Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik ESP8266 mit IRF3708 für LEDs


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von Christian L. (profane)


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Hallo zusammen, ich bin absoluter Neuling auf dem Gebiet, daher 
entschuldigt bitte meine Unwissenheit :)

Ich beschäftige mich jetzt seit ca. vier Wochen mit dem Thema und komme 
fast gut zurecht ^^

Ich bin an einem Punkt angelangt, wo mir auch die Suche nicht wirklich 
weiterhilft. Das liegt aber wahrscheinlich eher an mir, weil ich nicht 
genau weiß wonach ich suchen muss.

Meine Situation:
Ich habe einen Wemos D1 Mini (ESP8266) als Controller, der kann nur 3,3V 
auf den Pins ausgeben. Ich möchte nun aber eine Reihe von 3mm LEDs incl. 
Vorwiderständen ansteuern. Die Versorgung der LEDs kommt direkt über den 
nicht schaltbaren 5V Ausgang vom Board vom USB-Stecker. Dazu habe ich 
mir nun aus diversen Beiträgen den IRF3708 als MOSFET zusammengereimt. 
Ich hatte es auch schon mit IRLZ44N versucht (die hatte ein bekannter 
von mir noch, aber selber keine Ahnung davon), aber mit denen Glimmen 
die LEDs nur ein wenig.
Da ich aber mit dem Datenblatt ein wenig überfordert bin, brauche ich 
nun etwas Hilfe.

Soweit ich verstanden habe kann der IRF3708 mit 3,3V geschaltet werden. 
Diesen wert finde ich allerdings im Datenblatt nicht. Nur Werte deutlich 
darüber oder darunter. Brauche ich hier ggf. noch einen Vorwiderstand 
zur Ansteuerung?
Wirklich super wäre es, wenn mir jemand einen kleinen Schaltplan im 
Breadboard-Style machen könnte ob und wo ich noch Widerstände brauche.

Was ich außerdem nicht aus dem Datenblatt erlesen kann ist, ob der 
IRF3708 selbst schon einen Widerstand hat und ob ich die Vorwiderstände 
der LEDs nun anpassen muss.

Bitte versucht es so einfach wie möglich zu erklären, ich lerne noch :-D

Vielen Dank!

von Jörg R. (solar77)


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Christian L. schrieb:
> Soweit ich verstanden habe kann der IRF3708 mit 3,3V geschaltet werden.
> Diesen wert finde ich allerdings im Datenblatt nicht. Nur Werte deutlich
> darüber oder darunter. Brauche ich hier ggf. noch einen Vorwiderstand
> zur Ansteuerung?

Der IRF3708 ist eine gute Wahl;-)

Die 3,3V findest Du nicht im DB. Dafür findest Du aber Werte ab 2,8V die 
einen geringen Rds(on) garantieren. Diese Werte findest Du im DB in der 
Tabelle auf Seite 2.

Für den IRLZ44 ist dieser Wert erst ab 4V spezifiziert. Das die LEDs 
jedoch nur glimmen wundert mich etwas. Wobei „glimmen“ sehr subjektiv 
ist.

Einen Vorwiderstand benötigst Du nicht unbedingt, es wird aber im 
allgemeinen dazu geraten einen Widerstand von 100R bis 1K zwischen 
Ausgang des uC und Gate vorzusehen. Das Gate ist für den uC eine 
kapazitive Last, wenn auch mit einem geringen Wert. Daher schützt der 
Widerstand vor dem Gate den uC-Ausgang.

Des weiteren sollte ein Widerstand vom Gate nach GND vorgesehen werden, 
so um die 10K bis 100k.

Für die LEDs benötigst Du auf jeden Fall einen Vorwiderstand. Den haben 
die Mosfets nicht integriert.

: Bearbeitet durch User
von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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http://stefanfrings.de/mikrocontroller_buch/Einstieg%20in%20die%20Elektronik%20mit%20Mikrocontrollern%20-%20Band%202.pdf

Kapitel 2.2.2 erklärt, wie MOSFET funktionieren und auf welche Parameter 
du achten musst. In Kapitel 3.4.2 findest du einen Schaltplan.

http://stefanfrings.de/LED/index.html

Hier wird erklärt, warum man LEDs nicht direkt an 5V betreiben kann, und 
wie man die Widerstände berechnet.

: Bearbeitet durch User
von MaWin (Gast)


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Christian L. schrieb:
> Soweit ich verstanden habe kann der IRF3708 mit 3,3V geschaltet werden.
> Diesen wert finde ich allerdings im Datenblatt nicht.

Es gibt für ihn ein garantiertes RDS(on) für 2.8V

 14.5 29 VGS = 2.8V, ID = 7.5A

im Gegensatz zum IRLZ44, der nur einen für 4V hat.


Christian L. schrieb:
> Was ich außerdem nicht aus dem Datenblatt erlesen kann ist, ob der
> IRF3708 selbst schon einen Widerstand hat und ob ich die Vorwiderstände
> der LEDs nun anpassen muss

Natürlich braucht die LED einen Vorwiderstand, der IRF wirkt nicht 
strombegrenzend.

