Hallo zusammen, *disclaimer: mein Elektronik Wissen ist recht beschränkt Ziel: Ich möchte für ein Terarrium eine Beleuchtung mit LEDs umsetzen und zusätzlich über die Mittagszeit eine Halogenlampe für 3-4 Stunden als zusätzliche Licht und Wärmequelle zuschalten. Um es möglichst kompakt zu halten, möchte ich nach Möglichkeit nur ein Netzteil benutzen. Umsetzung: Umgesetzt habe ich jetzt das Schalten der LEDs über eine MOSFET (IRF3708). Dafür habe ich ein 100W LED Netzteil verwendet, die Leistungsaufnahme der LEDs ist aber nur ~12W. Funktioniert einwandfrei. Den Arduino würde ich dann auch noch über 12V speisen. So weit so gut. Dann habe ich mich ein bisschen in die Halogenlampen eingelesen (u.a. hier Beitrag "55W Halogen Lampe Dimmen mit FET"). Vieles betrifft mich nicht, da ich nicht dimmen will, allerdings stellt sich das Problem des hohen Einschaltstroms. Ich möchte eine 35W Halogenlampe betreiben. Widerstand ist 0,5 Ohm, d.h. 24A Einschaltstrom damit ist eventuelle das Netzteil hin. Die Halogennetzteile sind ja soweit ich das verstehe dafür ausgelegt. Fragen: Wie kann ich das jetzt umsetzen? 1) Kann ich irgendwie den Einschaltstrom begrenzen? Über einen PWM Ausgang könnte ich die Lampe ja hochdimmen. Die Frage ist, geht das an einem MOSFET oder schaltet der zu plötzlich? 2) oder doch separates AC Netzteil, dann brauche ich aber ein SSR, das wenigstens 5A 12V auf der Ausgangsseite kann und idealerweise mit 5V schaltbar ist. Alles was ich da finde ist ziemlich teuer. Da denke ich mir, das müsste doch günstiger gehen. 3) oder alternativ separates AC Netzteil aber gleich die 220V schalten, dann wäre auch das Netzteil nicht ständig an und die SSRs sind günstig. Mittelfristig wollte ich ein Steuergerät haben, mit mehreren LED/Halogen Ausgängen, die ich über einen Arduino unabhängig programmieren kann, damit ich nicht für jedes Terrarium separate Trafos brauche. Hierfür wäre eventuell ein günstiges PC Netzteil geeignet, da wäre massig Leistung da, bin aber nicht sicher, wie es damit Leistungsspitzen aussieht. Wäre für Hilfe dankbar Beste Grüße Hagen
Hagen W. schrieb: > Über einen PWM Ausgang könnte ich die Lampe ja hochdimmen. PWM ändert nichts am Strom, der fließt zwar nicht so lange, aber trotzdem. > Die Frage ist, geht das an > einem MOSFET oder schaltet der zu plötzlich? Bei PWM muß der FET schnell, also "plötzlich" schalten. Man könnte die Halogenlampe über einen Vorwiderstand als Einschaltstrombegrenzung anlassen. Man könnte den FET per RC-Glied am Gate langsam auffahren, wenn man die Verlustleistung beherrscht. Ideen habe ich, einen nachbaufähigen Schaltplan aber nicht.
Hagen W. schrieb: > Kann ich irgendwie den Einschaltstrom begrenzen? Kann man schon, aber das wäre viel aufwändiger, als die offensichtliche Lösung: Nimm einen Transistor oder ein Relais und ein Netzteil, welche den Einschaltstrom vertragen.
Stefan ⛄ F. schrieb: > Nimm einen Transistor oder ein Relais und ein Netzteil, welche den > Einschaltstrom vertragen. Weil sein Dukatenscheißer es erlaubt, ständig neues Zeug zu kaufen? Der IRF3708 kann den Einschaktstrom klaglos tragen, 62A steht im Datenblatt. Er hat ein Netzteil, was gut 8A liefern kann - das genügt für eine 35W Birne. Jetzt die Kurzschlußerkennung auszutricksen, erfordert zwei oder drei Bauteile, einen freien Port am Arduino und etwas Software: Die Glühlampe mit 1,5 Ohm in Reihe anlassen und nach ein paar hundert Millisekunden Vollgas, ein 4W-Drahtwiderstand reicht dazu.
Hagen W. schrieb: > Den Arduino würde ich dann auch noch über 12V speisen. So weit so gut. Grenzwertig, 12V ist nicht die übliche Vin, ich kenne Daten von 7V bis 9V. 12V kann funktionieren wenn der Regler genug Kühlfläche hat und nicht unterdimensioniert ist, bei Nachbauten weiss man das aber immer weniger.
