Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik LED Strips an Treppe mit PWM der Reihe nach Ein/Aus


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von MANU M. (manu_m)


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Hi zusammen,

ich versuche mich gerade daran an unsere Treppe LED Strips anzubringen 
(RGBW).
Diese will ich mit einem Arduino / PWM ansteuern.

Dazu nutze ich N Mosfets.

Jetzt würd ich gern noch die einzelnen Stufen jeweils ein / aus schalten 
(lauflicht).

Meine Idee:
Ich hänge jeweils ein P Mosfet zwischen den GNDs und schalte diese mit 
den normalen Ausgängen eines Arduinos.

Ein keiner Testaufbau mit einer einfachen LED hat schon gezeigt das es 
klappen könnte. Jedoch hab ich dafür einen normalen PNP Transitor 
genommen.

Jetzt zur Frage:
Ich find irgendwie kaum P-CH Mosfets (viele SMD bei Reichelt und 
Google).
Wegen PWM sollte ich schon nen Mosfet nehmen oder?
Was für Alternativen gibt es denn? Funktioniert meine Idee so im 
generellen?

DANKE!!!


PS: Gibts vielleicht sogar bauteile mit 5/10/20 Mosfets in einem?
(Bin Software Entwickler und Elektro "Neuling")

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


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MANU M. schrieb:
> Meine Idee
Mein mentaler Txt2Schematic-Converter meldet bei dieser Beschreibung 
einige Fehler.

> Funktioniert meine Idee so im generellen?
Elektroniker unterhalten sich mit Schaltplänen. Hast du sowas?

: Bearbeitet durch Moderator
von foobar (Gast)


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> PWM ansteuern.  Dazu nutze ich N Mosfets.
>
> Jetzt würd ich gern noch die einzelnen Stufen jeweils ein / aus
> schalten (lauflicht).
>
> Meine Idee:
> Ich hänge jeweils ein P Mosfet zwischen den GNDs und schalte diese mit
> den normalen Ausgängen eines Arduinos.

Mach mal ne Zeichnung - das klingt merkwürdig (normalerweise sitzen die 
N im GND- und die P im VCC-Pfad).

> Wegen PWM sollte ich schon nen Mosfet nehmen oder?

Der PWM ist das egal, geht sowohl mit MOSFET als auch BJT.

> Gibts vielleicht sogar bauteile mit 5/10/20 Mosfets in einem?

Gibts sogar mit Milliarden ;-)  Ob die allerdings deine Spannungen und 
Ströme vertragen, ist eher unwahrscheinlich.  Was brauchst du denn?

von Sebastian R. (sebastian_r569)


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Und was genau machst du mit den N-Kanal-MOSFETs?
Gehen die nicht zum Arduino?

P-Kanal in die GND-Leitung ist eher.. naja.

von Stefan F. (Gast)


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Dein Konzept ist nicht überzeugend rüber gekommen. Ich würde mir gerne 
deinen Schaltplan dazu ansehen.

Was den P-Kanal MOSFET angeht: Es stimmt, dass die fast nur in SMD zu 
bekommen sind. Schau dir den NDP6020P an der hat ein TO220 Gehäuse.

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


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MANU M. schrieb:
> Diese will ich mit einem Arduino / PWM ansteuern.
> Dazu nutze ich N Mosfets.
> ...
> Jetzt würd ich gern noch die einzelnen Stufen jeweils ein / aus schalten
> (lauflicht).
Ich würde da in bester Bastelmanier einfach 2 jeweils N-Mosfets in Reihe 
vor die Masse schalten:
der eine macht die PWM un der zweite schaltet die Stufen ein.
1
                 Stufe 1             Stufe 2             Stufe 3
2
  +12V --------o---...---o---...---o---...---o---...---o---...---o--
3
               |         |         |         |         |         |
4
               V=>       V=>       V=>       V=>       V=>       V=>
5
               - R..G..B.- W       -         -         -         -                 
6
               |         |         |         |         |         |
7
             |-'       |-'       |-'       |-'       |-'       |-'      
8
             |<   4x   |<        |<   4x   |<        |<   4x   |<          
9
           .-|-.     .-|-.     .-|-.     .-|-.     .-|-.     .-|-.       
10
Stufe 0/5V |   |     |   |     |   |     |   |     |   |     |   |
11
 1   ------o---+-...-'   |     |   |     |   |     |   |     |   |
12
 2   ----------+---------+-----o---+-...-'   |     |   |     |   |         
13
 3   ----------+---------+---------+---------+-----o---+-...-'   |    Stufe
14
 4   ----------+---------+---------+---------+---------+---------+---... 4
15
 :   ----------+---------+---------+---------+---------+---------+---... :
16
 n   ----------+---------+---------+---------+---------+---------+---... n
17
               |         |         |         |         |         |
18
               o---------+---------o---------+---------o---------+---...
19
               |         |         |         |         |         |
20
               |         o---------+---------o---------+---------o---...                                        
21
               |  ...    |   
22
             |-'       |-'   
23
             |<        |<    
24
PWM 0/5V   R-|-..G.B.W-|-.   
25
               |         |
26
             GND        GND
Nur wenn die Stufe ausgewählt ist und die PWM die Farbe ansteuert, dann 
leuchtet was.

Alternativ könnte man was mit Pullups und Diodenlogik machen. Hier mal 
für ROT gezeichnet:
1
                                                          LED
2
Stufe 0/5V   1        2        3       ...       N        Rot St1
3
             |        |        |        |        |        |
4
            1k       1k       1k       1k       1k       |'    LED
5
             |        |        |        |        |       |<    Rot St2
6
             o--------+--------+--------+--------+-------|.    |
7
             |        |        |        |        |       GND  |'
8
             |        |        |        |        |            |<
9
             |        o--------+--------+--------+------------|.
10
             |        |        |        |        |            GND   Rot StN
11
             |        |        |        |        |       :          |
12
             |        |        |        |        |       :         |'
13
             |        |        |        |        |                 |<
14
             |        |        |        |        o-----------------|.
15
             |        |        |        |        |                 GND
16
             |        |        |        |        |  
17
             |        |        |        |        |  
18
             V        V        V        V        V
19
             -        -        -        -        -          
20
             |        |        |        |        |  
21
PWM_R -------o--------o--------o--------o--------'
Ggfs müssen hier die PWM Ausgänge noch gepuffert werden. Viel Spass beim 
Verkabeln.


Ich würde aber einfach für jede Stufe eine kleine Platine bauen, die 
einen ATtiny1604 und 4 N-Fets hat. Eine solche Platine kann also genau 1 
Stufe optimal ansteuern. Und dann werden würde ich alle Stufen einfach 
hintereinanderschalten, den UART nehmen und mir ein Protokoll ähnlich zu 
den bunten 2818 LEDs ausdenken: wenn ein Timeout gekommen ist, dann 
nehme ich das erste Telegramm auf dem RX der seriellen Schnitte für die 
aktuelle Stufe und reiche das, was danach kommt, einfach an den TX 
weiter. Auf diese Art kann ich einfach beliebig viele Stufen 
hintereinander schalten und muss einfach vorne noch ein Datenpaket mehr 
abschicken.
Fazit: die gesamte Verkabelung zwischen den Stufen besteht aus 2 dicken 
Kabeln zur Versorgung und einem dünnen Kabel für die Kommunikation.


BTW: mach die PWM-Frequenz ausreichend hoch (aber die Flanken nicht so 
unheimlich steil). Nicht dass die Stufen dann flackern wie blöd und 
jemand aus dem Tritt kommt...

: Bearbeitet durch Moderator
von MANU M. (manu_m)


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Wow so viele Antworten und Hilfreich!

Danke dafür!!!!

Das Ganze ist etwas komplexer als zunächst angenommen :-)
Zudem hat Lothar vermutlich recht das es mit nem einzelnen Chip bei 
jeder Stufe deutlich schöner wäre. Das sprengt dann aber meinen 
aktuellen Wissenstand bei weitem.

>Schaltplan...
ich hab mich hier in der ASCII Kunst versucht und bin gescheitert.
Ganz einfache Kritze Kratze (sorry :-)) im Anhang (exemplarisch für eine 
LED)

>Der PWM ist das egal, geht sowohl mit MOSFET als auch BJT.
=> Ich hab gelesen man soll bei PWM eher zu MOSFETs greifen?!


