtes, wenn sie lernen wollen.
:-)


> das spricht denn gegen ein Standardteil, wie z.B.
> der NUD3124?
Nettes Teil ... danke für den Tipp.

> Wenn der Strom nicht reicht (hast keine Angabe dazu
> gemacht), dann halt was ordentlicheres.
500mA max Dauerlast reicht. Peak ist beim Servo immer mehr, aber mein 
kleinen blauen Freunde (SG90) haben auch den USB2-Port vom Notebook 
nicht ins Schwitzen gebracht.

Danke!

Autor: Wolfgang (Gast)
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Falk B. schrieb:
> Warum so aufwändig? Ein passender Logic Level MOSFET im SOT-23 Gehäuse
> reicht aus. OK, es gibt auch MOSFET-Treiber in SOT-23 . . .Paßt schon.

Ein TBD62083A hat 8 Kanäle mit N-MOS Ausgang und kostet kein 70ct.
Will man statt dessen wirklich eine Batterie von SOT-23 Chips aufbauen?
https://www.digikey.de/products/de/integrated-circ...

Autor: Martin R. (mra)
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Falk B. schrieb:
> Warum so aufwändig? Ein passender Logic Level MOSFET im SOT-23 Gehäuse
> reicht aus. OK, es gibt auch MOSFET-Treiber in SOT-23 . . .Paßt schon.
Das ist mein Plan B, im best case mit Logic Level. Hättest Du da einen 
Vorschlag?

Plan A träumt davon, den Chip zu Sockeln und im Falle des Falles 
austauschen zu können. Nenne es Paranoia :-)

Autor: Martin R. (mra)
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Wolfgang schrieb:
> Ein TBD62083A hat 8 Kanäle mit N-MOS Ausgang und kostet kein 70ct.
> Will man statt dessen wirklich eine Batterie von SOT-23 Chips aufbauen?
Deswegen lieber Tausendfüssler. Prinzipiell fand ich ja den ULN2803 ganz 
brauchbar (und wenn er abraucht, stinkt er auch super), aber in der 
MOSFET-Ecke habe ich bisher nichts ähnliches gefunden.
Meine Batterie wären allerdings nur 4 SOT-23, was noch erträglich wäre.
Als Alternative hatte ich mal den TME BTS3410G gesehen, aber da müsste 
ich mein Layout ziemlich ändern (wahrscheinlich blüht mir das aber 
sowieso).

Autor: Martin R. (mra)
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Wolfgang schrieb:
> Ein TBD62083A hat
DAS Teil gefällt mir auch sehr gut!

Autor: MaWin (Gast)
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Martin R. schrieb:
> Deshalb die Frage: könnte man so einen MOSFET-Treiber für solche
> Schaltungen "mißbrauchen

Nein.
Die hohen Ströme, die so ein MOSFET Treiber angeblich schalten kann, 
gelten nur für kurzfristige Impulse (eben das Umladen eines MOSFET 
Gates) und nicht als Dauerstrom.

Martin R. schrieb:
> Das ist mein Plan B, im best case mit Logic Level. Hättest Du da einen
> Vorschlag

Wir wissen nicht, was deine Servos an Anlaufstrom bzw. beim Blockieren 
an 5V ziehen, aber IRF7401 wird gern genommen. Vermutlich hat der Servo 
Freilaufdioden schon drin, aber es schadet nicht eine extern 
dranzubauen.

Wie es mit der Ansteuerung des Servos aussieht, wenn ihm die 
Masseleitung genommen wurde, ist unklar, schalte den Ausgang auf 'Input 
mit pull up'.

Autor: Wolfgang (Gast)
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Martin R. schrieb:
> ... aber in der MOSFET-Ecke habe ich bisher nichts ähnliches gefunden.
> Meine Batterie wären allerdings nur 4 SOT-23

Vielleicht klärt du mal, ob du wirklich Low-Side schalten willst und wie 
hoch der zu schaltende Strom maximal ist.

Autor: Martin R. (mra)
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Hallo,

MaWin schrieb:
> Wir wissen nicht, was deine Servos an Anlaufstrom bzw. beim Blockieren
> an 5V ziehen, aber IRF7401 wird gern genommen.
Ja. Tut mir leid, das ich auch nicht mit vielen Daten dienen kann.
Grund genug, mir die jetzt zu besorgen.
... Ok: schwierig.

Den verschiedenen (widersprüchlichen) Quellen nach geht der 
Stromverbrauch beim SG90 (viel kopiert) bis zu Werten von 360mA und 
700mA (Stall), und im normalen Betrieb von 100mA bis 250mA. Anlaufstrom 
findet man nirgendwo.