Joachim B. schrieb: > Grenzwertig, 12V ist nicht die übliche Vin, ich kenne Daten von 7V bis > 9V. zumindest laut https://store.arduino.cc/arduino-uno-rev3 ist der empfohlene Bereich 7-12V (6-20V limit). Da ich allerdings einen clone habe, muss ich nochmal schauen, was die specs sagen.
Manfred schrieb: > Stefan ⛄ F. schrieb: >> Nimm einen Transistor oder ein Relais und ein Netzteil, welche den >> Einschaltstrom vertragen. > > Weil sein Dukatenscheißer es erlaubt, ständig neues Zeug zu kaufen? > > Der IRF3708 kann den Einschaktstrom klaglos tragen, 62A steht im > Datenblatt. > > Er hat ein Netzteil, was gut 8A liefern kann - das genügt für eine 35W > Birne. Jetzt die Kurzschlußerkennung auszutricksen, erfordert zwei oder > drei Bauteile, einen freien Port am Arduino und etwas Software: Die > Glühlampe mit 1,5 Ohm in Reihe anlassen und nach ein paar hundert > Millisekunden Vollgas, ein 4W-Drahtwiderstand reicht dazu. also das Ziel wäre schon das Ganze kompakt zu halten, wenn es also mit einem Netzteil geht, würde ich das bevorzugen. Über einen Widerstand in Reihe hatte ich auch schon nachgedacht, hatte es nur verworfen wegen der enormen Verlustleistung. Wenn ich Dich richtig verstehe würde ich mit einem MOSFET die Lampe mit Widerstand in Reihe einschalten und dann einen zweiten MOSFET ohne Widerstand schalten und den ersten wieder ausschalten und so die Lampe ohne Widerstand betreiben? Nur die 4W in Reihe verstehe ich nicht, da würden wenn ich es richtig gerechnet habe nur 300 mA fließen, davon wird ja die Wendel (vermutlich?) nicht heiß und damit der Widerstand nicht höher. Muss es nicht eher 20W sein? VG Hagen
Hagen W. schrieb: > zumindest laut https://store.arduino.cc/arduino-uno-rev3 ist der > empfohlene Bereich 7-12V (6-20V limit). Da ich allerdings einen clone > habe, muss ich nochmal schauen, was die specs sagen. 20 Volt eindeutig nein, man kann sich beim Schlitzauge nicht darauf verlassen, was er verbaut, AMS1117 oder AZ1117. Das Problem ist thermischer Natur: Joachim B. schrieb: > wenn der Regler genug Kühlfläche hat Die Differenz zwischen Eingang und 5V wird in Wärme umgesetzt, diese werden die kleinen Käferchen nur schlecht los und sterben den Hitzetod. Grob und unverbindlich über den dicken Daumen gepeilt, würde ich bei 12V-Speisung Ströme oberhalb 30mA als kritisch sehen. In etlichen Foren kann man über sterbende A* in 3D-Druckern lesen, weil angeblich die bösen Chinaregler nichts taugen - Quark, die werden einfach zu heiß, weil noch diverse Peripherie an deren 5V hängt. Ich speise meine A* gerne aus einem externen 7805. In einer Anwendung mit sehr wackeliger Versorgung habe ich ein China-Schaltreglermodul davor gesetzt, liefere 6,5 Volt am Vin an.
ok eine 7805 kann ich ja davor hängen, das wäre ja gar kein Problem, die kosten ja nix. Im Moment allerdings hängen nur die MOSFETS mit Widerstand dran, bzw. aktuell einer. Danke für den Hinweis
Hagen W. schrieb: > ok eine 7805 kann ich ja davor hängen und dann NICHT an Vin, sondern an +5V Oder gleich einen Schaltregler auf 5V, wozu dann der Vorregler?
Hagen W. schrieb: > ok eine 7805 kann ich ja davor hängen, das wäre ja gar kein Problem, die > kosten ja nix. Aber der nötige Kühlkörper kostet was. Wenn keiner nötig ist, dann reicht auch der Regler auf dem Board.
Stefan ⛄ F. schrieb: > Aber der nötige Kühlkörper kostet was. Wenn keiner nötig ist, dann > reicht auch der Regler auf dem Board. Nein oder bestenfalls vielleicht, vergleiche "Thermal Resistance Junction-Air" in den Datenblättern. Beim TO-220 ist der definiert, bei den SOT-?? stark abhängig von der Kupferfläche, die wir nicht kennen.
Joachim B. schrieb: > 12V kann funktionieren wenn der Regler genug Kühlfläche hat und nicht > unterdimensioniert ist, Vor allen Dingen kommt es drauf an, wieviel Strom fließt, i.e. wieviel Strom das Arduino Board selbst benötigt und was sonst noch dran hängt. Alleine jede bunt leuchtende LED auf dem Arduino dürfte bei 12V Versorgung an einem linearen Spannungsregler eine Verlustleistung von gut 60mW erzeugen. Zumindest die kann man abklemmen oder gleich zu einem Step-Down Wandler für um die 80ct greifen, der das Problem erheblich entschärft (z.B. ebay 322709169282).