Stefan ⛄ F. schrieb:
> Was den P-Kanal MOSFET angeht: Es stimmt, dass die fast nur in SMD zu
> bekommen sind. Schau dir den NDP6020P an der hat ein TO220 Gehäuse.
=> Danke gefunden! Aber auch der ist selten, zudem 20V und ich hätte 24V 
zu schalten.

Lothar M. schrieb:
> Ich würde da in bester Bastelmanier einfach 2 jeweils N-Mosfets in Reihe
> vor die Masse schalten:
=> Dann wären wir aber bei 4 N Mosfets pro Stufe statt einmal P Mosfet?

> Ich würde aber einfach für jede Stufe eine kleine Platine bauen, die
> einen ATtiny1604 und 4 N-Fets hat.
=> Total überfordert aber klingt nach einer deutlich saubereren Lösung

> Fazit: die gesamte Verkabelung zwischen den Stufen besteht aus 2 dicken
> Kabeln zur Versorgung und einem dünnen Kabel für die Kommunikation.
=> YES! Problem!!! :-)

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


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MANU M. schrieb:
> Das sprengt dann aber meinen aktuellen Wissenstand bei weitem.
Warum ist das ein Problem?
Das ist im Grunde nichts, was man nicht beheben könnte.

MANU M. schrieb:
> => Dann wären wir aber bei 4 N Mosfets pro Stufe statt einmal P Mosfet?
Es bleibt sich immer gleich: du brauchst 4 Mosfets für jeden einzelnen 
Farbkanal (damit leuchtet die gesamte Treppe in der selben Farbe). Und 
dann brauchst du zusätzlich noch 1 Mosfet pro Treppenstufe um die Stufen 
einzeln schalten zu können.
Und dabei ist es dank Reihenschaltung von Schaltern und LEDs prinzipiell 
egal welche der beiden Aufgaben du High- und/oder Lowside machst...

MANU M. schrieb:
>>Schaltplan...
> ich hab mich hier in der ASCII Kunst versucht und bin gescheitert.
> Ganz einfache Kritze Kratze (sorry :-)) im Anhang (exemplarisch für eine
> LED)
Ja, daran musst du noch arbeiten. Zeichne mal 1 einzige Treppenstufe 
samt Ansteuerung. Und dann überlegst du dir, was davon mehrfach 
verwendet werden kann.

MANU M. schrieb:
>> Fazit: die gesamte Verkabelung zwischen den Stufen besteht aus 2 dicken
>> Kabeln zur Versorgung und einem dünnen Kabel für die Kommunikation.
> => YES! Problem!!! :-)
Ja, auch das kannst du in deinem Schaltplan mal überlegen: welches 
Bauteil wird wo platziert und wieviele Leitungen brauchst du dann, um an 
die LEDs zu kommen...

: Bearbeitet durch Moderator
von MANU M. (manu_m)


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Hi zusammen!

ich hab mir heute mal nen Crashkurz zum Thema Attiny gegeben.
Ist sicher die schönere Lösung aber (basierend auf meinem Wissensstand) 
die deutlich aufwendigere.

Ich würds gern mit den 2 Mosfets in Reihe machen. Ist eigentlich auch 
genau das was ich mit nem P Mosfet meinte.

Irgendwie komm ich aber nicht drauf klar.
Meine Idee war eben

- N MOSFET (PWM R) -- LED
- N MOSFET (PWM G) -- LED --- P MOSFET (ON/OF) +
- N MOSFET (PWM B) -- LED
- N MOSFET (PWM W) -- LED

Ich würde also den GND on / off setzen.

wenn ich zwei in Reihe nehme... dann kann muss ich die doch "vor" die 
LED (also nach dem PWM MOSFET setzen und brauch entsprechend zum 
schalten 4 (und nicht nur 1 wie als wenn ich die danach setzen um ihm 
das "+" zu klauen?!
Irgendwie hänge ich da X_X

Danke für die Geduld :-)

von Sebastian R. (sebastian_r569)


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Alle N-MOSFETs gehen doch auf ein gemeinsames GND. Wenn du nun damit 
nicht das Versorgungs-GND nimmst, sondern ein schaltbares, kannst du 
alle LEDs mit einem MOSFET insgesamt schalten.

1
GND ---N-FET---+---N-FET---LED---+---VCC
2
               |                 |
3
               +---N-FET---LED---+
4
               |                 |
5
               +---N-FET---LED---+
6
               |                 |
7
               +---N-FET---LED---+  
8
               ...

N-Kanal-MOSFETs sind halt leichter zu bekommen, leichter anzusteuern mit 
einem Controller,...

: Bearbeitet durch User
von Joachim B. (jar)


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Sebastian R. schrieb:
> Alle N-MOSFETs gehen doch auf ein gemeinsames GND. Wenn du nun damit
> nicht das Versorgungs-GND nimmst, sondern ein schaltbares, kannst du
> alle LEDs mit einem MOSFET insgesamt schalten.

MANU M. schrieb:
> (RGBW)

und schon braucht man RGBW nicht mehr mit einem MOSFET

MANU M. schrieb:
> Meine Idee:
> Ich hänge jeweils ein P Mosfet

broken by design
P-MOSFET am µC ist selten brauchbar, dazu braucht es mehr Ansteuerung 
und ist doch hier total unnötig.
Ich kann mit 4 N-MOSFET alle RGBW ausschaltenen und jede Farbe 
einschalten, nur nicht JEDE Treppenstufe, dafür muss jede Treppenstufe 
einzeln einen µC bekommen oder jede Treppenstufe die + Leitung 
geschaltet aber dann mit mehr Aufwand, FET Treiber, Transistor 
Pegelwandler o.ä.

Konzept überdenken, Plan zeichnen!

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


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MANU M. schrieb:
> Ich würds gern mit den 2 Mosfets in Reihe machen. Ist eigentlich auch
> genau das was ich mit nem P Mosfet meinte.
Mag sein, dass du das meintest. Aber zuvor solltest du dich über das 
Verhalten und die Funktion von Mosfets schlau machen. Dann merkst du, 
dass du mit einem P-Kanal-Mosfet eben kein Massepotential schalten 
kannst.

> Meine Idee war eben
> - N MOSFET (PWM R) -- LED
> - N MOSFET (PWM G) -- LED --- P MOSFET (ON/OF) +
> - N MOSFET (PWM B) -- LED
> - N MOSFET (PWM W) -- LED
Ich ändere deinen "Schaltplan" einfach mal ab, dass ich nur N-Kanal-Fets 
zu schalten habe:
1
                    | N MOSFET (PWM R) -- LED |
2
 - N MOSFET (Stufe)-o N MOSFET (PWM G) -- LED o-- +
3
                    | N MOSFET (PWM B) -- LED |
4
                    | N MOSFET (PWM W) -- LED |
Und jetzt kommt der Knackpunkt: diese Idee gilt dann pro Stufe?
Du brauchst also pro Stufe 5 Signale?
Oder wie sieht die zweite und die dritte und die weiteren Stufen so aus?
Soll die ganze Treppe in der selben Farbe leuchten, nur eben manche 
Stufen an sein und andere aus?
Oder muss jede Stufe in ihrer Helligkeit und ihrer Farbe unabhängig von 
den anderen Stufen gesteuert werden können?

> Ich würde also den GND on / off setzen.
GENAUS DAS mache ich ja in meinem ersten Schaltplan: die PWM-Eingänge 
geben die Farbe für die gesamte Treppe vor und jeweils 4 gemeinsam 
angesteuerte Mosfets schalten jede Treppenstufe ein und aus.
Mein Tipp: versuche diesen funktionierenden(!) Schaltplan zu verstehen, 
ich habe mir da extra die Zeit genommen ihn zu malen. Dann solltest du 
dir auch die Zeit nehmen, zu versuchen, ihn zu verstehen. Male ihn mal 
auf deine Art auf. Und dann frage einfach, wenn du daran was nicht 
verstehst.

MANU M. schrieb:
> Ist sicher die schönere Lösung aber (basierend auf meinem Wissensstand)
> die deutlich aufwendigere.
Je länger du über diese Aufgabe nachdenkst, umso attraktiver wird dir 
die vorgeschlagene Lösung mit dem ATtiny pro Treppenstufe gefallen. Denn 
allein schon, wenn du 3 Tage lang die Treppe verkabelst, wirst du 
lauthals schimpfen. Und wenn du dann noch einen Fehler suchst, dann viel 
Spaß.

