Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Optokoppler & Transistor für 24V (800mA)?


von Patrick B. (patrick_b579)


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Hey Leute,

ich bin seit bestimmt zwei Wochen auf der Suche nach einer Möglichkeit 
24V (~800mA) mit meinem 5V Schaltkreis zu schalten ohne, dass 
Temperaturen (>55°C) entstehen.

Mittels eines TSR 1-2450 regle ich meine 24V auf 5V herunter um meinen 
WeMos D1 Mini zu betreiben. Allerdings benötigt mein Verbraucher 24V und 
zieht eben 800mA.

Ich habe spontan an eine Kombination aus Optokoppler und einem 
Transistor gedacht. Allerdings fehlt mir hierzu das nötige Know-How die 
passenden Elemente dafür auszuwählen, ohne dass mir die Wohnung 
abfackelt.

5V Seite | 24V Seite:
Mikrocontroller > Optokopper | Optokoppler > Transistor > Verbraucher


P.S.: Ich habe schon einige Beiträge von anderen Fragenden hier gesehen, 
welche ziemlich eskaliert sind bzgl. "les dich selbst ein, das kann ja 
nicht wahr sein, raus aus der Community du Amateur" etc.. Ich poste 
hier, weil ich einfach nicht mehr weiterkomme und wäre für gute 
Ratschläge, Tipps und Lösungen dankbar.


Liebe Grüße

Patrick

: Bearbeitet durch User
von hinz (Gast)


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Schau dir PhotoMOS Relais an.

von Helge (Gast)


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Brauchst du unbedingt die trennung mit Optokoppler? Muß dein Verbraucher 
an der Masse hängen? Wenn nicht, schalte direkt mit einem logic level 
NMOS.

von HildeK (Gast)


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Patrick B. schrieb:
> 5V Seite | 24V Seite:
> Mikrocontroller > Optokopper | Optokoppler > Transistor > Verbraucher
Könnte so gehen:
1
                       .--------o---------
2
                       |        |      24V
3
                       |        |
4
                      .-.       |
5
                      | |      .-.
6
                   2k2| |      | |
7
     µC   ___         '-'      | | Last
8
     ----|___|--.      |       '-'
9
                |      |        |
10
         680R   |    |/         |
11
                V -> |          |
12
                -    |>      ||-+
13
                |      |     ||<-  nMOSFET
14
                |      o-----||-+
15
     µC-GND     |      |        |
16
      ----------'     .-.       |
17
                      | |       |
18
                   2k2| |       |
19
                      '-'       |
20
                       |        |      GND
21
                       '--------o----------
22
(created by AACircuit v1.28.6 beta 04/19/05 www.tech-chat.de)
Patrick B. schrieb:
> Mittels eines TSR 1-2450 regle ich meine 24V auf 5V herunter um meinen
> WeMos D1 Mini zu betreiben. Allerdings benötigt mein Verbraucher 24V und
> zieht eben 800mA.
Der TSR 1-2450 hat aber eine gemeinsame Masse zwischen Eingang und 
Ausgang, also ist ein Optokoppler unnötig. Einfach den µC-Ausgang an das 
Gate des nMOSFET (Logic-Level) anschließen, GNDs sind ja verbunden.

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


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Patrick B. schrieb:
> TSR 1-2450
Der trennt keine Potentiale, dein µC hängt also auf der selben Masse wie 
die Versorgung.

Wird die Last dann auch aus diesen 24V versorgt? Wenn ja, dann brauchst 
du keine galvanische Trennung und somit keinen Optokoppler.

Ich würde einfach einen BSP452 Highside-Schalter o.ä. nehmen.

: Bearbeitet durch Moderator
von hinz (Gast)


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Es wäre sinnvoll den Verbraucher zu benennen.

von Wolfgang (Gast)


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Patrick B. schrieb:
> ich bin seit bestimmt zwei Wochen auf der Suche nach einer Möglichkeit
> 24V (~800mA) mit meinem 5V Schaltkreis zu schalten ohne, dass
> Temperaturen (>55°C) entstehen.
>
> Mittels eines TSR 1-2450 regle ich meine 24V auf 5V herunter um meinen
> WeMos D1 Mini zu betreiben.

Hoffentlich meinst du mit "meinem 5V Schaltkreis" nicht den WeMos D1 
Mini.
Der arbeitet nämlich mit 3.3V und kann an seinen IOs folglich auch nur 
maximal 3.3V liefern.
https://www.wemos.cc/en/latest/d1/d1_mini.html

von Patrick B. (patrick_b579)


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Hey,

danke für eure Antworten!

