Hallo zusammen,
ich bin aktuell dabei eine Steuerung für einen LED Streifen zu bauen.
Prinzipiell möchte ich den Streifen (RGBW) über 4 MOSFETs steuern. Das
PWM Signal soll von einem NodeMUCU welcher als Software Tasmota hat
kommen.
Ich habe mich zu dem Thema natürlich vorher schon etwas eingelesen.
Allerdings mag meine Steuerung nicht so wie ich will.
Dabei bin ich mir aktuell nur nicht Sicher ob der Fehler am falschen
MOSFET oder an meiner Schaltung liegt. (Ich spreche nur von einem MOSFET
da ich es erst exemplarisch mit einer LED Farbe aufbauen wollte um es
dann auf die anderen zu adaptieren. Natürlich habe ich für jede Farbe
einen eigenen)
Mein LED Streifen hat 24V und 60 RGBW LEDs/Meter (Bauweise 5050)
Als MOSFET habe ich einen IRFZ44N. Wenn ich es richtig interpretiert
habe handelt es sich dabei um einen Anreicherungstyp, das heißt wenn
keine Spannung am Gate anliegt fließt auch kein Strom zwischen Source
und Drain.
Liege ich da falsch? Wenn meine Annahme korrekt ist stimmt mit meinen
MOSFETS etwas nicht. Denn die LEDs leuchten auch ohne Spannung am Gate.
Es ist aber bei allen 5 die ich da habe so und das hat mich
verunsichert.
Ich hab die Schaltung mal exemplarisch gezeichnet und in den Anhang
gehängt.
Gruß
Thomas
Thomas A. schrieb:> Liege ich da falsch?
Nein. Wenn keine positive Spannung anliegt, um genau zu sein, also Gate
nicht positiver als GND und die Spannung nicht größer als der im Dabla
angegebene Schwellwert von einigen Volt, soll kein Strom fließen.
Und was passiert, wenn Du Pin23 abkoppelst?
mfG
Thomas A. schrieb:> Mein LED Streifen hat 24V und 60 RGBW LEDs/Meter (Bauweise 5050)
Sind da schon Vorwiderstände drauf? Vermutlich schon.
> Als MOSFET habe ich einen IRFZ44N. Wenn ich es richtig interpretiert> habe handelt es sich dabei um einen Anreicherungstyp,
Ja.
> das heißt wenn> keine Spannung am Gate anliegt fließt auch kein Strom zwischen Source> und Drain.
Ja.
> Liege ich da falsch?
Nein.
> Wenn meine Annahme korrekt ist stimmt mit meinen> MOSFETS etwas nicht. Denn die LEDs leuchten auch ohne Spannung am Gate.
Was heißt das GENAU? Man darf das gate nicht offen lassen, denn dann hat
man einen Zufallsgenerator. Der 10k Pull Down am Gate soll das
verhindern, wenn dein Controller im Reset ist.
> Ich hab die Schaltung mal exemplarisch gezeichnet und in den Anhang> gehängt.
Wenn das Gate auf GND = 0V gelegt ist, muss der MOSFET aus sein, kein
Stromfluß an Drain. Bei 10V am Gate ist er solide durchgesteuert. Mit
3,3V schaltet der nicht ein! Der IRFZ44N ist nicht für 3,3V U-GS
spezifiziert, auch nicht für 5V.
https://www.mikrocontroller.net/articles/FET#Erkl.C3.A4rung_der_wichtigsten_Datenblattwerte
Siehe Gate Source Threshold voltage. Du braucht einen Logic Level Typ,
der mit 3,3V SICHER schaltet. Z.B. IRF7401, siehe MOSFET-Übersicht.
Erstmal an alle Danke für die schnellen und ausführlichen Antworten.
Falk B. schrieb:>> Wenn meine Annahme korrekt ist stimmt mit meinen>> MOSFETS etwas nicht. Denn die LEDs leuchten auch ohne Spannung am Gate.>> Was heißt das GENAU? Man darf das gate nicht offen lassen, denn dann hat> man einen Zufallsgenerator. Der 10k Pull Down am Gate soll das> verhindern, wenn dein Controller im Reset ist.
Das mit dem Zufall bei offenen Gate wusste ich nicht.
Die Verkabelung ist so wie in der Zeichnung im Anhang meines ersten
Posts.
Mit dem Multimeter gemessen liegt kein Strom an.