: Bearbeitet durch Moderator
von Martin B. (Firma: BINE Automatentechnik ◔) (pac-man)


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MANU M. schrieb:
> Bin Software Entwickler und Elektro "Neuling"

Darf ich die Ws2812 in den Ring werfen. Da kann man sich die ganzen FETs 
sparen.

von ... (Gast)


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Ich habe von 25 Jahren ein Dutzend LCD-Hintergrundbeleuchtungen
entlang der Treppe angebracht. Steuerung per PIR und 2 Taster.
Auf Firlefanz wie PWM habe ich dankend verzichtet.
Resultat: Alles funktioniert noch wie am ersten Tag.

von Frederic S. (frederics)


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Hallo Manu,

einen dezentralen Aufbau würde ich dir auch empfehlen, dafür brauchst Du 
aber nicht für jede Trepenstufe einen microcontroller. Schau dir mal die 
WS2811 Chips an, da kannst Du an die Ausgänge auch Mosfets oder 
Bipolartransistoren dranhängen um deinen LED Steife anzusteuern.

Du bräuchtest 2 WS2811 Chips pro Stufe und 5 Transistoren.
Zwischen den Stufen brauchst Du 4 Kabel GND 24V 5V(für Ws2811 chips) und 
die Datenleitung.

Eine I2C Porterweiterung würde auch funktionieren, halte ich aber für 
komplizierter.

von Ralf G. (ralg)


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MANU M. schrieb:
> Meine Idee war eben
1
> - N MOSFET (PWM R) -- LED
2
> - N MOSFET (PWM G) -- LED --- P MOSFET (ON/OF) +
3
> - N MOSFET (PWM B) -- LED
4
> - N MOSFET (PWM W) -- LED

das geht schon seinen Gang...

Vier N-MOSFET jeweils auf die 'farbigen Leitungen' und pro Treppe in der 
Plus-Leitung einen PROFET (auch Smart-High-Side-Leistungsschalter 
genannt).

: Bearbeitet durch User
von Joachim B. (jar)


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pro Treppe ein ESP mit 3,3V Erzeugung und wled vereinfacht die 
Verkabelung, jede Stufe braucht nur + & - 5V
https://electric-junkie.de/2020/08/wled-quickstart/

Notfalls noch ein FET als Pegelwandler!

Wer dünne Strippen bevorzugt, einen stepdown pro Stufe und 24/5 stepdown 
für beworben mit 3A aber nur belastet mit 2A

Erst sollte das Konzept stehen, ESP8266-s01, ESP32, 5V oder 3,3V WS2812B 
oder APA102 RGBW. OTA oder nicht....

Es gibt viel zu klären, Strombedarf, Stripelänge, Einspeisepunkte, 
Spannungsabfall, Kabelquerschnitte, LED Anzahl.

Ohne einen Plan wird das eh nüscht.

MANU M. schrieb:
> Bin Software Entwickler und Elektro "Neuling"

auch ein SW Entwickler stellt erst mal ein Konzept auf, welche Sprache, 
welche LIBs, welche Schnittstellen, wieviel Speicher für den µC.

Beitrag #6856039 wurde von einem Moderator gelöscht.
von Joachim B. (jar)


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Egon Olsen schrieb im Beitrag #6856039:
> Egon hatte auch immer einen Plan.
> Geholfen hatts auch nicht.

stimmt, es gab auch mal eine Planwirtschaft, hier und anderswo, aber 
gehalten hat sich keiner an Pläne. Wenn der Plan nicht ins Konzept passt 
ändert jeder den Plan und nichts stimmt mehr.

als wir Ing.stunden in Pläne eintragen mussten um die Kosten zu 
ermitteln und einzuhalten, kam Cheffe immer auf die Idee, dort sind noch 
Stunden frei und schon waren die Pläne Makulatur.

von MaWin (Gast)


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MANU M. schrieb:
> ich versuche mich gerade daran an unsere Treppe LED Strips anzubringen
> (RGBW).
> Diese will ich mit einem Arduino / PWM ansteuern.
> Dazu nutze ich N Mosfets.

Gut.

> Jetzt würd ich gern noch die einzelnen Stufen jeweils ein / aus schalten
> (lauflicht).

Mach das.

MANU M. schrieb:
> Meine Idee:
> Ich hänge jeweils ein P Mosfet zwischen den GNDs und schalte diese mit
> den normalen Ausgängen eines Arduinos.

Ähm, nein. Deine 4 N-MOSFETs werden doch schon die GND Verbindung der 
LEDs steuern.
Deine (Treppenstufenanzahl)  P-MOSFETs müssen nun die Verbindung nach 
plus trennen.

Das geht mit LogicLevel-P-MOSFETs.
1
       VCC
2
        |S
3
Stufe--|I P-MOSFET 1 pro Stufe
4
        |
5
        R     Anzahl Farbe x Stufe x LED_pro_Stufe
6
       _|_
7
       \_/ LED Anzahl Farbe x Stufe x LED_pro_Stufe
8
        |
9
PWM----|I N-MOSFET 1 pro Farbe, also 4
10
       |S
11
       GND

Zu jeder Stufe müssen 5 Leitungen geführt werden, davon geben 4 RGBW 
identisch an jede Stufe und 1 kommt von den P-MOSFET.

Joachim B. schrieb:
> P-MOSFET am µC ist selten brauchbar,

Na na, schaltet man die normalen 5V VCC mit einem LogicLevel P-MOSFET 
ist da nichts problematisch dran. Dir scheint das Umdenken von N auf P 
schwer zu fallen.

MANU M. schrieb:
> Das Ganze ist etwas komplexer als zunächst angenommen

Nicht unbedingt. In deiner Zeichnung fehlt der LED Vorwiderstand.

MANU M. schrieb:
> Thema Attiny gegeben.
> Ist sicher die schönere Lösung

Eher nicht.

Lothar M. schrieb:
> Ich würde da in bester Bastelmanier einfach 2 jeweils N-Mosfets in Reihe
> vor die Masse schalten:
> der eine macht die PWM un der zweite schaltet die Stufen ein.

Dann brauchst du zwar nicht mehr Ausgänge, aber viel mehr MOSFETs für 
die Treppenstufen.

Frederic S. schrieb:
> Du bräuchtest 2 WS2811 Chips pro Stufe

Oje. Auch den noch.

Joachim B. schrieb:
> stehen, ESP8266-s01, ESP32, 5V oder 3,3V WS2812B oder APA102 RGBW. OTA
> oder nicht....

Er sagte schon: Arduino. Da denke ich mal an 5V Uno oder Nano. Bis 16 
Treppenstufen reicht der auch ohne Zusatzbauteile. Ist sicher die 
einfachste Lösung.

von Joachim B. (jar)


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MaWin schrieb:
> Dir scheint das Umdenken von N auf P
> schwer zu fallen.

nö aber wenn du persönlich wirst.......

MaWin schrieb:
> Er sagte schon: Arduino. Da denke ich mal an 5V Uno oder Nano. Bis 16
> Treppenstufen reicht der auch ohne Zusatzbauteile. Ist sicher die
> einfachste Lösung.

einfach 5V Stripes WS2812B auf Meter mit den nötigen Querschnitten 
verkabeln ist nicht mal eben so einfach, du willst keine 4mm² an Stripes 
anlöten. Du willst keine 16-20A über die Treppe jagen.

Oder eben die + Leitung separat zu jeder Stufe führen ist auch Kabel 
overkill, dazu jede Stufe als RGBW. Muss man mögen

MaWin schrieb:
> Bis 16
> Treppenstufen

hast du gezählt?
hat der TO was über LEDs/m geschrieben?

Da soll es gelinde gesagt Unterschiede geben.......

: Bearbeitet durch User
von MaWin (Gast)


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Joachim B. schrieb:
> du willst keine 4mm² an Stripes anlöten. Du willst keine 16-20A über die
> Treppe jagen.

Nö, will ich nicht. Ist auch nicht nötig.

Ist auch Schwachsinn, den du hier verbreitest.

Normale LEDs kommen mit dünnerem Draht aus, weil sie keine so stabile 
Versorgung brauchen als WS2812 und meist effektiver sind. Und da hier 
nur 1 von x Treppenstufen an ist, ist das auch kein Multiplexing mit 
hohen Spitzenströmen.

Du hast offensichtlich nix verstanden.

von MANU M. (manu_m)


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Wow so viel Feedback ihr seid klasse!