Hagen W. schrieb: > Ich möchte eine 35W Halogenlampe betreiben. > Widerstand ist 0,5 Ohm, d.h. 24A Einschaltstrom Aber nur, wenn du direkt davor einen Low_ESR Elko setzt.... Mit allem drum und dran, kommst du da auf gut 1-Ohm. Da noch einen Placeholder für einen 2W Widerstand(*) vorsehen, falls der µC doch abstürzt. Und zB. ein IRLML2502 genügt da völlig! *) ~0,5-Ohm, Lampe an == ~3A = ~1,5W
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ok ich fasse mal zusammen, was ich mitgenommen habe: Stromversorgung Arduino: 1) 12V direkt an VIN besser nicht 2) 7805 mit Kühlkörper 3) DC-DC Buck Step Down Voltage Converter Wenn ich mich richtig eingelesen habe verbraten lineare Regler die übrige Leistung als Wärme, somit wäre Variante 3 effizienter, was bei der Leistung wahrscheinlich kaum ins Gewicht fällt. Deshalb die Frage: wann nehme ich 2 oder 3? Bezüglich Umsetzung des Einschaltens der Halogenlampe finde ich den Vorwiderstand für mich am einfachsten überschaubar. Nur dass ich es richtig verstehe, habe ich mal eine Zeichnung gemacht (siehe Anhang). Ich würde dann über Dig out 3 vorwärmen und dann auf Dig out 2 wechseln. Ausgänge sind am Arduino im Moment keine Mangelware. Über einen Kondensator habe ich auch nachgedacht, aber zieht der nicht auch einen entsprechend hohen Strom beim Einschalten des Netzteils? Wie müsste der dimensioniert sein? Der sollte ja dann direkt parallel zum Netzgerät denke ich mal oder? Danke für den Tip mit dem IRLML2502, dass mein MOSFET völlig überdimensioniert ist, ist mir allerdings klar. Ich hatte vor eventuell mehrere Hal Lampen gleichzeitig einzuschalten, deshalb habe ich da viel Luft gelassen. Danke für die Hilfe soweit! Hagen
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Hagen W. schrieb: > Deshalb die Frage: wann nehme ich 2 oder 3? Was noch hängt am Arduino dran? Wenn nur die drei Transiroren zu steuern sind, braucht der um 20..30mA. Das wären für einen 7805 7V Differenz = 210 Milliwatt, die packt ein großer (TO-220) ohne Kühlkörper weg, wenn man ihn nicht gerade dusselig in eine Ecke mit Wärmestau steckt. Mit einen chinatypischen Schaltreglermodul ist bei der geringen Last kaum Effizienz zu gewinnen. Ich habe 2017 mal ein paar Billigmodulchen gekauft: https://de.aliexpress.com/item/32356678600.html Die Ausgangsspannung ist schlecht einstellbar und vermutlich nicht sonderlich stabil. Die haben auch ohne Last einen Eigenverbrauch, so dass ich sie unter 50mA als sinnlos sehe. > Ich würde dann über Dig out 3 vorwärmen und dann auf Dig out 2 wechseln. Jepp, genau so habe ich mir das vorgestellt! Nicht hart wechseln, sondern 3 ein, 2 ein und danach 3 aus. > Ausgänge sind am Arduino im Moment keine Mangelware. Das geht mir meistens anders. > Danke für den Tip mit dem IRLML2502, dass mein MOSFET völlig > überdimensioniert ist, ist mir allerdings klar. Dieser Ansicht widerspreche ich: Die Halogenlampe braucht 3 Ampere, der IRLML2502 darf laut Datenblatt 45 mOhm haben - das gibt 0,4 Watt Verluste, für einen SOT im Dauerbetrieb finde ich das nicht sicher. (Ich bin pedantisch, hasse Temperatur in Halbleitern und will für ein ewiges Leben bauen) Der IRF3708 darf 13,5 mOhm haben = 120 mW Verluste, zumindest für die Lampe würde ich den verwenden. Siehe auch Streitereien an anderer Stelle im Forum: Das ist ein Einzelstück, da tut Dir ein Euro mehr an Bauteilekosten nicht weh.
