Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik HILFE, MOSFET schaltet seltsam


von Michael M. (webster)


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Hallo miteinander, vielleicht könnt Ihr mir bitte helfen:

Applikation:

Ich war/bin auf der Suche nach der Unterbrechung im Begrenzungskabel 
meines Rasenrobotters gescheitert, weil die üblichen Mittel nichts 
brachten. (MW-Radio etc.) Zuletzt habe ich es mit einem Signalinjektor 
versucht: 1,5 kHz einseitig ins Kabel, dabei Masse in den Rasen. Leider 
ohne Erfolg, da Signal zu schwach.

Lösungsansatz & Problem:

Ich wollte das Rechteck-Signal (3,7 V (true RMS)) vom Signalinjektor mit 
einem MOSFET-Modul (F5305) auf 36V "hochschalten" (größere Amplitude = 
stärkeres Feld). Doch ich bekomme kein Rechteck (bzw. gepulste 
Gleichspannung) raus, sondern nur 'ne reine Gleichspannung.

Beobachtung:

Gebe ich die 3,7 V als Gleichspannung auf das Modul wird sauber 
durchgeschaltet; die Kontroll-LED leuchtet hell. Bei einem Rechteck 
glimmt die Kontroll-LED nur. (Oder funktioniert das nur mit "echter" 
Last?)

Wo denke ich falsch? Was müsste ich ändern?

Danke für Eure Hilfe!

PS. Verwendete Teile: s. Bild

: Verschoben durch Admin
von MaWin (Gast)


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Michael M. schrieb:
> Doch ich bekomme kein Rechteck

Wird an der Schaltung liegen, die du NATÜRLICH nicht zeigst.

Michael M. schrieb:
> Was müsste ich ändern?

Deine Schaltung.

Michael M. schrieb:
> MOSFET-Modul (F5305)

So so. Nicht doch ein IRF5305, also 55V P-Kanal MOSFET der erst bei 10V 
weniger als an S(ource) anliegen durchschaltet ?


Ich denke mal, dir ist die Funktionsweise eines MOSFETs vollkommen 
unklar. Bei 36V am Gate ist er eh kaputt.

Man braucht auch keine 36V um empfangbar zu sein. Bei 1.5kHz befindest 
du dich aber im magnetischen Feld. Das entsteht nur durch fliessenden 
Strom. Bei einer Unterbrechung ist der eher 0. Kapazitive 
Spannungsänderung wird durch die (feuchte) Erde um den Draht abgeblockt. 
Du solltest es also mit einer deutlich höheren Frequenz probieren, eher 
UKW.

von H. H. (Gast)


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Das Modul ist für 1,5kHz viel zu lahm.

von Michael M. (webster)


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Oh Mist, wenn es nur daran lag. Hast Du einen Alternativ-Vorschlag?

von H. H. (Gast)


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MaWin schrieb:
> Bei 36V am Gate ist er eh kaputt.

Da ist er auf die fehlerhafte Beschreibung des Moduls reingefallen.

https://robojax.com/learn/arduino/robojax_e-switch_IRF5305S_schematic.jpg

von H. H. (Gast)


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Michael M. schrieb:
> Hast Du einen Alternativ-Vorschlag?

Audioverstärker.

von Michael M. (webster)


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Vielen Dank für Deine Anregungen,

hier eine grobe Skizze.

Lt. Hersteller schaltet er sicher bei 3V. ... Das war dann wohl gelogen.

UKW ist sicher eine Idee. Doch frage ich mich, wie Rasenrobotter ihre 
Home-/Suchleitung finden? Denn die ist eine Stichleitung ohne das da 
eine Schleife / ein geschlossener Stromkreis wäre.

von H. H. (Gast)


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Michael M. schrieb:
> Lt. Hersteller schaltet er sicher bei 3V.

Welcher Hersteller?

von MaWin (Gast)


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Michael M. schrieb:
> hier eine grobe Skizze.