Ich fasse es mal zusammen:

Adressable 5V ws2811 fallen weg weil die oft kaputt gehen und auch nur 
5V haben (hab damit schon Dinge umgesetzt).
(Auch 2x Chip einzeln mit 5V nicht da 24V Strips schon vorhanden sind)

2 N Mosfets in Reihe: Hab den Plan jetzt verstanden, allerdings brauche 
ich dann pro Stufe wirklich 8 MOSFETS (daher hatte ich das auch nicht 
kapiert).

P MOSFETS finde ich einfach kein die nicht SMD sind (30V...).

ATtiny1604 schönste Lösung aber sprengt aktuell meinen zeitlichen 
Rahmen.


Was ich euch (der einfachheit halber) verschiegen habe:
Es geht hier um ein Haus das ich gerade in Montenegro baue, ich selbst 
hab gedacht ich mach mal eben ein Smarthome draus und dies hier ist halt 
eine kleine Spielerrei. In zwei Wochen gehts mit der Elektroinstallation 
los und bis dahin muss halt klar sein was wie wo.
Um so wichtiger (wie so oft bemängelt) wäre daher wohl erstmal ein 
Konzept zu haben^^

Ich muss sagen das ich daher eigentlich zu den 2 Reihen N MOSFETS 
tendire da:
=> Zwar viele Kabel, aber die gesamte Komplexität ist an einer Stelle 
und nicht irgendwo bei jeder Stufe wo man schlecht hin kommt 
untergebracht
=> Benötigten Bauteile sind scheinbar Widerstände und MOSFETS
=> Vom Löten / Aufwand her sind die anderen Lösungen (z.B. Anzahl Pins 
verlöten) jetzt auch nicht deutlich besser.

Sind halt 144 MOSFEts .... Falls es P gäbe, wären es "nur 90^^" :-)

PS: Bin daher inzwischen auch absolut geneigt mir nen Freelancer zu 
suchen der da eventuell eine Platine dazu designed um ne ordentliche 
Lösung zu ermöglichen (bei der Anzahl an Bauteilen bestimmt nicht 
verkehrt)

: Bearbeitet durch User
von Jörg R. (solar77)


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MANU M. schrieb:
> Hi zusammen,
>
> ich versuche mich gerade daran an unsere Treppe LED Strips anzubringen
> (RGBW).
> Diese will ich mit einem Arduino / PWM ansteuern.

Treppe? Dann würde ich als erstes von RGBW RGB weglassen. Hier geht es 
primär um Beleuchtung und um Sicherheit. Da braucht es keine flackernde 
Discobeleuchtung, daher reicht W, in einem angenehmen Farbton irgendwo 
zwischen 3000K und 4000K.

Ich vermute dass der bunte Effekt schnell nervig wird.

Arduino und PWM? PWM kann doch 0% sein, dann sind die LEDs aus. Wofür 
dann noch zusätzliche Mosfets?

Lauflicht? Ja, sieht man gerne in Videos auf Youtube. Ich würde die 
komplette Treppenbeleuchtung faden, sowohl beim Ein- wie auch beim 
Ausschalten. Der Effekt ist angenehm und weniger aufwendig. Dazu auch 
weniger störanfällig.

: Bearbeitet durch User
von Ralf G. (ralg)


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MANU M. schrieb:
> 2 N Mosfets in Reihe: Hab den Plan jetzt verstanden, allerdings brauche
> ich dann pro Stufe wirklich 8 MOSFETS (daher hatte ich das auch nicht
> kapiert).
Also ich hab' nicht verstanden, was das soll!

Deine ursprüngliche Idee ist doch genau richtig! Du brauchst 4 N-MOSFET 
für die Farben und pro Stufe [ nicht Treppe ;-) ] einen P-MOSFET zum 
Ein-/ Ausschalten. Ganz normale Matrix.

Nur: P-MOSFET -> aufwändige Ansteuerung -> deshalb was integriertes 
(s.o.).

Macht zusammen (wenn ich deine Zahlen richtig interpretiere) 4 + 18 = 22 
'Leistungsbauteile'. Jetzt ist 'nur noch' die Leistung der Streifen von 
Interesse um die entsprechenden Bauteile auszusuchen.


Außer es soll jede Stufe in einer anderen Farbe leuchten... (?)

: Bearbeitet durch User
von MANU M. (manu_m)


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Ralf G. schrieb:
 4 + 18 = 22

ähm ja, keine Ahnung was ich da für quatsch gerechnet hab.

22 mit p Mosfet
76 mit in Reihe geschalteten.

Vielleicht muss ich mir mal anschauen wie man so Platinen bestellen kann 
und die dann mit SMD teilen bestücken...

Jörg R. schrieb:
Ja ich will aber nun mal ein Pferd und keinen Esel ;-)

: Bearbeitet durch User
von Ralf G. (ralg)


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MANU M. schrieb:
> ähm ja, keine Ahnung was ich da für quatsch gerechnet hab.
Das muss ja kein Quatsch gewesen sein. Ich habe nur versucht, daraus die 
Anzahl der Treppenstufen zu ermitteln und bin auf 18 Stufen gekommen.

von Jörg R. (solar77)


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MANU M. schrieb:
> Jörg R. schrieb:
> Ja ich will aber nun mal ein Pferd und keinen Esel ;-)

Ja, aber lieber einen gesunden Esel anstatt einem lahmendem Pferd;-)

Wie soll entschieden werden welche Farbe/Farbkombination ausgewählt 
wird? Zufallsgenerator?

: Bearbeitet durch User
von MANU M. (manu_m)


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Die Treppe ist im Wohnzimmer (Luftraum). [Siehe Bild]
Heißt sie lässt sich wunderschön als Stimmungslicht verwenden, daher ist 
der Aufwand wohl schon irgendwie gerechtfertigt :-)

Exemplarisch für eine Stufe...:

GND                                                                 24V
|                                                                    |
o-----------------| N MOSFET -- LED -+                               |
o--1k--(u.PWM R)--|                  |                               |
|                                    |                               |
o-----------------| N MOSFET -- LED -o                               |
o--1k--(u.PWM R)--|                  |                               |
|                                    |--P MOSFET--|------------------o
o-----------------| N MOSFET -- LED -o            |--(u.ON/OFF)--1k--|
o--1k--(u.PWM R)--|                  |
|                                    |
o-----------------| N MOSFET -- LED -+
o--1k--(u.PWM R)--|


P CHANNEL MOSFET:
IRLML9301 Logic Level MOSFET P-Ch. -30V -2,9A 64mOhm SOT23


N CHANNEL MOSFET:
IRL3803 Transistor N-LogL-MOSFET 30V 140A 200W TO220AB

Einwände? :-)

: Bearbeitet durch User
von ... (Gast)


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Hmm naja.
Ganz nebenbei baust du da eine Stoerquelle erster Ordnung.
Da moechte mann nicht in der Naehe wohnen...

Mir waeren die Zimmer auch irgendwie zu klein.

von Bernd K. (bmk)


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MANU M. schrieb:
> P MOSFETS finde ich einfach kein die nicht SMD sind (30V...).

Hier einige P-MOSFET, TO220, für Vgs=4,5V spezifiziert

40V:
IPP120P04P4L03AKSA2

60V:
SQP90P06-07L_GE3
SQP100P06-pM3L_GE3
SUP53P06-20-E3
SUP90P06-09L-E3

von MANU M. (manu_m)


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Hey Zusammen,

letzte Stunde mal wieder nur P MOSFETS gesucht...
Ziemlich vergebliche Suche, ich glaub ich hab aber einen gefunden, der 
nicht nur passt sondern auch bestellbar ist ^^

Da ichs kaum glauben kann: Kann mir jemand bestätigen ob der passt?

IRF 9510 P-CH-MOSFET, 100V, 4A, Rdson 1,2R, TO-220AB


Datenblatt:
https://cdn-reichelt.de/documents/datenblatt/A100/IRF9510-VIS.PDF

LINK:
https://www.reichelt.de/p-ch-mosfet-100v-4a-rdson-1-2r-to-220ab-irf-9510-p49331.html?PROVID=2788&gclid=Cj0KCQiA4b2MBhD2ARIsAIrcB-QLY8DvRDfUOrG6ZFvXQknjOMTQRy4IgLX8lhbF7xiaVkEuV22b434aAuyMEALw_wcB

Gate-Source Voltage VGS ± 20
VGS(th) Gate Threshold Voltage 1.0 V

von Jörg R. (solar77)


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MANU M. schrieb:
> letzte Stunde mal wieder nur P MOSFETS gesucht...