>> Ich hab die Schaltung mal exemplarisch gezeichnet und in den Anhang>> gehängt.>> Wenn das Gate auf GND = 0V gelegt ist, muss der MOSFET aus sein, kein> Stromfluß an Drain. Bei 10V am Gate ist er solide durchgesteuert. Mit> 3,3V schaltet der nicht ein! Der IRFZ44N ist nicht für 3,3V U-GS> spezifiziert, auch nicht für 5V.>> https://www.mikrocontroller.net/articles/FET#Erkl.C3.A4rung_der_wichtigsten_Datenblattwerte>> Siehe Gate Source Threshold voltage. Du braucht einen Logic Level Typ,> der mit 3,3V SICHER schaltet. Z.B. IRF7401, siehe MOSFET-Übersicht.
Okay, dann sind meine IRFZ44N MOSFETS für den Anwendungsfall eh falsch.
Wenn ich die Übersicht Richtig verstehe ist der IRF4701 aber nur bis
20V, 8,7A und 2W ausgelegt. Das wäre für einen 5 Meter langen LED
Streifen mit insgesamt 300 LED etwas gering.
Der IRL1004 bzw. IRFZ48N würde schon eher passen.
Welchen würdest du empfehlen oder ist das an der Stelle Jacke wie Hose?
Danke und Gruß
Thomas
Jens M. schrieb:> Die GNDs sind nicht verbunden.
Müssen sie das denn sein?
Es sind ja zwei getrennte Kreise
1x 24V für die LEDs
1x 3,3V für die Steuerung.
Beide Kreise sind geschlossen.
Warum sollte ich die beiden GNDs verbinden?
Gruß
Thomas
Thomas A. schrieb:> Jens M. schrieb:>> Die GNDs sind nicht verbunden.>> Müssen sie das denn sein?> Es sind ja zwei getrennte Kreise> 1x 24V für die LEDs> 1x 3,3V für die Steuerung.>> Beide Kreise sind geschlossen.> Warum sollte ich die beiden GNDs verbinden?
Und woher weiß der Mosfet welche Spannung am Gate anliegt? Ihm fehlt der
Bezug wenn die GND nicht verbunden sind. Das wäre etwas anderes wenn in
der Ansteuerung ein Optokoppler vorhanden wäre, was aber nicht notwendig
ist. Es sei denn man würde ihn verwenden um mit einer höhere
Gatespannung schalten zu können, was die Auswahl an passenden Mosfets
erhöht.
Jörg R. schrieb:> Thomas A. schrieb:>>> Jens M. schrieb:> Und woher weiß der Mosfet welche Spannung am Gate anliegt? Ihm fehlt der> Bezug wenn die GND nicht verbunden sind. Das wäre etwas anderes wenn in> der Ansteuerung ein Optokoppler vorhanden wäre, eas aber nicht notwendig> ist. Es sei denn wann würde ihn verwenden um mit einer höhere> Gatespannung schalten zu können, was die Auswahl an passenden Mosfets> erhöht.
Kannst du mir das genauer erklären?
Wie meinst du das? Der 3,3V Kreis ist geschlossen also liegen da auch
3,3V an. Wenn ich dort eine Lampe einbauen würde, würde die ja auch
leuchten. (Wenn eingeschaltet)
Wieso braucht es eine Verbindung zum
GND des 24V Kreises. Gibt es einen notwendigen Bezug zwischen den zwei
Kreisen wenn ein MOSFET im Spiel ist.
Thomas A. schrieb:> Ich hab die Schaltung mal exemplarisch gezeichnet und in den Anhang> gehängt.
Wie kann man eine so einfache Schaltung so verquert zeichnen?
Kein Wunder, dass das schief geht.
Wenn du in deiner Schaltung etwas sortierst und die Spannungen so
anordnest, dass sie von oben nach unten abnehmend wird das wesentlich
übersichtlicher.
Der Signalfluss von links nach rechts passt.
Thomas A. schrieb:
..
> Kannst du mir das genauer erklären?> Wie meinst du das? Der 3,3V Kreis ist geschlossen also liegen da auch> 3,3V an. Wenn ich dort eine Lampe einbauen würde, würde die ja auch> leuchten. (Wenn eingeschaltet)> Wieso braucht es eine Verbindung zum> GND des 24V Kreises. Gibt es einen notwendigen Bezug zwischen den zwei> Kreisen wenn ein MOSFET im Spiel ist.