PhotoMOS Relais sehen ziemlich vielversprechend für meinen Zweck aus. 
Werde ich mir mal genauer anschauen. Normale Relais scheiden leider aus, 
da es teilweise über einen längeren Zeitraum ein-/ausgeschaltet wird und 
ein Kunstobjekt in der Wohnung sein soll; das klackern der normalen 
Relais würde hier schnell nervig werden :)

Mosfets im allgemeinen habe ich in meinem Kopf irgendwie abgespeichert 
als: Die Dinger werden verdammt heiß und sind ineffizient. Habe ich das 
falsch im Kopf abgespeichert? Über Korrekturen wäre ich dankbar :)

Der Verbraucher ist ein "Tischnebler", der zweckentfremdet eingebaut 
wird.

Bzgl. der 3.3V und dem WeMos: Klar kommen da nur 3.3V raus; allerdings 
kann er ja mit 5V problemlos betrieben werden über den 5V VIN Pin - das 
war mit "meinem 5V Schaltkreis" gemeint - da hast du Recht.

: Bearbeitet durch User
von MCUA (Gast)


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Es soll auch bipolare Transistoren geben

von hinz (Gast)


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Patrick B. schrieb:
> Mosfets im allgemeinen habe ich in meinem Kopf irgendwie abgespeichert
> als: Die Dinger werden verdammt heiß und sind ineffizient. Habe ich das
> falsch im Kopf abgespeichert? Über Korrekturen wäre ich dankbar :)

Komplett falsch. Man muss sie natürlich auch richtig verwenden.


> Der Verbraucher ist ein "Tischnebler", der zweckentfremdet eingebaut
> wird.

Da reicht ein simpler n-MOSFET für niedrige Logikpegel.

von Patrick B. (patrick_b579)


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Long story short: Für meinen genannten Zweck würde z.B. ein IRF510 
passen?

Den direkt neben einen Temperatursensor packen und wenn der IRF510 zu 
heiß wird einen kleinen Lüfter anschalten? (bzw. 2 für eine schöne 
Luftzirkulation da alles in einem netten Gehäuse verpackt werden soll)

von Falk B. (falk)


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Patrick B. schrieb:
> Mosfets im allgemeinen habe ich in meinem Kopf irgendwie abgespeichert
> als: Die Dinger werden verdammt heiß und sind ineffizient.

Unsinn!

> Habe ich das
> falsch im Kopf abgespeichert?

JA!

>Über Korrekturen wäre ich dankbar :)

https://www.mikrocontroller.net/articles/Transistor#Wie_kann_ich_mit_5V_vom_Mikrocontroller_12V_und_mehr_schalten.3F

Der einfachste Fall ist ein N-Kanal MOSFET auf Masse, IRLZ34N ist eine 
Standardtyp. Der kann mit 5V am Gate sauber schalten. Das geht aber nur, 
wenn deine Last dauerhaft an VCC, hier deine 24V angeschlossen ist und 
Masse schaltbar ist. Bei LED-Streifen ist das meist der Fall.

Wenn, warum auch immer, deine Last fest mit MAsse verbunden ist, muss 
man VCC schalten. Das geht auch, ist halt einen Tick aufwändiger.

Such dir eine Schaltung aus.

von hinz (Gast)


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Patrick B. schrieb:
> Long story short: Für meinen genannten Zweck würde z.B. ein IRF510
> passen?

Nein, das ist keiner für niedrige Logikpegel.

Wenns TO-220 sein soll: IRF3708.

von Falk B. (falk)


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Patrick B. schrieb:
> Long story short: Für meinen genannten Zweck würde z.B. ein IRF510
> passen?

Nö. Lass die olle Gurke stecken. Nimm einen IRLZ34N.

> Den direkt neben einen Temperatursensor packen und wenn der IRF510 zu
> heiß wird einen kleinen Lüfter anschalten? (bzw. 2 für eine schöne
> Luftzirkulation da alles in einem netten Gehäuse verpackt werden soll)

Willst du uns veralbern? Um lausige 800mA zu schalten braucht es weder 
eine Temperaturüberwachung noch einen Lüfter.

von Patrick B. (patrick_b579)


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Ich bedanke mich herzlich bei allen Antwortgebern! Da ist ja einiges 
sehr schnell zusammengekommen! Ich werde mir die Tage alles einmal in 
Ruhe anschauen :)

Vielen Dank!

von Wolfgang (Gast)


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Patrick B. schrieb:
> ... und wenn der IRF510 zu heiß wird

Bei Ansteuerung eines IRF510 mit 3.3V bestehen deine Befürchtungen zu 
Recht.

hinz schrieb:
> Da reicht ein simpler n-MOSFET für niedrige Logikpegel.