> Da ichs kaum glauben kann: Kann mir jemand bestätigen ob der passt?
>
> IRF 9510 P-CH-MOSFET, 100V, 4A, Rdson 1,2R, TO-220AB
>
> Datenblatt:
> https://cdn-reichelt.de/documents/datenblatt/A100/IRF9510-VIS.PDF
>
> LINK:
> 
https://www.reichelt.de/p-ch-mosfet-100v-4a-rdson-1-2r-to-220ab-irf-9510-p49331.html?PROVID=2788&gclid=Cj0KCQiA4b2MBhD2ARIsAIrcB-QLY8DvRDfUOrG6ZFvXQknjOMTQRy4IgLX8lhbF7xiaVkEuV22b434aAuyMEALw_wcB
>
> Gate-Source Voltage VGS ± 20
> VGS(th) Gate Threshold Voltage 1.0 V

Nein, der passt leider nicht, jedenfalls nicht ohne zusätzliche 
Beschaltung am Gate. Besser wäre gleich ein LL-Typ. Zudem hat er mit 1,2 
Ohm einen recht hohen ON-Widerstand. Das würde sich durch flackern 
bemerkbar machen.

: Bearbeitet durch User
von Manfred (Gast)


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Jörg R. schrieb:
> Nein, der passt leider nicht, jedenfalls nicht ohne zusätzliche
> Beschaltung am Gate. Besser wäre gleich ein LL-Typ.

Wenn 20V genügen und es TO-220 sein soll, NDP6020P.
Den finde ich für unbescheidene 1,76 Euro bei Völkner.

(Das "P" am Ende ist wichtig, der NDP6020 ist ein N-Typ.)

von MANU M. (manu_m)


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Jörg R. schrieb:
> Besser wäre gleich ein LL-Typ. Zudem hat er mit 1,2
> Ohm einen recht hohen ON-Widerstand. Das würde sich durch flackern
> bemerkbar machen.

Danke!



@ Manfred

Die LEDS brauchen 24V... also eher nicht?!^^


==> Letzter Versuch! Da Zahl ich leider rund 50 EUR Versand...
=> Ca 4-5h mit Suchen verbracht, wenn der nicht passt lass ichs sein.
https://cdn-shop.adafruit.com/datasheets/1794datasheet.pdf

Beitrag #6879207 wurde vom Autor gelöscht.
Beitrag #6879226 wurde vom Autor gelöscht.
von Manfred (Gast)


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Jörg R. schrieb im Beitrag #6879226:
>> https://cdn-shop.adafruit.com/datasheets/1794datasheet.pdf
> Der ON-Widerstand ist mit 70mR akzeptabel klein.

Das ist für einen 60 Volt P_FET sogar ziemlich gut!

Wenn 40V genügen, unterbiete ich mit dem FDD4141 den RDS(on) um rund 
Faktor fünf. Der ist zwar D-PAK anstatt TO-220, aber das geht auf 
Lochraster sehr gut - habe ich bei knapp 3A in meiner Lötstation.

> Aber, Vgss ist in den
> Maximum Ratings mit +/- 25V spezifiziert.
> Bei 24V Versorgungsspannung
> ist das knapp und muss berücksichtigt werden.

Das Gate über einen Spannungsteiler zu steuern, ist kein Hexenwerk und 
wurde hier in diversen Threads besprochen.

--- Was soll der Kack, ich habe meinen Kommentar fertig, da ist der 
bezogene Beitrag verschwunden.

von Jörg R. (solar77)


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MANU M. schrieb:
> Jörg R. schrieb:
>> Besser wäre gleich ein LL-Typ. Zudem hat er mit 1,2
>> Ohm einen recht hohen ON-Widerstand. Das würde sich durch flackern
>> bemerkbar machen.
>
> Danke!

Sorry, Gedankenfehler. Der P-Channel muss in deiner Schaltung kein
LL-Typ sein. Er kann aber nicht direkt von einem Port des uC angesteuert
werden weil das Gate über einen Pullup auf 24V liegt. Daher muss das
Gate auf jeden Fall über einen zusätzlichen NPN Transistor (BC547C o.ä.)
angesteuert werden.


> ==> Letzter Versuch! Da Zahl ich leider rund 50 EUR Versand...
> => Ca 4-5h mit Suchen verbracht, wenn der nicht passt lass ichs sein.
> https://cdn-shop.adafruit.com/datasheets/1794datasheet.pdf

Der ON-Widerstand ist mit 70mR akzeptabel klein. Aber, Vgss ist in den
Maximum Ratings mit +/- 25V spezifiziert. Bei 24V Versorgungsspannung
ist das knapp und muss berücksichtigt werden. Eine Möglichkeit ist ein
Widerstand zwischen Gate und dem Collector des NPN. Der bildet dann
zusammen mit dem Pullup einen Spannungsteiler.

###################################
Manfred schrieb:

> --- Was soll der Kack, ich habe meinen Kommentar fertig, da ist der
> bezogene Beitrag verschwunden.

Ich hatte meinen Beitrag gelöscht weil ein Bild 3 mal gepostet wurde.

> Das Gate über einen Spannungsteiler zu steuern, ist kein Hexenwerk und
> wurde hier in diversen Threads besprochen.

Richtig, hier normal das Bild, hoffentlich nur einmal;-)
Die 2 Widerstände am Gate können gleich groß sein, das ergibt dann ca. 
12V am Gate wenn geschaltet wird. Die Widerstände würde ich so um die 
22K auslegen, ggf. auch etwas mehr, oder auch etwas weniger.

: Bearbeitet durch User
von Jörg R. (solar77)


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von Stefan F. (Gast)


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Schade, der NDP6020P ist nicht lieferbar und abgekündigt.

von Jörg R. (solar77)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Schade, der NDP6020P ist nicht lieferbar und abgekündigt.

Der hätte leider auch nicht gepasst, verträgt nur 20V.

von MANU M. (manu_m)


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mehr als verwirrt.. änder gerade den text

: Bearbeitet durch User
von MANU M. (manu_m)


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Manfred schrieb:
>> FDD4141
Den find ich schon wieder nicht (nur eine Quelle mit nur Firma und 100 
Stück abnahme...)



> Das Gate über einen Spannungsteiler zu steuern, ist kein Hexenwerk und
> wurde hier in diversen Threads besprochen.
Minimal nervig... ich verfluch das Projekt so langsam :-)
DANKE!



Jörg R. schrieb:
> 
https://www.reichelt.de/mosfet-p-kanal-55-v-74-a-rds-on-0-02-ohm-to-220ab-irf-4905-p41606.html?&trstct=pos_0&nbc=1
>
> https://cdn-reichelt.de/documents/datenblatt/A100/IRF4905_IR.pdf
>
> Bei Mouser obsolete, bei Reichelt lt. Website lieferbar.

Danke der ist ja mal perfekt!!!
Ich hatte schon aufgegeben!!!

Werd heute die Bauteile bestellen und alles mal im kleinen Aufbauen!

Einfach noch der Vollständigkeit halber...
Ich werd die hier als N MOSFETS (4x für die Farben PWM) nehmen... 
spricht nichts dagegen oder?
https://cdn-reichelt.de/documents/datenblatt/A100/IRL3803_IR.pdf

von Manfred (Gast)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Schade, der NDP6020P ist nicht lieferbar und abgekündigt.

Schade, weil wir ihn kennen oder hat der spezielle Eigenschaften, die 
Dir einen Ersatz schwierig machen?

Falls Du letzteres begründen kannst, helfe ich Dir mit ein paar 
Exemplaren aus.

MANU M. schrieb:
>>> FDD4141
> Den find ich schon wieder nicht (nur eine Quelle mit nur Firma und 100
> Stück abnahme...)

Verdammter Mist, gestern führte mich G* noch zu Völkner, heute nicht 
mehr.

Egal, Jörg hat ja einen für Dich geeigneten Typ (IR4905) gefunden.

MANU M. schrieb:
> Ich werd die hier als N MOSFETS (4x für die Farben PWM) nehmen...
> spricht nichts dagegen oder?
> https://cdn-reichelt.de/documents/datenblatt/A100/IRL3803_IR.pdf

Ich sehe nichts dagegen.