Der IRF braucht aber keinen Widerstand zwischen ESP und Gate.

von Christian L. (profane)


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Jörg R. schrieb:
> Der IRF3708 ist eine gute Wahl;-)
>
> Die 3,3V findest Du nicht im DB. Dafür findest Du aber Werte ab 2,8V die
> einen geringen Rds(on) garantieren. Diese Werte findest Du im DB in der
> Tabelle auf Seite 2.

Ah, super, danke, dann ist der ja wirklich für mein Vorhaben geeignet.
Du schreibst hier "ab" 2,8V. Macht es ihm also nichts aus wenn 3.3V 
anliegen? Oder müsste ich das ganze noch per Widerstand auf 2,8V 
begrenzen?


Jörg R. schrieb:
> Einen Vorwiderstand benötigst Du nicht unbedingt, es wird aber im
> allgemeinen dazu geraten einen Widerstand von 100R bis 1K zwischen
> Ausgang des uC und Gate vorzusehen. Das Gate ist für den uC eine
> kapazitive Last, wenn auch mit einem geringen Wert. Daher schützt der
> Widerstand vor dem Gate den uC-Ausgang.
>
> Des weiteren sollte ein Widerstand vom Gate nach GND vorgesehen werden,
> so um die 10K bis 100k.

Auch DAS hat mir sehr weitergeholfen, vielen Dank!


Jörg R. schrieb:
> Für die LEDs benötigst Du auf jeden Fall einen Vorwiderstand. Den haben
> die Mosfets nicht integriert.

Stefan F. Schrieb:
> Hier wird erklärt, warum man LEDs nicht direkt an 5V betreiben kann, und
> wie man die Widerstände berechnet.

MaWin schrieb:
> Natürlich braucht die LED einen Vorwiderstand, der IRF wirkt nicht
> strombegrenzend.

Hier muss ich mich entschuldigen, ich habe mich etwas sehr 
missverständlich ausgedrückt. Ich schrieb von "anpassen" weil mir klar 
ist das ich Vorwiderstände für die LEDs verwenden muss. Allerdings ging 
für mich nicht klar hervor ob der MOSFET einen signifikanten 
Eigenwiderstand hat. So hätte ich die Vorwiderstände ja an den 
!möglicherweise! im MOSFET bereits vorhandenen Widerstand anpassen 
müssen. Da dem aber ja anscheinend nicht so ist, hat sich das erledigt. 
Danke :)

Danke bis hierhin auf jeden Fall auch schon mal an alle die überhaupt 
kommentiert haben. Das hat mir alles schon sehr weitergeholfen und war 
auch für mich als Anfänger leicht zu verstehen :)

: Bearbeitet durch User
von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Christian L. schrieb:
> Macht es ihm also nichts aus wenn 3.3V anliegen?

Es macht nichts aus.

Christian L. schrieb:
> Allerdings ging für mich nicht klar hervor ob der
> MOSFET einen signifikanten Eigenwiderstand hat.

Steht im Datenblatt:

RDS(on)
Static Drain-to-Source On-Resistance
typisch 14.5 mΩ

: Bearbeitet durch User
von Christian L. (profane)


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Super, danke für die ganzen Infos an alle. Auch die Links haben mir sehr 
weitergeholfen und wurden direkt gespeichert!

von Christian L. (profane)


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Da schmeiße ich noch eine Frage hinterher, bevor ich mit meinem 
Halbwissen was falsches kaufe. Welcher, falls es einen gibt, MOSFET kann 
mit den 3,3V vom ESP auch 230V AC bis 30 Watt schalten?

Oder sollte ich hier lieber das gute alte Relay Shield vom Wemos nehmen? 
Davon habe ich nämlich noch ein paar.

Geht um eine Heizmatte (5W) und einen Reflektorspot (E27 / 25W). Beides 
getrennt natürlich.

von Jörg R. (solar77)


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Christian L. schrieb:
> Da schmeiße ich noch eine Frage hinterher, bevor ich mit meinem
> Halbwissen was falsches kaufe. Welcher, falls es einen gibt, MOSFET kann
> mit den 3,3V vom ESP auch 230V AC bis 30 Watt schalten?

AC schaltet man mit einem Relais oder einem Triac, aber Beides nicht 
direkt vom ESP.

von Christian L. (profane)


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Jörg R. schrieb:
> AC schaltet man mit einem Relais oder einem Triac, aber Beides nicht
> direkt vom ESP.

Okay, das dachte ich mir schon irgendwie. Dann nehme ich das Relais.
https://www.wemos.cc/en/latest/d1_mini_shield/relay.html
Das darf ja bis 5A bei 250V.

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Dieses Relais ist (bis auf sehr spezielle Ausnahmen) nicht für 
Netzspannung zugelassen, da es nur bis 1500 V isoliert.