Das "niedrige Logikpegel" solltest du nicht ignorieren. Sonst wird das 
in der Tat nichts.

von hinz (Gast)


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Falk B. schrieb:
> Nimm einen IRLZ34N.

Nicht für 3V Ansteuerung geeignet!

von HildeK (Gast)


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hinz schrieb:
> Wenns TO-220 sein soll: IRF3708.

Wenn es auch kleiner sein darf (SOT23): z.B. IRLML6344.
Und andere ...

von Patrick B. (patrick_b579)


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hinz schrieb:
> Falk B. schrieb:
>> Nimm einen IRLZ34N.
>
> Nicht für 3V Ansteuerung geeignet!

Nach Recherche klingt es als würde der passen? 
https://www.reichelt.de/mosfet-n-ch-50v-35a-75w-to-220ab-buz-11-p6251.html

Tut mir leid für diese massive Hilfsanfrage und meiner Planlosigkeit. 
Das Thema in dem Umfang ist noch ziemlich neu für mich - worauf man zu 
achten hat, ...

: Bearbeitet durch User
von hinz (Gast)


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Die uralte Gurke BUZ11 ist alles andere als geeignet.

von hinz (Gast)


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HildeK schrieb:
> hinz schrieb:
>> Wenns TO-220 sein soll: IRF3708.
>
> Wenn es auch kleiner sein darf (SOT23): z.B. IRLML6344.
> Und andere ...

Und in mittlerer Größe (SOT-223): FDT439

von Wolfgang (Gast)


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Patrick B. schrieb:
> Nach Recherche klingt es als würde der passen?
> https://www.reichelt.de/mosfet-n-ch-50v-35a-75w-to-220ab-buz-11-p6251.html

Dann guck dir im Datenblatt des BUZ11 mal die Fig. 5 an.

von Patrick B. (patrick_b579)


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Es wurde jetzt der IRF3708 bestellt. Ich bin gespannt :)

von Ach Du grüne Neune (Gast)


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Patrick B. schrieb:
> Es wurde jetzt der IRF3708 bestellt. Ich bin gespannt :)

Eine gute Wahl. 👍

von Mein Senf (Gast)


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MCUA schrieb:
> Es soll auch bipolare Transistoren geben

Du bist out. Logig Level FETs sind der Hype. Auch wenn die nich voll 
durchschalten und man auch noch 24 Volt "rumliegen" hat und damit einen 
uncoolen Mosfet mit 12V durchsteuern könnte.

Logic Level muss es nun mal sein.

von Mein Senf (Gast)


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hinz schrieb:
> Die uralte Gurke BUZ11 ist alles andere als geeignet.

Ist pauschal so nicht richtig. Wenn man den über einen kleinen 
Transistor - ich weiß, Transistoren sind vill uncool - ansteuert, kann 
man das Gate genau mit der Spannung ansteuern, bei der Rdson das Minimum 
hat.
24V sind schließlich vorhanden.
Es gibt keinen driftigen Grund, Logic Level FETs zu verwenden.

von MCUA (Gast)


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> Logig Level FETs sind der Hype.
Weil du 2 davon benutzt

von Wühlhase (Gast)


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Es gibt (zumindest in diesem Anwendungsfall beim aktuellen 
Kenntnisstand) keinen triftigen Grund, mehr Bauteile als einen einzelnen 
FET zu verbauen.

Ein RdsOn von 40mΩ ist nett, aber mehr auch nicht. Jedenfalls nicht bei 
800mA Drainstrom.

von hinz (Gast)


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Wühlhase schrieb:
> Es gibt (zumindest in diesem Anwendungsfall beim aktuellen
> Kenntnisstand) keinen triftigen Grund, mehr Bauteile als einen einzelnen
> FET zu verbauen.

Einen 100k Widerstand zwische Gate und Source sollte er noch einplanen.

von MCUA (Gast)


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> Es wurde jetzt der IRF3708 bestellt. Ich bin gespannt :)
Der ist 100x überdimensioniert und kostet zudem ca. das 8x von einem 
Bipolaren.

von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


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Optimaler wäre es gewesen, wenn dem TO ein Mosfet mit integrierten 
Schutzdioden für das Gate empfohlen worden wäre. Aber wer nach bereits 
1,75h nach Threaderoeffnung bereits bestellt, muss damit leben.

von hinz (Gast)


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MCUA schrieb:
>> Es wurde jetzt der IRF3708 bestellt. Ich bin gespannt :)
> Der ist 100x überdimensioniert und kostet zudem ca. das 8x von einem
> Bipolaren.