Du darfst auch auf die gerne genommenen IRLZ44 oder IRF3708 gucken, die 
einige von uns im Bastelvorrat haben.

von Stefan F. (Gast)


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Manfred schrieb:
> Schade, weil wir ihn kennen

Deswegen. Er stand auf meiner Liste der bevorzugten Transistoren. Jetzt 
muss ich mir einen neuen suche (wenn mein Vorrat aufgebraucht ist).

von Jörg R. (solar77)


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Manfred schrieb:
> Du darfst auch auf die gerne genommenen IRLZ44 oder IRF3708 gucken, die
> einige von uns im Bastelvorrat haben.

Ich möchte die Liste noch um den IRLZ34 erweitern.

https://www.infineon.com/dgdl/irlz34npbf.pdf?fileId=5546d462533600a40153567206892720

: Bearbeitet durch User
von MANU M. (manu_m)


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Hey Leute, wenn ich gewusst hätte was da auf mich zukommt... :-).

Ich hab jetzt alle Bauteile, leider hab ich keine Ahnung welche 
Widerstände für en Spannungsteiler verwendet werden müssen (Manfred 
schrieb ±22k) und zeichnete mir noch einen vor dem I/O ein...

=> Ich kapier eigentlich schon nicht warum ich da überhaupt noch nen 
Transitor brauch und daher komm ich bei den weitergehenden Fragen auch 
nicht voran.

Der P MOSFET schaltet bei 5v scheinbar nicht durch? Er braucht irgendwas 
um die 12V so wie ich das jetzt verstehe?! Daher der Transitor / 
Spannungsteiler?!

Welchen widerstand brauch von den 5V des Arduinos zum Transistor Gate?

(LG Manuel, der wegen den vielen Fragen langsam schlechtes gewissen 
hat^^)


> Manfred schrieb:
> Richtig, hier normal das Bild, hoffentlich nur einmal;-)
> Die 2 Widerstände am Gate können gleich groß sein, das ergibt dann ca.
> 12V am Gate wenn geschaltet wird. Die Widerstände würde ich so um die
> 22K auslegen, ggf. auch etwas mehr, oder auch etwas weniger.

von Stefan F. (Gast)


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MANU M. schrieb:
> Ich hab jetzt alle Bauteile, leider hab ich keine Ahnung welche
> Widerstände für en Spannungsteiler verwendet werden müssen
>
> Ich kapier eigentlich schon nicht warum ich da überhaupt noch nen
> Transitor brauch

Dann lies mal in Ruhe die Kapitel 2.2 und 3.4 aus 
http://stefanfrings.de/mikrocontroller_buch/Einstieg%20in%20die%20Elektronik%20mit%20Mikrocontrollern%20-%20Band%202.pdf

von HildeK (Gast)


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Ich muss vorausschicken, dass ich weder die PWM-Frequenz irgendwo 
gesehen habe, noch für welchen pMOSFET du dich jetzt entschieden hast 
(für den IRL3803?).

MANU M. schrieb:
> Ich hab jetzt alle Bauteile, leider hab ich keine Ahnung welche
> Widerstände für en Spannungsteiler verwendet werden müssen (Manfred
> schrieb ±22k) und zeichnete mir noch einen vor dem I/O ein...
Die meisten MOSFETs halten nur 20V zwischen Gate und Source aus, manche 
weniger (16V beim IRL3803). Wenn du mit PWM die Helligkeit stellen 
willst (welche PWM-Frequenz?), dann würde ich eher ein wenig niedriger 
gehen. Also für die beiden Widerstände am Kollektor und am Gate jeweils 
ca. 4k7; vielleicht den am Kollektor eine Nummer größer, also 5.6k. Das 
gibt dann 2-3mA, wenn der Transistor leitet. Zu hochohmig verursacht 
langsames Schalten am FET, zu niederohmig kostet unnötig Strom. 1k würde 
ich als untere Grenze nehmen.

> => Ich kapier eigentlich schon nicht warum ich da überhaupt noch nen
> Transitor brauch und daher komm ich bei den weitergehenden Fragen auch
> nicht voran.
Dein steuernder µC kann am Ausgang auf 3.3V oder 5V maximal gehen. Wenn 
am Gate diese 5V anliegen und an der Source 24V oder eben weniger wegen 
des Spannungsteilers, dann wird der MOSFET nicht ausschalten. Der 
braucht dazu nahe 0V zwischen Gate und Source. Dein µC müsste also am 
Ausgang wenigstens 20V abliefern können. Mit dem Transistor wird das 
erfüllt: ist der Transistor eingeschaltet, liegen 12V (24V/2 bei zwei 
gleichen Widerständen) am Gate; der FET leitet. Ist der Transistor 
ausgeschaltet (0v an der Basis), dann wird das Gate gegenüber der Source 
0V sehen und ist aus.

> Der P MOSFET schaltet bei 5v scheinbar nicht durch? Er braucht irgendwas
> um die 12V so wie ich das jetzt verstehe?! Daher der Transitor /
> Spannungsteiler?!
Ein MOSFET leitet (ist eingeschaltet), wenn er eine genügend hohe 
Spannung zwischen Gate und Source sieht. Das ist der Fall, wenn der 
Transistor leitet. Wie schon gesagt: die Spannung darf aber bei den 
meisten die 20V nicht überschreiten. Nur deshalb ist dort ein 
Spannungsteiler, sonst würde eine Widerstand zwischen G und S reichen 
und der Kollektor direkt am Gate angeschlossen sein. Würdest du die 
Stripes nur mit 12V betreiben können, dann geht das ohne den 
Spannungsteiler. So wären eingeschaltet rund 12V am Gate, wenn beide 
Widerstände gleich groß sind. Das passt sehr gut.

> Welchen widerstand brauch von den 5V des Arduinos zum Transistor Gate?
Zur Transistor-Basis meinst du?
So wenig, dass der Transistor der PWM-Frequenz noch folgen kann. Da 
diese kaum höher als ein paar hundert Hz liegen wird, kann man alles 
zwischen 500Ω und 10k verwenden. Ist nicht sehr kritisch. Wieder 4k7 
wären ok.

> (LG Manuel, der wegen den vielen Fragen langsam schlechtes gewissen
> hat^^)
Wenn man was nicht weiß und deshalb fragt, ist ein schlechtes Gewissen 
grundfalsch!

Beitrag #6886451 wurde vom Autor gelöscht.
von MANU M. (manu_m)


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FINALLY!!!

Hab gerade den ersten Test aufgebaut ❤️❤️❤️

DANKE!!!

Der Einfachheit halber als Youtube Video:
https://youtu.be/z41fSHH-vMA

MEGA!!

(sind aktuell alles 3.9k Widerstände, hatte keine 4.7k mehr)

: Bearbeitet durch User
von MANU M. (manu_m)


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HildeK schrieb:
> Ich muss vorausschicken, dass ich weder die PWM-Frequenz irgendwo
> gesehen habe, noch für welchen pMOSFET du dich jetzt entschieden hast
> (für den IRL3803?).

Erstmal danke für die ausführliche und verständliche Erklärung.

pMOSFET:
IRF 4905 MOSFET, P-Kanal, -55 V, -74 A, RDS(on) 0.02 Ohm, TO-220AB

PWM-Frequenz:
490 Hz


@Stefan ⛄ F.
Danke für den Buchtip :-)


Bin MEGA begeistert!!
DANKE für die viele viele Hilfe!!

: Bearbeitet durch User
von Stefan F. (Gast)


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Hast du die grünen Anschlussklemmen mit einem Hammer ins Steckbrett 
geprügelt, oder sind das spezielle mit extra dünnen Beinchen?

von MANU M. (manu_m)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Hast du die grünen Anschlussklemmen mit einem Hammer ins Steckbrett
> geprügelt, oder sind das spezielle mit extra dünnen Beinchen?

Auf der Platine will ich andere nehmen, die haben da aber eher schlecht 
gehalten.
Dann hab ich die probiert und die sitzen 1A :-)


https://www.ebay.de/itm/274868145645?var=575126911312

von MANU M. (manu_m)


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Ich hätte da jetzt auch noch nen Schaltplan.
Der Entspricht der Schaltung und ich könnte danach ne Platine fertigen 
oder? :-D



Jetzt kann ich meine kritzel Schrift wohl nicht länger geheim halten^^

von Jörg R. (solar77)


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MANU M. schrieb:
> Ich hätte da jetzt auch noch nen Schaltplan.
> Der Entspricht der Schaltung und ich könnte danach ne Platine fertigen
> oder? :-D

Ich würde nur 100 Ohm vom uC zum Gate vorsehen. Den 10K würde ich direkt 
vom Gate nach GND anschließen, wobei der 10K auch größer sein kann. Dann 
gubt es auch kein Problem mit dem Verhältnis des Spannungsteilers. Wobei 
mir die Konstellation den Pullup wie in deiner Schaltung vorgesehen noch 
nicht untergekommen ist.