Der VDE schreibt hingegen aus gutem Grund 2500 V für Geräte mit 
Netzstecker und 4000 V für fest angeschlossene Geräte vor.

Bedenke auch, dass die Spitzenströme beim Einschalten vieler Geräte sehr 
viel höher sind, als im Normalbetrieb. Das Relais wird schnell kaputt 
gehen, wenn diese Spitzen 5 A übersteigen. Bei Induktiven Lasten 
benötigst du einen Funkenlöschkreis, weil die Kontakte sonst verbrennen.

: Bearbeitet durch User
von Pete K. (pete77)


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Außerdem hat das Modul grenzwertige Abstände von 230V zu dem 3V3 Pin.

: Bearbeitet durch User
von Christian L. (profane)


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Hm, okay, das ist doof.

Könnt ihr mir denn eine alternative empfehlen?
Die Lampe könnte ich mit einer smarten Steckdose zeitlich steuern.
Aber die Heizmatte müsste ich tatsächlich Temperaturabhängig steuern 
können.

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Christian L. schrieb:
> Könnt ihr mir denn eine alternative empfehlen?

https://www.reichelt.de/schmales-netzrelais-ftr-lyca-5v-1-we-6a-ftr-lyca-005v-p79409.html

Dazu eine Transistorstufe zum Ansteuern.

von Christian L. (profane)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Dazu eine Transistorstufe zum Ansteuern.

Transistorstufe? (hier Affe einfügen der sich die Augen zuhält) XD

von Michael M. (Firma: Autotronic) (michael_metzer)


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Christian L. schrieb:
> Transistorstufe? (🙈) XD

Wieso? Stefan hat doch recht. Der ESP8266 bringt doch nur 3,3V an den 
Ausgangspins, auch wenn er mit 5V betrieben wird.

: Bearbeitet durch User
von Jörg R. (solar77)


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Christian L. schrieb:
> Stefan ⛄ F. schrieb:
>> Dazu eine Transistorstufe zum Ansteuern.
>
> Transistorstufe? (hier Affe einfügen der sich die Augen zuhält) XD

Verstehe ich nicht🤔

Ich hatte doch geschrieben dass der ESP ein Relais nicht direkt 
ansteuern kann. Stefan hat dir ein Relais verlinkt und geschrieben das 
es über eine Transistorstufe angesteuert werden muss. Was willst Du uns 
nun mit dem Affen der sich die Augen zuhält sagen?

PS: Du solltest zudem wohl besser die Finger von 230V lassen, dafür 
scheinst Du mir zu unbedarft.

: Bearbeitet durch User
von Christian L. (profane)


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Damit wollte ich sagen, ich weiß nicht was eine Transistorstufe ist.
Also gelernt habe ich Systemelektroniker, ist aber schon 20 Jahre her.
Mit 230V habe ich kein Problem, aber die VDE kenne ich nicht mehr 
auswendig.

von Christian L. (profane)


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Ich glaube ich versuche einfach mal irgendwie mit dem ESP die smarte 
Steckdose anzusteuern, das ist glaube ich einfacher und weniger 
gefährlich :-D

von Michael M. (Firma: Autotronic) (michael_metzer)


Angehängte Dateien:

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Christian L. schrieb:
> Damit wollte ich sagen, ich weiß nicht was eine Transistorstufe ist.

Der Transistor ist ein BC337 (NPN) und der Widerstand etwa 1,5k groß. 
Als Diode kann eine 1N4148 eingesetzt werden.

von Christian L. (profane)


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Da stellt sich mir die Frage, könnte ich nicht das Netzrelais mit dem 
Relay Shield vom Wemos steuern? 5V habe ich ja sowieso zur Verfügung. So 
würde ich einfach mit dem ESP das Relay Shield ansteuern, wo die 5V vom 
USB-Anschluss dann geschaltet werden?!

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Christian L. schrieb:
> ich weiß nicht was eine Transistorstufe ist.

Christian L. schrieb:
> Da stellt sich mir die Frage, könnte ich nicht das Netzrelais mit dem
> Relay Shield vom Wemos steuern?

Sicher. Aber zwei Relais plus ESP Modul über USB Kabel zu versorgen 
halte ich für eine ganz schlechte Idee. Da sind Ausfälle schon im Design 
vorprogrammiert.

Für einen ausgebildeten Systemelektroniker stellst du erstaunliche 
Fragen.

Die VDE Richtlinen die du nicht kennst sind sicherheitstechnisch das Maß 
der Dinge für dein Vorhaben. Wenn jemand zu Schaden kommt bist du am 
Arsch. Jeder Richter entscheidet auf Basis der VDE Richtlinien.

Ich empfehle dir daher dringend, die Finger von 230 V zu lassen. Auch 
von solchen Relais Platinen. Benutze komplett geschlossene 
Funksteckdosen und schalte sie per Funk. Nur das ist eigensicher.

: Bearbeitet durch User

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