Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Arduino: Probleme beim Ansteuern von LED Strips über MOSFET


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von Max M. (fdmp)


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Hi,

ich bin gerade dabei RGBW LED Strips über einen Arduino Nano anzusteuern 
und habe mich an dem Schaltplan im Anhang orientiert. Als MOSFETs 
verwende ich 4x Irlz44n. Statt dem 10k Widerstand verwende ich einen 8k 
Widerstand um Gate auf Masse zu ziehen. Statt 12V arbeite ich mit 24V 
LEDs. Sonst ist es identisch zu dem angehängten Schaltplan.
Allerdings leuchten die LEDs dauerhaft (etwas gedimmt), auch wenn kein 
PWM Signal anliegt. Selbst wenn ich den Arduino komplett entferne und 
somit keine Spannung am Gate anliegt, leuchten die LEDs weiter. Wenn ich 
die Spannung am LED Strip messe, kommen dort ca. 17V (von 24V) an.
Wie kann das sein, wenn am Gate gar kein Signal anliegt? Auch wenn ich 
ein PWM-Signal am Gate anlege, ändert sich überhaupt nichts.

von Jörg R. (solar77)


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Zeige Deinen Aufbau und den korrekten Schaltplan. Dein Bildchen passt 
nicht zu RGBW.

Welche Spannung liegt am Gate an wenn die Leds aus sein sollen?

von leuchte (Gast)


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Wenn alles tatsächlich so ist wie auf dem Bild dann können nur die 
Transistoren kaputt sein. Viel wahrscheinlicher ist allerdings daß der 
Aufbau nicht der Abbildung entspricht. Schon

Max M. schrieb:
> ...verwende ich einen 8k
> Widerstand

macht skeptisch. Die sind extrem selten...

von Oliver L. (olubritz)


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Hey Max,
ich denke auch, dass deine MOSFETs durch sind. Wenn der Aufbau bei dir 
ist, wie auf dem Bild, sollte es grundsätzlich funktionieren. Obwohl ich 
mit den Reihenwiderständen zwischen dem Arduino und den Gates der 
MOSFETs aufpassen würde. Du baust dir mit dem 8k-Widerstand hier einen 
Spannungsteiler und verringerst dann die Ansteuerspannung Vgs. Wenn der 
Serienwiderstand zu hochohmig ist, dann kann es sein, dass die MOSFETs 
nicht mehr richtig durchschalten.

Da sie aber aktuell auch durchschalten, wenn du den Arduino abklemmst, 
denke ich halt auch, dass sie kaputt sind. Oder der Aufbau ist nicht wie 
hier angezeigt. Dies kann zum Beispiel sein, wenn du Drain und Source 
vertauscht hast (Thema Body-Diode der MOSFETs).

Gruß
Olli

von Hubert (Gast)


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Max M. schrieb:

> Widerstand um Gate auf Masse zu ziehen. Statt 12V arbeite ich mit 24V
> LEDs. Sonst ist es identisch zu dem angehängten Schaltplan.

Die maximale Gate-Source Spannung dieses MOSFET ist +-16 Volt, und du 
kommst mit 24 Volt daher. Das ist dein Problem, und ob die MOSFETs das 
überlebt haben ist fraglich. Vor derartigen Änderungen 12V -> 24V kann 
ein Blick ins Datenblatt nie schaden.

von Oliver L. (olubritz)


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Hubert schrieb:
> Max M. schrieb:
>
>> Widerstand um Gate auf Masse zu ziehen. Statt 12V arbeite ich mit 24V
>> LEDs. Sonst ist es identisch zu dem angehängten Schaltplan.
>
> Die maximale Gate-Source Spannung dieses MOSFET ist +-16 Volt, und du
> kommst mit 24 Volt daher. Das ist dein Problem, und ob die MOSFETs das
> überlebt haben ist fraglich. Vor derartigen Änderungen 12V -> 24V kann
> ein Blick ins Datenblatt nie schaden.

Da jedoch an der Gate-Source-Strecke nur die Spannung vom Arduino 
anliegt, also wahrscheinlich 3,3V, ist dies kein Problem. Der MOSFET 
wird hier ja als Low-Side-Schalter verwendet. Die 24V liegen hier auf 
der Vds (Drain-Source-Strecke) und da kann der MOSFET 55V, wenn ich es 
richtig gesehen habe.

Gruß
Olli

von Jack V. (jackv)


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Oliver L. schrieb:
> Da jedoch an der Gate-Source-Strecke nur die Spannung vom Arduino
> anliegt, also wahrscheinlich 3,3V, ist dies kein Problem.

Ursprünglich sind’s 5V, aber auch bei diesen würde der verwendete 
IRLZ44N nicht voll durchschalten, wenn ich da nicht was falsch 
verstanden habe. Dazu kommen noch die Widerstände, die quasi noch ’nen 
Spannungsteiler bilden. Mag das die Probleme erklären?

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Jack V. schrieb:
> Mag das die Probleme erklären?

Ich denke nicht.

von Jack V. (jackv)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Ich denke nicht.

Bist du sicher? Wenn sie, weil sie mangels ausreichender Spannung nicht 
durchschalten konnten, in einem Bereich gefahren wurden, in dem sie 
zuviel Strom in Wärme umgesetzt haben, mögen sie nun beschädigt sein, 
und ein solches Verhalten zeigen.