PS: Ich heiße übrigens weder Manuel (der User gibt es in dem Thread auch 
nicht) noch Manfred;-)

: Bearbeitet durch User
von MANU M. (manu_m)


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Jörg R. schrieb:
> Ich würde nur 100 Ohm vom uC zum Gate vorsehen. Den 10K würde ich direkt
> vom Gate nach GND anschließen, wobei der 10K auch größer sein kann. Dann
> gubt es auch kein Problem mit dem Verhältnis des Spannungsteilers. Wobei
> mir die Konstellation den Pullup wie in deiner Schaltung vorgesehen noch
> nicht untergekommen ist.

Mir wurde zu diesem Aufbau hier geraten:
Beitrag "LED Strip an N-MOSFET -> Gate / Source mit oder ohne 10k Widerstand"

von Jörg R. (solar77)


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MANU M. schrieb:
> Jörg R. schrieb:
>> Ich würde nur 100 Ohm vom uC zum Gate vorsehen. Den 10K würde ich direkt
>> vom Gate nach GND anschließen, wobei der 10K auch größer sein kann. Dann
>> gubt es auch kein Problem mit dem Verhältnis des Spannungsteilers. Wobei
>> mir die Konstellation den Pullup wie in deiner Schaltung vorgesehen noch
>> nicht untergekommen ist.
>
> Mir wurde zu diesem Aufbau hier geraten:
> Beitrag "LED Strip an N-MOSFET -> Gate / Source mit oder ohne 10k
> Widerstand"

Ja, der Aufbau ist ja ok, nur würde ich halt andere Werte für die 
Widerstände einsetzen. Den R vom uC zum Gate bezeichnen einige User als 
„Angstwiderstand“. Trotzdem sehen ihn doch viele User vor, nur muss er 
nicht 1K haben. Er begrenzt im Schaltmoment den Strom vom uC zum Gate 
der durch die Gatekapazität hervorgerufen wird.

Die Verschaltung in der Verlinkung weicht übrigens von deinem letzten 
Plan ab.


MANU M. schrieb:
> Jetzt kann ich meine kritzel Schrift wohl nicht länger geheim halten^^

Es gibt genügend Auswahl an CAD Software, auch kostenlose;-)

: Bearbeitet durch User
von Joachim B. (jar)


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Jörg R. schrieb:
> Ich würde nur 100 Ohm vom uC zum Gate vorsehen. Den 10K würde ich direkt
> vom Gate nach GND anschließen, wobei der 10K auch größer sein kann.

ich würde auch keinen Spannungsteiler vorsehen, der reihen R zum Gate 
250 Ohm ist OK

Die Ableitung bei offener Leitung zu GND 100k, sieht zwar dann auch aus 
wie ein Spannungsteiler die Funktion ist aber deutlicher zu erkennen.

MANU M. schrieb:
> Mir wurde zu diesem Aufbau hier geraten:
> Beitrag "LED Strip an N-MOSFET -> Gate / Source mit oder ohne 10k
> Widerstand"

man muss immer den Kontext beachten, ob 1k oder 100 Ohm ist der 
Lieferfähigkeit vom Port geschuldet weil die Gatekapazität wenn leer 
einen Kurzschluß bedeutet.
3,3V Port mit 3mA Stromtragfähigkeit ergibt sich 1k Ohm
ESP kann 12mA mit 3,3V
ATmega Arduino können 40mA mit 5V (meistens oder weniger)

Man begrenzt also den Portstrom mit dem R was der Port Strom liefern 
kann ohne kaputt zu gehen.

: Bearbeitet durch User
von HildeK (Gast)


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MANU M. schrieb:
> Mir wurde zu diesem Aufbau hier geraten:

Da wurde jedoch nichts von PWM gesagt. Ohne PWM darf der Gatewiderstand 
schon mal etwas größer sein.

Jörg R. schrieb:
> Ja, der Aufbau ist ja ok, nur würde ich halt andere Werte für die
> Widerstände einsetzen. Den R vom uC zum Gate bezeichnen einige User als
> „Angstwiderstand“. Trotzdem sehen ihn doch viele User vor, nur muss er
> nicht 1K haben. Er begrenzt im Schaltmoment den Strom vom uC zum Gate
> der durch die Gatekapazität hervorgerufen wird.

Mir war offenbar entgangen, dass er sowohl LOW-Side als auch HIGH-Side 
schaltet - mit seinem Plan ist es jetzt klar geworden. 😀

Für den Anschluss des nMOS-Gates braucht man den Gatewiderstand nicht 
zwingend. Je nach MOSFET (Gatekapazität) stresst das den µC Ausgang halt 
mehr oder wenig. Aber z.B. 100Ω sind jedenfalls nicht falsch. Zu viel 
darf es auch nicht sein, sonst wirkt das Tiefpassverhalten zusammen mit 
der Gatekapazität nachteilig bei PWM-Betrieb.

Jörg R. schrieb:
> Ich würde nur 100 Ohm vom uC zum Gate vorsehen. Den 10K würde ich direkt
> vom Gate nach GND anschließen, wobei der 10K auch größer sein kann.
Ich würde beide nahe am Gate platzieren, der Serienwiderstand verringert 
auch ein Ringing und dann kann der PD auch wieder vor dem 
Serienwiderstand sitzen. Der Pulldown ist funktional nicht besonders 
wichtig, er verhindert lediglich ein unkontrolliertes Schalten währen 
des Resets des µCs. Daher könnte er ohne Einschränkung auch auf der 
µC-Seite sein.

von MANU M. (manu_m)


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Hab leider nur die Hälfte verstanden.

Was ich verstanden habe / wo ihr euch einig seid ist aber das der
a) Widerstand vom Arduino zum Transistor eher 100 als 1000 OHM haben 
sollte?!
b) Der zweite Widerstand zum GND eher 100k als 10k OHM haben sollte (und 
scheinbar doch eher an der Seite des Gates und nicht bei der Seite des 
Arduinos enden sollte?

Eigentlich ist es aber nicht so wild?!

von Joachim B. (jar)


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MANU M. schrieb:
> 100k als 10k OHM haben sollte (und
> scheinbar doch eher an der Seite des Gates

ja er soll den Gatekondensator entleeren wenn die Leitung offen ist oder 
der µC noch nicht bereit ist und der Port Eingang ist.

Soll den Transistor sicher ausgeschaltet/gesperrt halten!

von Stefan F. (Gast)


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MANU M. schrieb:
> Eigentlich ist es aber nicht so wild?!

Es kommt halt auf den Strom und die Schaltfrequenz an. Je geringer der 
gate Strom ist, umso mehr Verluste hast du jedem Schaltvorgang. Ohne 
Widerstand riskierst du jedoch, den Mikrocontroller und/oder dessen 
Stromversorgung zu überfordern.

Der zweite Widerstand soll das Gate sicher im entladenen Zustand halten, 
solange der µC noch nicht initialisiert ist. Wenn du ihn so platzierst, 
dass er einen Spannungsteiler mit dem gate Vorwiderstand bildet, dann 
reduziert er die Steuerspannung, was wiederum die Schaltverluste erhöht.

> Eigentlich ist es aber nicht so wild?!