Der Mosfet benötigt eine Spannung Ugs um zu schalten, also eine positive
Spannung zwischen Gate und Source, in deinem Fall sind es 3,3V. Wenn die
GND nicht verbunden sind hängt dein Gate quasi in der Luft, denn Source
liegt am GND der 24V Seite, also da wo die Last versorgt wird. Du misst
zwar 3,3V zwischen Gate und Source auf der uC-Seite, aber damit schaltet
der Transistor nicht wenn die GND nicht verbunden sind.
Nunja, der Mosfet ist wie jeder Transistor kein Relais, sondern ein
Bauteil mit nur 3 Anschlüssen. Deine Zeichnung sagt über die
GND-Verschaltung nichts aus. Also ist da wohl nichts verschaltet, obwohl
ich als unbedarfter Leser dies implizit angenommen habe.
Die Steuerspannung zwischen G und S hat Bezug zu GND der 3,3V und Dein
24V-Lastkreis leitet seinen Strom ebenfalls durch S. Der Verbraucher ist
dann zwischen D und +24V. Also müssen beide Kreise bei GND ihr
Bezugspotential haben in dieser Sourceschaltung des FET. Mit einem
Relais wäre das egal.
MfG
Jörg R. schrieb:> Du misst> zwar 3,3V zwischen Gate und Source auf der uC-Seite, aber damit schaltet> der Transistor nicht wenn die GND nicht verbunden sind.
Korrektur;-)
Du misst 3,3V zwischen Gate und GND auf der uC-Seite.
> Wenn ich die Übersicht Richtig verstehe ist der IRF4701 aber nur bis> 20V, 8,7A und 2W ausgelegt. Das wäre für einen 5 Meter langen LED> Streifen mit insgesamt 300 LED etwas gering.
Wieso? Bei 24V sind 8.7A über 200W, pro Farbe. Die 20V sind auch kein
Problem, von den 24V bleiben, nach 5 in Reihe geschalteten LEDs, nicht
mehr viel übrig.
Jörg R. schrieb:> Thomas A. schrieb:>> ..>> Kannst du mir das genauer erklären?>> Wie meinst du das? Der 3,3V Kreis ist geschlossen also liegen da auch>> 3,3V an. Wenn ich dort eine Lampe einbauen würde, würde die ja auch>> leuchten. (Wenn eingeschaltet)>> Wieso braucht es eine Verbindung zum>> GND des 24V Kreises. Gibt es einen notwendigen Bezug zwischen den zwei>> Kreisen wenn ein MOSFET im Spiel ist.>> Der Mosfet benötigt eine Spannung Ugs um zu schalten, also eine positive> Spannung zwischen Gate und Source, in deinem Fall sind es 3,3V. Wenn die> GND nicht verbunden sind hängt dein Gate quasi in der Luft, denn Source> liegt am GND der 24V Seite, also da wo die Last versorgt wird. Du misst> zwar 3,3V zwischen Gate und Source auf der uC-Seite, aber damit schaltet> der Transistor nicht wenn die GND nicht verbunden sind.
Das habe ich verstanden :) Danke dir.
Muss ich dann überhaupt auf GND meines uCs gehen oder reicht es wenn ich
auf 24V GND gehe? Hoffe die Frage ist nicht zu dumm.
> Wenn ich dort eine Lampe einbauen würde, würde die ja auch leuchten.
Wenn du eine Lampe zwischen die 3.3V des Controllers und GND des
Lampenkreises klemmst, wird sie nicht leuchten - es sei denn, du hast
die beiden GND verbunden.
Thomas A. schrieb:> Wenn ich die Übersicht Richtig verstehe ist der IRF4701 aber nur bis> 20V, 8,7A und 2W ausgelegt. Das wäre für einen 5 Meter langen LED> Streifen mit insgesamt 300 LED etwas gering.
Nö. Du verwechselst die max. zulässige Verlustleistung des MOSFETs (2W)
mit der Verlustleistung der LEDs. Wenn der MOSFET knapp 9A schalten
kann, wären das bei 24V * 9A = 216W pro Farbe. Deine LEDs ziehen
vermutlich keine 9A/Farbe. Ok, die 20V sind zu knapp, das war jetzt auch
nur auf die Schnelle rausgesucht.
Schaltung.png
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