Durch ein Kabel, das am Ende offen ist, kann kein Strom fliessen. Du 
brauchst mindestens eine Verbindung zur anderen Klemme der 36V, z.B. 
über einen Widerstand.

Audioverstärker ist aber eine günstige Lösung

von Helge (Gast)


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Die Steuerungen, die ich bis jetzt repariert hatte, haben alle eine 
geschlossene Schleife. Um ein offenes Drahtende zu finden, dürfte die 
Radio-Idee eher funktionieren als die abgebildeten Kabelfinder. Da ist, 
soweit ich das kenne, eine Spule drin, also induktiv.

Mir ist jetzt immer noch nicht klar, wie der Transistor mit dem 
Generator und dem Draht verschaltet ist. Es reicht ja nicht, nur Impulse 
einer Polarität zu schalten. Damit sendet du dann 0V - nichts - 0V - 
nichts - ...

von Michael M. (webster)


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von H. H. (Gast)


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von Michael M. (webster)


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Helge schrieb:
> Die Steuerungen, die ich bis jetzt repariert hatte, haben alle
> eine
> geschlossene Schleife. Um ein offenes Drahtende zu finden, dürfte die
> Radio-Idee eher funktionieren als die abgebildeten Kabelfinder. Da ist,
> soweit ich das kenne, eine Spule drin, also induktiv.

Ja, das Begrenzungskabel bildet eine Spule.
Doch die Suchkabel (z.B. alle Gardena) sind nur Stichleitungen mit 
offenem Ende.

>
> Mir ist jetzt immer noch nicht klar, wie der Transistor mit dem
> Generator und dem Draht verschaltet ist. Es reicht ja nicht, nur Impulse
> einer Polarität zu schalten. Damit sendet du dann 0V - nichts - 0V -
> nichts - ...

Also: Der Signalgeber-Ausgang geht mit seinem Rechteck auf das 
MOS-Modul-Eingang. 3,7V  0-1-0-1-0-1 .... (1,5 kHz). Ich dachte, dass 
Modul schaltet nun mit dieser Frequenz. (So als ob ich die 
Steuerspannung ein-aus-ein-schalte.) (Wie bei PWM)

von Michael M. (webster)


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Helge schrieb:
> Die Steuerungen, die ich bis jetzt repariert hatte, haben alle
> eine
> geschlossene Schleife. Um ein offenes Drahtende zu finden, dürfte die
> Radio-Idee eher funktionieren als die abgebildeten Kabelfinder. Da ist,
> soweit ich das kenne, eine Spule drin, also induktiv.
>
> Mir ist jetzt immer noch nicht klar, wie der Transistor mit dem
> Generator und dem Draht verschaltet ist. Es reicht ja nicht, nur Impulse
> einer Polarität zu schalten. Damit sendet du dann 0V - nichts - 0V -
> nichts - ...

Ach ja, Signalinjektoren funktionieren generell auch, wenn der 
Stromkreis nicht geschlossen ist. Das macht sie ja so interessant.

von Michael M. (webster)


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MaWin schrieb:
> Michael M. schrieb:
>> hier eine grobe Skizze.
>
> Durch ein Kabel, das am Ende offen ist, kann kein Strom fliessen. Du
> brauchst mindestens eine Verbindung zur anderen Klemme der 36V, z.B.
> über einen Widerstand.
>
> Audioverstärker ist aber eine günstige Lösung

Das Feld soll sich über das Erdreich aufbauen. Der Widerstand ist zwar 
seeeeehr hoch und durch die Unterbrechung gibt es eine Kapazität, 
dennoch arbeiten Signalinjektoren so. Deshalb wollte ich die Spannung 
erhöhen.

Signalinjektoren funktionieren i.d.R. auch, wenn der
Stromkreis (Spule) nicht geschlossen ist. Das macht sie ja so 
interessant.

von Stefan F. (Gast)


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Mit deinem Transistor legst du eine Gleichspannung auf das Kabel.

Wenn er abschaltet ist da nichts, was das Kabel wieder entlädt. Die 
Ladung bleibt drin - mal abgesehen von minimalen Leckströmen durch die 
Isolation.