Aber: eigentlich™ kann man so MOSFETs ja recht einfach grundlegend auf 
Funktion überprüfen.

: Bearbeitet durch User
von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Jack V. schrieb:
> Bist du sicher?

Ja. Der Arduino UNO liefert läuft auf mindestens 4,5 Volt. Davon kommen 
mindestens 4V am Transistor an.

Die Gate Threshold Voltage ist 1 bis 2 Volt. Das (linke) Diagramm 
bezieht sich auf den typischen (mittleren) Fall. Für den ungünstigsten 
Fall müssen wir die Kurve also um 0,5V versetzt lesen (also bei 3,5V 
statt 4V). Dort lese ich 30 Ampere ab.

Außerdem ist der RDSon für 4V bei 21A auf maximal 0,035Ω spezifiziert.

So viel Strom wird der LED Streifen wohl nicht ziehen. Also ist die 
Schaltung ist theoretisch OK.

Der stärkste Hinweis für einen Hardwarefehler oder Defekt ist:

Max M. schrieb:
> Allerdings leuchten die LEDs dauerhaft (etwas gedimmt), auch wenn kein
> PWM Signal anliegt. Selbst wenn ich den Arduino komplett entferne und
> somit keine Spannung am Gate anliegt, leuchten die LEDs weiter.

: Bearbeitet durch User
von Jack V. (jackv)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Ja.

Hab falsch geschaut, sorry. Danke für die Erläuterungen.

von Jens G. (jensig)


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Naja, wie so üblich, hat er bestimmt mal die Masseleitung zw. beiden 
Modulen vergessen, und durch die sich dann recht ungünstig auswirkenden 
Netzableitströme die Mosfets gekillt.

von Jörg R. (solar77)


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Jens G. schrieb:
> Naja, wie so üblich, hat er bestimmt mal die Masseleitung zw. beiden
> Modulen vergessen, und durch die sich dann recht ungünstig auswirkenden
> Netzableitströme die Mosfets gekillt.

Deswegen, wie üblich die Frage nach hilfreichen Informationen....ein 
Dauerthema bei vielen neuen Threads.

Jörg R. schrieb:
> Zeige Deinen Aufbau und den korrekten Schaltplan. Dein Bildchen
> passt nicht zu RGBW.
>
> Welche Spannung liegt am Gate an wenn die Leds aus sein sollen?


Oliver L. schrieb:
> ich denke auch, dass deine MOSFETs durch sind.

Nö, dass denke ich eher nicht.

von Oliver L. (olubritz)


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> Jörg R. schrieb:
>> Zeige Deinen Aufbau und den korrekten Schaltplan. Dein Bildchen
>> passt nicht zu RGBW.
>>
>> Welche Spannung liegt am Gate an wenn die Leds aus sein sollen?
>
>
> Oliver L. schrieb:
>> ich denke auch, dass deine MOSFETs durch sind.
>
> Nö, dass denke ich eher nicht.

Ok stimmt, wenn der Aufbau nicht passt und dort ein Fehler drin ist, 
kann es auch das sein. Ich habe mich darauf bezogen, dass der Aufbau 
korrekt ist und die LEDs auch leuchten, wenn der Arduino nicht 
angeschlossen ist. Dann spricht es aus meiner Sicht eher dafür, dass sie 
defekt sind. Aber du könntest schon Recht haben, dass ein Fehler im 
Aufbau wahrscheinlicher is.

Gruß
Olli

von MaWin (Gast)


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Max M. schrieb:
> Selbst wenn ich den Arduino komplett entferne und somit keine Spannung
> am Gate anliegt

Nur wenn der 10k (8k) Widerstand noch dran bleibt, liegt UGS auf 0V. 
Denn eine Spannung ist immer da.

> euchten die LEDs weiter. Wenn ich die Spannung am LED
> Strip messe, kommen dort ca. 17V (von 24V) an

Sehr merkwürdig, sogar weniger als 24-UGS(on) also 
Sourcefolgerschaltung, und 24-UDSreverse als D und S vertauscht ergenen 
würde.
Nur erklärbar wenn die 10k fehlen.

von Jörg R. (solar77)


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Oliver L. schrieb:
> Ich habe mich darauf bezogen, dass der Aufbau
> korrekt ist und die LEDs auch leuchten, wenn der Arduino nicht
> angeschlossen ist. Dann spricht es aus meiner Sicht eher dafür, dass sie
> defekt sind. Aber du könntest schon Recht haben, dass ein Fehler im
> Aufbau wahrscheinlicher is.

Alle 3 defekt ist eher unwahrscheinlich. Der TO hat einen Fehler im 
Aufbau. Leider zeigt er den nicht. Das Bildchen ist auch nicht von ihm, 
das hat er irgendwoher reinkopiert. Weder die Spannung passt, noch der 
Streifen. Der TO schreibt von RGBW, also 4 Steuerleitungen zum Band.

Er reagiert bisher auch nicht auf die Kommentare, z.B. wie hoch Ugs ist 
wenn die Leds aus sein sollten. Ein anderer Kommentar bezieht sich auf 
die fehlende GND-Verbindung zwischen den 2 Spannungsquellen, also 
Arduino und die Versorgung für das Band.

Als erstes nochmals den Aufbau überprüfen...und zeigen.

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