Bist ein ganz doller Experte...

von hinz (Gast)


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Dieter D. schrieb:
> Optimaler wäre es gewesen, wenn dem TO ein Mosfet mit integrierten
> Schutzdioden für das Gate empfohlen worden wäre. Aber wer nach bereits
> 1,75h nach Threaderoeffnung bereits bestellt, muss damit leben.

Sag einen geeigneten in TO-220.

von Falk B. (falk)


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hinz schrieb:
> Sag einen geeigneten in TO-220.

TIP120, NPN Darlington. Dazu 330 Ohm Basiswiderstand und man kann 
das Ding per 3,3V ansteuern. Ist deutlich ESD-resistenter als ein 
MOSFET.

von hinz (Gast)


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Falk B. schrieb:
> hinz schrieb:
>> Sag einen geeigneten in TO-220.
>
> TIP120, NPN Darlington. Dazu 330 Ohm Basiswiderstand und man kann
> das Ding per 3,3V ansteuern. Ist deutlich ESD-resistenter als ein
> MOSFET.

Und verbrät gut ein halbes Watt...

von Ach Du grüne Neune (Gast)


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Falk B. schrieb:
> TIP120, NPN Darlington.

Dann hat man nur noch 23,3 Volt am Verbraucher übrig, das ist noch nicht 
schlimm, aber:

Patrick B. schrieb:
> ohne, dass Temperaturen (>55°C) entstehen.

Am Darlington würden dann bei 800mA, 0,6 Watt verheizt. Das schafft der 
auch ohne Kühlkörper.

von Mein Senf (Gast)


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MCUA schrieb:
>> Logig Level FETs sind der Hype.
> Weil du 2 davon benutzt

Du hast meine Ironie verstanden?

von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


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hinz schrieb:
> Sag einen geeigneten in TO-220.

Nachdem im Forum bereits auch Mosfet mit anderem Gehäuse erwähnt wurden, 
wäre das ein Argument vielleicht abzuweichen. Womöglich meldet sich der 
TO nochmal, wenn alles gut ging.

von Mein Senf (Gast)


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hinz schrieb:
> Und verbrät gut ein halbes Watt...

Gibt Schlimmeres.

von MCUA (Gast)


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> TIP120, NPN Darlington. Dazu 330 Ohm Basiswiderstand und man kann
> das Ding per 3,3V ansteuern. Ist deutlich ESD-resistenter als ein
> MOSFET.
und 2..3x so teuer,
auch rel. uneffizient, wie genannt.

von Manfred (Gast)


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Wühlhase schrieb:
> Ein RdsOn von 40mΩ ist nett, aber mehr auch nicht.
> Jedenfalls nicht bei 800mA Drainstrom.

Quatschkopf. Unabhängig vom Strom sind geringe Verluste = geringe 
Abwärme immer sinnvoll.

MCUA schrieb:
> Der ist 100x überdimensioniert
Nein, nur knapp 78fach, bezogen auf den Maximalstrom.

> und kostet zudem ca. das 8x von einem Bipolaren.

Von welchem bipolaren Typ? Nicht dumm blubbern, Typen konkret benennen!

Dieter D. schrieb:
> Aber wer nach bereits 1,75h nach Threaderoeffnung bereits bestellt,
> muss damit leben.

Nee, er hat das richtig gemacht: Es gab sinnvolle Antworten und anstatt, 
wie in diversen anderen Threads, tagelang weiter zu palawern, macht er 
jetzt einfach los. Wenn Patrick keine grundlegenden Fehler beim Aufbau 
macht, ist er mit den IRF3708 optimal bedient!

Ich habe, neben sehr vielen Bipolartransistoren, auch IRF3708 im Bestand 
und hätte, ohne langes Nachdenken, direkt einen eingelötet.

von MCUA (Gast)


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>> Der ist 100x überdimensioniert
> Nein, nur knapp 78fach, bezogen auf den Maximalstrom.
Aber über 100x, bezogen auf P.V

> Von welchem bipolaren Typ? Nicht dumm blubbern, Typen konkret benennen!
Wer dumm fragt..

von Forist (Gast)


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