Du brauchst also mindestens einen Widerstand zum entladen, besser eine 
Gegentaktendstufe (Audio-Verstärker).

von Michael M. (webster)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Mit deinem Transistor legst du eine Gleichspannung auf das Kabel.
>
> Wenn er abschaltet ist da nichts, was das Kabel wieder entlädt. Die
> Ladung bleibt drin - mal abgesehen von minimalen Leckströmen durch die
> Isolation.

Vielleicht ein Thema Rechteck und Oberwellen/Harmonische?
Ich verstehe nämlich nicht, weshalb Signalinjektoren OHNE geschlossenen 
Stromkreis dann gut funktionieren?

von H. H. (Gast)


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Michael M. schrieb:
> Also: Der Signalgeber-Ausgang geht mit seinem Rechteck auf das
> MOS-Modul-Eingang. 3,7V  0-1-0-1-0-1 .... (1,5 kHz). Ich dachte, dass
> Modul schaltet nun mit dieser Frequenz. (So als ob ich die
> Steuerspannung ein-aus-ein-schalte.) (Wie bei PWM)

Du bräuchtest eh Push-Pull.

von H. H. (Gast)


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Michael M. schrieb:
> Ich verstehe nämlich nicht, weshalb Signalinjektoren OHNE geschlossenen
> Stromkreis dann gut funktionieren?

Der Stromkreis ist kapazitiv geschlossen.

von Stefan F. (Gast)


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Michael M. schrieb:
> Ich verstehe nämlich nicht, weshalb Signalinjektoren OHNE geschlossenen
> Stromkreis dann gut funktionieren?

Weil jedes Kabel eine Antenne ist. Der Injektor erzeugt eine Schwingung, 
indem er das eine Ende des Kabels abwechselnd hoch und runter zieht. Das 
Kabel/die Antenne strahlt diese Schwingung ab.

Bei niedrigen Frequenzen im kHz Bereich reden wir aber von sehr wenig 
abgestrahlter Energie. Ich kenne das eher so, dass die Geräte mit sehr 
viel höheren Frequenzen arbeiten und das Signal mit einem trällernden 
Ton modulieren.

von Harald (Gast)


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Den Injektor oben im Bild habe ich auch mal zur Suche verwendet. Der 
funktioniert nur dann, wenn das Kabel oberirdisch liegt und dann auch 
nur manchmal. Kann man also vergessen.
Wenn Du mit den Lösungsansätzen keinen Erfolg hast kann ich den Peaktech 
3435 empfehlen, das ist ein leistungsfähiges Gerät und findet auch tief 
vergrabene Leitungen samt Unterbrechungen. Ja, ist 4x teurer, 
funktioniert dafür aber. In dieser Klasse gibt es auch noch andere 
Hersteller, z.B. Mastech oder baugleich PCE.
Ich verleihe das Gerät jedes Frühjahr an diverse Leute, da ist die 
Anschaffung auch irgendwann wieder drin. Die Bedienung ist kinderleicht 
und auch Laien kommen auf Anhieb damit zurecht.

von (prx) A. K. (prx)


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Michael M. schrieb:
> Doch die Suchkabel (z.B. alle Gardena) sind nur Stichleitungen mit
> offenem Ende.

Wozu dann der Y-Verbinder, mit dem das Leitkabel mit dem 
Begrenzungskabel verbunden wird?

von Stefan F. (Gast)


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Harald schrieb:
> Peaktech 3435

Das arbeitet mit 125 kHz

von Michael M. (webster)


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Harald schrieb:
> Den Injektor oben im Bild habe ich auch mal zur Suche verwendet. Der
> funktioniert nur dann, wenn das Kabel oberirdisch liegt und dann auch
> nur manchmal. Kann man also vergessen.
> Wenn Du mit den Lösungsansätzen keinen Erfolg hast kann ich den Peaktech
> 3435 empfehlen, das ist ein leistungsfähiges Gerät und findet auch tief
> vergrabene Leitungen samt Unterbrechungen. Ja, ist 4x teurer,
> funktioniert dafür aber. In dieser Klasse gibt es auch noch andere
> Hersteller, z.B. Mastech oder baugleich PCE.
> Ich verleihe das Gerät jedes Frühjahr an diverse Leute, da ist die
> Anschaffung auch irgendwann wieder drin. Die Bedienung ist kinderleicht
> und auch Laien kommen auf Anhieb damit zurecht.