Eine Site schreibt:
Idle current  6 ±10mA
Running current  220 ±50mA
Stall current  650 ±80mA

Meine Servos dürften eher im unteren Bereich sein, da zwei davon 
problemlos an einem Arduino UNO mit USB-Stromversorgung gelaufen sind 
(ok: Testaufbau).
Auch die üblichen Arduino-Tutorials lassen den Servo direkt gegen die 
Arduino-Pins laufen (also Vcc, GND und PWM)

Vier gleichzeitig über den ULN2803 hat diesen auch nicht gerade 
angewärmt.

Zeit zum Messen :-) ...

> Vermutlich hat der Servo
> Freilaufdioden schon drin,
ich denke schon. Habe bisher keine Probleme gehabt, und meines Wissens 
sind die in Servos oft schon drin. Muss mal nachsehen (bastel)

> aber es schadet nicht eine extern
> dranzubauen.
Stimmt.


> Wie es mit der Ansteuerung des Servos aussieht, wenn ihm die
> Masseleitung genommen wurde, ist unklar, schalte den Ausgang auf 'Input
> mit pull up'.
Es gab mit den ULN bisher keine Probleme - oder ich habe sie nicht 
"gespürt" bzw. gesehen.


Wolfgang schrieb:
> Vielleicht klärt du mal, ob du wirklich Low-Side schalten willst und wie
> hoch der zu schaltende Strom maximal ist.
Was Low-Side betrifft, bin ich schmerzfrei, kann auch High-Side sein, da 
ich das Platinenlayout so oder so anpassen muß.


Ich gehe davon aus, das der maximale Dauerstrom pro Kanal/Servo nicht 
mehr als 500mA sein wird, eher weniger (siehe oben). Damit meine ich den 
normalen Betrieb.

Abgesehen davon schaltet die Software den Servo sowieso nach einer nach 
der zu fahrenden Strecke berechneten Zeit (plus Sicherhetismarge) ab, so 
das ich den Fall "blockierender Servo" außer Acht lassen will.

Vielen Dank für die Unterstützung!

Gr.,
  Martin

: Bearbeitet durch User
Autor: .o (Gast)
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Martin R. schrieb:
>
> Deshalb die Frage: könnte man so einen MOSFET-Treiber für solche
> Schaltungen "mißbrauchen"?
>


guck halt ins Datenblatt:

I^2*R

RDSon ~ 4-7 Ohm

max P

8-LDIP   ~ 1,12 W
8-LSOIC  ~ 670 mW
8-LDFN   depends on PCB


---
unterscheidet sich jetzt nicht großartig von
30 Jahre altem TSC-/MIC-/XY-426/7/8

Autor: Martin R. (mra)
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.o schrieb:
> guck halt ins Datenblatt:

:-) Das hatte ich - deshalb kam mir ja der Gedanke.
Es hätte ja sein können, das die Leistung nur von Power-MOSFETs 
"abgerufen" werden darf.

Gr.,
  Martin

Autor: Arduino Fanboy D. (ufuf)
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Martin R. schrieb:
> Power-MOSFET
Ja, mag sein!
Nur, wer definiert "Power-MOSFET"?
Ab wann ist irgendwas "Power", und was ist davor oder danach?

https://de.wikipedia.org/wiki/Leistungs-MOSFET
???
> Ab einer Strombelastbarkeit von etwa 1 A wird ein
> MOSFET den Leistungs- MOSFETs zugeordnet.
Sind wir da nicht schon im Bereich deiner Servos?

: Bearbeitet durch User
Autor: Wolfgang (Gast)
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Martin R. schrieb:
> Ich gehe davon aus, das der maximale Dauerstrom pro Kanal/Servo nicht
> mehr als 500mA sein wird, eher weniger (siehe oben). Damit meine ich den
> normalen Betrieb.

Die Absolute Maximum Ratings eines Treibers gelten nicht nur für den 
"normalen Betrieb", sondern immer

Autor: Martin R. (mra)
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Wolfgang schrieb:
> Die Absolute Maximum Ratings eines Treibers gelten nicht nur für den
> "normalen Betrieb", sondern immer
Das ist mir klar.
Trotzdem danke nochmal für den Hinweis.

Autor: Martin R. (mra)
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Wolfgang schrieb:
> Ein TBD62083A hat 8 Kanäle mit N-MOS Ausgang und kostet kein 70ct.
Ich möchte ergänzen, das der Chip die gleiche Pin-Belegung wie ein 
ULN2803 hat. Mal sehen, ob der Chip auch als Ersatztyp genutzt werden 
kann ... in ein paar Tagen weiß ich mehr.

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