Alles klar, dann mache ich das mit dem 7805 und baue den Rest so auf. Und ja es ist bestenfalls eine Mini Serie, die paar Euro für den Transistor habe ich. Besten Dank! Hagen
Mal eine kurze Rückmeldung hierzu: ich habe das wie beschrieben aufgebaut, den 7805 noch mit 0,33 und 0,1 µF Kondensatoren versehen und alles funktioniert einwandfrei. Beim Einschalten der Halogenlampe mit Widerstand in Reihe glüht sie bei 100 ms noch nicht, bei 200 ms aber deutlich, bin deshalb auf 200 ms gegangen und überbrücke danach mit dem zweiten MOSFET. Allerdings lassen die LEDs beim Einschalten der Halogen Lampe kurz an Intensität nach. Der 7805 wird übrigens bestenfalls handwarm, aber ich habe im Moment auch nur die drei MOSFETs und ein RTC Modul am Arduino (nano in dem Fall). Also besten Dank nochmal für die Hilfe! Hagen
Hagen W. schrieb: > Allerdings lassen die LEDs > beim Einschalten der Halogen Lampe kurz an Intensität nach. Heißt also, dass Deine 12V einbrechen, an der Grenze der Leistungsfähigkeit des Netzteils. > Der 7805 wird übrigens bestenfalls handwarm, aber ich habe im Moment > auch nur die drei MOSFETs und ein RTC Modul am Arduino (nano in dem > Fall). Das ist, wie ich schrieb, abhängig vom Laststrom. Falls noch mehr an die 5V-Schiene kommt, Temperatur beobachten. > Also besten Dank nochmal für die Hilfe! Danke für Deine Rückmeldung, das haben einige Andere leider nicht nötig. Ich freue mich zu lesen, dass die Diskussionen erfolgreich waren.
Manfred schrieb: > Hagen W. schrieb: >> Allerdings lassen die LEDs >> beim Einschalten der Halogen Lampe kurz an Intensität nach. > > Heißt also, dass Deine 12V einbrechen, an der Grenze der > Leistungsfähigkeit des Netzteils. ja komisch, da es ja ein 100W (LED) Netzteil ist. Manfred schrieb: >> Der 7805 wird übrigens bestenfalls handwarm, aber ich habe im Moment >> auch nur die drei MOSFETs und ein RTC Modul am Arduino (nano in dem >> Fall). > > Das ist, wie ich schrieb, abhängig vom Laststrom. Falls noch mehr an die > 5V-Schiene kommt, Temperatur beobachten. kann man da eigentlich auch einfach ein Blech dran schrauben mit Wärmeleitpaste, oder muss es unbedingt so ein Kühlkörper sein? Letztlich muss doch nur die Fläche vergrößert werden. Manfred schrieb: >> Also besten Dank nochmal für die Hilfe! > > Danke für Deine Rückmeldung, das haben einige Andere leider nicht nötig. > Ich freue mich zu lesen, dass die Diskussionen erfolgreich waren. Finde ich selbstverständlich, denn ohne die Hilfe wäre ich so schnell sicher nicht ans Ziel gekommen (wenn überhaupt)! Also besten Dank und weiter so! Grüße Hagen
Hagen W. schrieb: >> Heißt also, dass Deine 12V einbrechen, an der Grenze der >> Leistungsfähigkeit des Netzteils. > ja komisch, da es ja ein 100W (LED) Netzteil ist. 12 Volt / 1,5 Ohm gibt 8 Ampere = 96 Watt, das reicht. Dieser hohe Strom ist nur ein paar Dutzend Millisekunden da, dann glüht die Lampe und es bleiben letzendlich 3 Ampere. Vermutlich hast Du den typischen Fehler unerfahrener Elektroniker, die Verdrahtung, Spannungsabfall auf den Zuleitungen. Das Zauberwort heißt hier "sternförmig", also der großen Last eigene Strippen direkt vom Netzteil aus zu gönnen. Hagen W. schrieb: > kann man da eigentlich auch einfach ein Blech dran schrauben mit > Wärmeleitpaste, oder muss es unbedingt so ein Kühlkörper sein? Letztlich > muss doch nur die Fläche vergrößert werden. Solange der 7805 bis 60°C kommt, hat er das ewige Leben. Selbst drüber lebt der noch viele tausend Stunden. Ich bin da sehr konservativ, andere Kollegen gehen weitaus höher dran! Natürlich, ob nun Kühlkörper oder Alublech, ist egal, es zählt die Fläche, die abstrahlen kann. In (m)einem älteren SAT-Receiver waren drei Längsregler auf das Bodenblech des Gehäuses geschraubt, natürlich mit Isolierscheiben, da die Blechfahne ja elektrisch nicht isoliert ist. Ein 78xx im TO-220 hat ohne Kühlkörper um 65K/W Wärmewiderstand. Bei 100 mA Last und 7 Volt setzt er 0,7 Watt in Wärme um, mal 65 wird er sich um 45 Grad über Umgebung erwärmen. Heißt, bei 25°C Umgebung käme er auf 70°C, noch unkritisch. Wärmeleitpaste ist wohl verzichtbar, zu dick aufgetragen geht die sogar nach hinten los.
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