Bei den im Arduino Umfeld üblichen 400 bis 1000 Hz spielt der feine 
Unterschied keine große Rolle.

von HildeK (Gast)


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MANU M. schrieb:
> Hab leider nur die Hälfte verstanden.
>
> Was ich verstanden habe / wo ihr euch einig seid ist aber das der
> a) Widerstand vom Arduino zum Transistor eher 100 als 1000 OHM haben
> sollte?!
> b) Der zweite Widerstand zum GND eher 100k als 10k OHM haben sollte (und
> scheinbar doch eher an der Seite des Gates und nicht bei der Seite des
> Arduinos enden sollte?
>
> Eigentlich ist es aber nicht so wild?!

a) hast du richtig verstanden - bei der Ansteuerung eines MOSFET. Schon 
deshalb, weil die Gatekapazität (quasi eingebauter Kondensator 😀) 
durchaus auch 10nF betragen kann und man dessen Ladung beim Schalten 
möglichst schnell rein- oder rausbringen möchte.

b) Nicht alles. Der zweite R (PullDown) darf auf beiden Seiten sitzen, 
allerdings wenn er am Gate direkt sitzt, dann bildet er mit dem ersten 
Widerstand einen Spannungsteiler und das reduziert die Gatespannung. 
Wenn das Verhältnis der beiden groß ist (z.B. 10k zu 100Ω) macht es 
nichts aus, bei 10k/1k verlierst du eben rund 10% fürs Gate. Da viele 
MOSFETS relativ hohe Gatespannungen haben wollen fürs ordentliche 
Einschalten, versucht man das zu vermeiden, oder eben ein Verhältnis 
1:100 oder mehr zu nehmen.
Der IRL3803 z.B. sollte mindestens 4.5V am Gate bekommen; da ist dann 1k 
und 10k mit den 10k am Gate schon grenzwertig (reicht gerade so). 100Ω 
und 10k oder mehr gehen natürlich. Nimmt man den 10k auf die Seite des 
µC-Ausgangs, dann ist kein Spannungsteiler mehr da; du hast am Gate die 
5V vom µC-Ausgang.

Was ist mir der anderen Hälfte, die du nicht verstanden hast?

von MANU M. (manu_m)


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Also ich habs dann doch sehr gut kapiert ✅

Dann ist der Spannungsteiler (Vorausgesetzt das Verhältnis passt wie bei 
100 und 10k) die bessere Variante?

Was ist denn dann der Vorteil der anderen Variante?
Der ergibt sich, wenn die Widerstände von den Werten her nahe beinander 
liegen, da dann am Gate "nicht zu wenig" Spannung ankommt?

Demnach wäre Spannungsteiler mit 100/10k Ohm und vor dem Gate die 
"allerbeste" Variante?

Ist der Effekt groß genug das ich die Platine noch mal umzeichnen lassen 
sollte? ^^

von HildeK (Gast)


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MANU M. schrieb:
> Dann ist der Spannungsteiler (Vorausgesetzt das Verhältnis passt wie bei
> 100 und 10k) die bessere Variante?
> Was ist denn dann der Vorteil der anderen Variante?
Ich finde, die Variante mit dem 10k auf der µC-Seite ist die beste 
Variante. Auch mit 100Ω in der Leitung.
Weil eben die µC-Spannung gar nicht mehr heruntergeteilt wird.

Manchmal braucht man den Teiler sogar, wie z.B. bei deinem pMOS mit den 
beiden 4k7 Widerständen: dort könnte die Steuerspannung 24V betragen und 
das ist dem FET zu viel. Deshalb teilt man auf die Hälfte.

> Der ergibt sich, wenn die Widerstände von den Werten her nahe beinander
> liegen, da dann am Gate "nicht zu wenig" Spannung ankommt?
Den Satz verstehe ich nicht.

> Demnach wäre Spannungsteiler mit 100/10k Ohm und vor dem Gate die
> "allerbeste" Variante?
Bei dem Verhältnis 100Ω/10kΩ ist es letztlich egal. Einmal sind es 5V, 
beim anderen 4.95V am Gate.

> Ist der Effekt groß genug das ich die Platine noch mal umzeichnen lassen
> sollte? ^^
Nein. Dein FET ist ja bei Weitem nicht an seiner maximalen 
Strombelastbarkeit - der kann ja Pulsströme von 59A bei 4.5V am Gate. 
Und du hättest selbst mit 1k/10k als Teiler bei 5V am µC immer noch 4.5V 
am Gate, also o.k.! Sie Bildchen unten am Beispiel 1k/10k.
Ich wollte dir nur den Wirkmechanismus dahinter erläutern und unter 
anderen Bedingungen (z.B. µC Versorgung hat nur 4.75V - Toleranz 
ausgeschöpft) kann es wichtig sein, da aufzupassen.
1
         ___                             ___
2
  5V o--|___|--o--o 4.55V      5V o--o--|___|--o 5V
3
   µC    1k    |   Gate        µC    |   1k     Gate
4
               |                     |
5
              .-.                   .-.
6
              | |  10k              | | 10k
7
              | |                   | |
8
              '-'                   '-'
9
               |                     |
10
              ===                   ===
11
              GND                   GND
12
(created by AACircuit v1.28.6 beta 04/19/05 www.tech-chat.de)

von Manfred (Gast)


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MANU M. schrieb:
> Hab leider nur die Hälfte verstanden.
> [..]
> Eigentlich ist es aber nicht so wild?!

Du schaltest nur alle paar Sekunden Ein oder Aus, eine 
Helligkeitssteuerung hast Du nicht vorgesehen.
Dann belasse die Widerstände so, wie 20.11.2021 23:52 von Dir gemalt.

Diese Streiterei um die Werte geht in jedem FET-Thread los. Ich sehe sie 
bei geringen Lasten, geringen Schalthäufigkeiten und großen (TO-220) 
FETs als sinnlos.

von PCB Designs (Gast)


Angehängte Dateien:

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Hey zusammen!

Ich will mich hiermit noch mal bei allen Bedanken die konstruktiv dazu 
beigetragen haben das ichs wirklich umgesetzt bekommen hab.
Zeitweise hab ich doch etwas gezweifelt gehabt!

Sollten zukünftig jemand diesen Thread hier finden und es nachbauen 
wollen hier ein Bild der Platine

Funktioniert mega!!!

DANKE!!

von PCB Designs (Gast)


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Und hier die PCB Design Dateien / Schaltpläne

von Reißverschlußverfahren (Gast)


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Schaltplan und Layout nur durch Download? ;-)

von Stefan F. (Gast)


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PCB Designs schrieb:
> IMG_7767.JPG

Bei dem Foto bekomme ich Angst. Zuerst frage ich mich natürlich, unter 
welcher Beleuchtung du arbeitest. Und dann frage ich mich, wie oft dir 
wohl Metall-Teile unter die Platine geraten.

von Forist (Gast)


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Reißverschlußverfahren schrieb:
> Schaltplan und Layout nur durch Download? ;-)

Gerber und Bilder zum Download als gezippte ZIP-Archive

von PCB Designs (Gast)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> PCB Designs schrieb:
>> IMG_7767.JPG
>
> Bei dem Foto bekomme ich Angst. Zuerst frage ich mich natürlich, unter
> welcher Beleuchtung du arbeitest. Und dann frage ich mich, wie oft dir
> wohl Metall-Teile unter die Platine geraten.

Brauchst keine Angst haben!
Licht kommt da die LEDs gerade in Violett leuchten (50% R und 50% B)
Metallteile sind noch nie drunter gerutscht. Unter den Platinen befinden 
sich bereits eine Aufnahme für die Hutschiene aus dem 3D Drucker.
(Hatte zu dem Zeitpunkt nur der Vollständigkeit alle Channels getestet)

von PCB Designs (Gast)


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Noch zum Schaltplan:
Ich hab
4x Input Reserve (Strom, Licht, Temperatur sollen z.B. gemessen werden)
2x Output Reserve,
20x Stufen (15 brauch ich tatsächlich),
2x Lichtschranke (oben Unten)
24v Zugang (320W)

Zudem eine Siemens BCU (5V Versorgung und Verbindung zum KNX System)

von Wolfgang (Gast)


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PCB Designs schrieb:
> 24v Zugang (320W)

320W für eine Treppenbeleuchtung?
Dafür hätte ich keine passende Treppe ;-)

von Reißverschlußverfahren (Gast)


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Danke, @Forist. Will man nur kurz über was drübersehen,
ist der Download so eines Gesamtpaketes nicht unbedingt
verlockend.

von Erich (Gast)


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Respekt!

Das ist mal eine grosse Erfolgsmeldung!
Am 21.10.2021 angemeldet, saubere Fragen gestellt und mit Zwischenstand 
auf Steckbrett jetzt mit ordentlicher Platine das Projekt konsequent 
durchgezogen.
So hebt sich dieser Thread sehr positiv von leider vielen anderen ab, 
die mit (zu) grossen Plänen beginnen und auf dem Weg hängenbleiben. Oft 
durch unklare Fragen, zu geringe Vorkenntnisse, mangelndes Lernvermögen 
oder alles gleichzeitig.
Danke an MANU M.

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