Vieeelen Dank für den Hinweis. Ist der Baugleiche PCE vom Typ PCE-186 
CB, echt baugleich, denn der wäre finanziell tragbar?

https://preisvergleich.check24.de/spannungspruefer/pce-instruments-leitungssucher-pce-186-cb-leitungsfinder-mit-spannungspruefer-rj-11-stecker-mit-krokoklemmen.html?utm_source=billiger&utm_medium=cpc&utm_campaign=billiger_cpc&wpset=billiger_sh_555000&glp=1&tid=billiger_partner_0

oder Herstellerseite:

https://www.pce-instruments.com/deutsch/?action=Query&-query.&query.stichwort=PCE-186+CB&query.mode=OR

von Helge (Gast)


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Versuche einen Widerstand vom Ausgang deines Moduls nach Minus. 
Irgendeine Glühbirne 230V / 15W-60W reicht, wenn sonst nichts zur Hand 
ist. Das Modul soll angeblich sehr langsam schalten, aber vielleicht 
reichts.

von Michael M. (webster)


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Helge schrieb:
> Versuche einen Widerstand vom Ausgang deines Moduls nach Minus.
> Irgendeine Glühbirne 230V / 15W-60W reicht, wenn sonst nichts zur Hand
> ist. Das Modul soll angeblich sehr langsam schalten, aber vielleicht
> reichts.

Ähh, wie meinst du das genau? s. Bild

von H. H. (Gast)


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Michael M. schrieb:
> Helge schrieb:
>> Versuche einen Widerstand vom Ausgang deines Moduls nach Minus.
>> Irgendeine Glühbirne 230V / 15W-60W reicht, wenn sonst nichts zur Hand
>> ist. Das Modul soll angeblich sehr langsam schalten, aber vielleicht
>> reichts.
>
> Ähh, wie meinst du das genau? s. Bild

Weder, noch. Du sollst am Ausgang des Moduls ein Glühlampe als Last 
anklemmen.

von Michael M. (webster)


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H. H. schrieb:
> Michael M. schrieb:
>> Helge schrieb:
>>> Versuche einen Widerstand vom Ausgang deines Moduls nach Minus.
>>> Irgendeine Glühbirne 230V / 15W-60W reicht, wenn sonst nichts zur Hand
>>> ist. Das Modul soll angeblich sehr langsam schalten, aber vielleicht
>>> reichts.
>>
>> Ähh, wie meinst du das genau? s. Bild
>
> Weder, noch. Du sollst am Ausgang des Moduls ein Glühlampe als Last
> anklemmen.

Ahh, ja, das vermutete ich schon. (s. mein erstes Posting)
Danke Dir!

Ach ja, kennst Du adhoc einen schnelleren MOSFET, so um 48/50 V der 4-5 
A verträgt? (Wenn mögl. leicht erhältlich.)

von H. H. (Gast)


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Michael M. schrieb:
> Ach ja, kennst Du adhoc einen schnelleren MOSFET, so um 48/50 V der 4-5
> A verträgt? (Wenn mögl. leicht erhältlich.)

Der MOSFET ist schnell genug, mehr als schnell genug. Was das Modul so 
lahm macht, ist die restliche Schaltung darauf.

von Michael M. (webster)


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H. H. schrieb:
> Michael M. schrieb:
>> Ach ja, kennst Du adhoc einen schnelleren MOSFET, so um 48/50 V der 4-5
>> A verträgt? (Wenn mögl. leicht erhältlich.)
>
> Der MOSFET ist schnell genug, mehr als schnell genug. Was das Modul so
> lahm macht, ist die restliche Schaltung darauf.

Na, viel ist ja nicht mehr drauf. Wird also wahrscheinlich am 
Optokoppler liegen. D.h. stöbern und lernen --> und dann DIY .... oder 
Glück haben und was besseres finden. :-)

Nochmals vielen Dank

von H. H. (Gast)


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Michael M. schrieb:
> Wird also wahrscheinlich am
> Optokoppler liegen.

Und an den relativ hochohmigen Widerständen.

von Harald (Gast)


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Michael M. schrieb:
> Vieeelen Dank für den Hinweis. Ist der Baugleiche PCE vom Typ PCE-186
> CB, echt baugleich, denn der wäre finanziell tragbar?
>
> 
https://preisvergleich.check24.de/spannungspruefer/pce-instruments-leitungssucher-pce-186-cb-leitungsfinder-mit-spannungspruefer-rj-11-stecker-mit-krokoklemmen.html?utm_source=billiger&utm_medium=cpc&utm_campaign=billiger_cpc&wpset=billiger_sh_555000&glp=1&tid=billiger_partner_0
>
> oder Herstellerseite:
>
> 
https://www.pce-instruments.com/deutsch/?action=Query&-query.&query.stichwort=PCE-186+CB&query.mode=OR

Der von Dir verlinkte Tracker sieht leider nicht so tauglich aus. Allein 
schon die Spitze des Messempfängers erinnert eher an den Kabeltracker 
aus dem ersten Bild. Die guten Geräte haben einen anderen Aufbau des 
Kopfes, hier sind 3 Spulen jeweils in XYZ Richtung verbaut.

Wie gesagt, den Peaktech 3435 kann ich empfehlen, folgende Geräte habe 
ich zum Beschaffungszeitpunkt mal recherchiert, die sind VERMUTLICH 
ähnlich gut in der Performance:

Mastech MS6818S oder PCE CL 20
Fluke 2042 (sehr teuer)
Bei Kaufland findet man den MY6818AC, dürfte mit Mastech baugleich sein

von Harald (Gast)


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Fun Fact: Vergleiche mal die Schema-Bilder in den Betriebsanleitungen 
des Flukes und des Peaktech, frappierende Ähnlichkeiten. Zusätzlich habe 
ich mal Teardown-Bilder des Flukes gesehen, auch die Platinen des 
Peaktech und die des Flukes haben starke Ähnlichkeiten, wobei das Fluke 
an der einen oder anderen Stelle mechanisch hochwertiger ist. Ich denke 
mal, dass Fluke dieses niedrigvolumige Sondergerät nicht selbst 
entwickelt hat, sondern die Technik vom asiatischen Produzenten fertigen 
lässt. Bei Peaktech ist die Sache klar, die labeln ausschließlich. 
Intern kann man auch den Hersteller auf den Platinen sehen, habe es 
leider vergessen. Aufschrauben werde ich jetzt nicht.

von Michael M. (webster)


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Harald schrieb:
> Fun Fact: Vergleiche mal die Schema-Bilder in den Betriebsanleitungen
> des Flukes und des Peaktech, frappierende Ähnlichkeiten. Zusätzlich habe
> ich mal Teardown-Bilder des Flukes gesehen, auch die Platinen des
> Peaktech und die des Flukes haben starke Ähnlichkeiten, wobei das Fluke
> an der einen oder anderen Stelle mechanisch hochwertiger ist. Ich denke
> mal, dass Fluke dieses niedrigvolumige Sondergerät nicht selbst
> entwickelt hat, sondern die Technik vom asiatischen Produzenten fertigen
> lässt. Bei Peaktech ist die Sache klar, die labeln ausschließlich.
> Intern kann man auch den Hersteller auf den Platinen sehen, habe es
> leider vergessen. Aufschrauben werde ich jetzt nicht.

Hey, Du bist mein Held! Danke, Danke, Danke für Dein Engagement!

Ich werde mir jetzt einen der Profi-Tracker zulegen.

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