Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik 12V Transistor-Motorschaltung mit Arduino macht Probleme


von Hitsuji (Gast)



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Hallo zusammen


Ich habe eine Platine gebaut, mit der ich zwei Fans ansteuern möchte. 
Funktioniert aber leider nicht so wirklich. Nachdem ich mir einen 
Mikrocontroller verbraten habe, habe ich einige Messungen durchgeführt 
und zwei Dinge entdeckt, die so nicht sein sollten und ich mir nicht 
recht erklären kann. Würde mich gerne von euch belehren lassen ;)

Kurz zum Aufbau: Die Fans werden mit 12V betrieben, während der 
Mikrocontroller mit 3.3V läuft. Der Einfachheit halber habe ich einen 
Arduino Nano 33 IoT verbaut. Die Fans werden über je einen Transistor 
angesteuert. An Freilaufdioden habe ich gedacht, die scheinen aber Teil 
des Problems zu sein. Die Spannungsversorgung wird über zwei separate 
Spannungsregler sichergestellt. Die Lüfter verfügen über einen 
open-collector Ausgang, um die Drehzahl zu bestimmen - da liegt das 
zweite Problem.
Zu Testzwecken schalte ich den einen Lüfter jeweils 10s abwechseln an 
und ab. Einmal habe ich die Spannung über die beiden Lüfterpins gemessen 
(Lüfter nicht angeschlossen) und einmal mit einem kleinen 
Popeloszilloskop die Spannung vom Sensorausgang des angeschlossenen 
Lüfters nach GND mit einem Pull-up Widerstand gegen 3.3V am 
Sensorausgang.

Problem 1: Bei der ersten Messung liegen an den Lüfterpins wie erwartet 
12V an, wenn die Fans eingeschaltet sind, aber immernoch ca. 3V, wenn 
sie ausgeschaltet sind. Wenn ich die Freilaufdioden auslöte, sinds wie 
erwartet 0V. Habe die verlinkte Diode auch mal gegen irgend ein dickes 
bedrahtetes Modell aus dem Arduino Starterkit ausgetauscht mit selbigem 
Messergebnis. Versteh ich nicht.

Problem 2: Bei der zweiten Messung wird am Oszilloskop ein hübsches 
Rechtecksignal zwischen 0V und 3.3V sichtbar, wenn der Lüfter läuft. 
Sobald der lüfter jedoch anhält, liegen konstante 10V an. Das wird es 
auch gewesen sein, was meinen armen Arduino gebrutzelt hat. Aber das 
sollte doch nicht so sein? Versteh ich auch nicht.

Könnt ihr mir erklären, was ich da falsch verstanden habe? Kann doch 
alles nicht so kompliziert sein.

Der Übersicht zuliebe habe ich nur den betreffenden Ausschnitt aus dem 
Platinendesign und Schaltplan rauskopiert. Kann aber auch noch den 
ganzen nachliefern, falls das wichtig wäre.

Links:
Diode: 
https://www.mouser.ch/datasheet/2/348/ROHM_S_A0002309829_1-2561727.pdf
Transistor: https://www.mouser.ch/datasheet/2/427/71249-2489557.pdf
Lüfter: 
https://www.mouser.ch/datasheet/2/471/San_Ace_120S25_E-1283401.pdf

Gruss und Dank

von oszi40 (Gast)


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Mal schrittweise testen?
1.Falls diese Lüfter über PWM betrieben werden sollten, ist die einfache 
Diode sicher nicht die ideale Lösung. Du kannst aber gern mal mit einem 
langsamen Sekundentakt prüfen, ob überhaupt etwas funktioniert.
2.Habe jetzt Schaltung und Leiterplatte auf die Schnelle nicht 
untersucht. Beliebte Fehler sind immer selbst eingebaute Fehler, die man 
übersieht oder irgendwelche unglücklichen Masseverbindungen, über die 
viel Motorstrom die Logik stören?

von Stefan (Gast)


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Hallo,

Hitsuji schrieb:
> Sobald der lüfter jedoch anhält, liegen konstante 10V an. Das wird es
> auch gewesen sein, was meinen armen Arduino gebrutzelt hat. Aber das
> sollte doch nicht so sein?

Du verwendest zum Schalten der Lüfter ein "Low-Side-Switch" und wunderst 
dich dass nach dem Abschalten der Lüfter im "Rückkanal" die 
Versorgungsspannung der Lüfter anliegt? Nicht wahr oder?

Wenn das Ganze funktionieren soll musst du zu "High-Side-Switch" 
wechseln, also die positive Seite der Lüfter zu und weg schalten! Dann 
gibts nach dem Abschalten nur die Möglichkeit dass im "Rückkanal" Ground 
anliegt!

Gruß

von batman (Gast)


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Naja, ein OC-Ausgang sollte nicht allzusehr nach Vcc leiten. Kannst 
vielleicht noch eine Diode mit ihrer Kathode dranhängen, damit da nix 
rausläuft.

Der Transistor taugt schon mal nicht für so niedrige Steuerspannung, da 
gibts extra passende LogicLevel-MOSFETS für 3.3V.

von Hitsuji (Gast)


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Vielen Dank für eure Antworten, das hilft mir schon sehr weiter!

@Stefan: Das leuchtet mir sogar ein! Sehr ärgerlich, da ich für einen 
High-Side-Switch die Platine nochmals komplett neu fertigen müsste. Aber 
immerhin habe ich nun geschnallt, wieso da 10V+ anliegen! Danke!

@batman: Den "Workaround" mit der Diode werde ich gleich mal 
ausprobieren. Würde mir den Neubau der Platine ersparen. Beim Transistor 
habe ich eigentlich die Gate-Threshold-Spannung beachtet, dachte eine
 von 1 bis maximal 3V würde gehen. Kann ich aber noch austauschen.

@oszi40: Die Diode vom Starterkit ist sicher nicht die beste Wahl. Werde 
sie aber wieder durch die ersetzen, die ich ursprünglich dafür 
vorgesehen hatte (die verlinkte), da der Wechsel das Problem 1 nicht 
behoben hat. Die wäre gemäss Datenblatt für high-speed switching 
vorgesehen.

Für Problem 2 habe ich weiss ich nun was zu tun ist. Problem 1 ist mir 
aber noch immer ein Rätsel.

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


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Hitsuji schrieb:
> Sobald der lüfter jedoch anhält
Also sobald du dem die Masse weggeschaltet hast.
> liegen konstante 10V an.
Eigentlich naheliegend, wenn man mal drüber nachdenkt, wie so ein Lüfter 
intern aufgebaut sein muss. Der sieht da drin vereinfacht etwa so aus:
1
12V ---------------o--------.
2
                   |        |
3
Sensor --.         |        |
4
          \|       |        | +
5
           |--Elektronik   Motor
6
          <|       |        | -
7
         |         |        |
8
GND  ----o---------o--------'
Und jetzt überleg mal, was da passieren muss(!!), wenn du die Masse 
abklemmst. Dann geht der Minusanschluss vom "Motor" hoch auf annähernd 
12V. Und damit ist die gesamte "Elektronik" auch auf 12V und über die 
BC-Diode kommen dann etwas weniger als 12V heraus.

batman schrieb:
> Naja, ein OC-Ausgang sollte nicht allzusehr nach Vcc leiten.
Die BC-Diode leitet da erstklassig. Und wenn dem OC-Ausgang die Masse 
fehlt, dann fließt über die interne Elektronik und den Motor ein Strom 
von 12V über die BC-Diode un Richtung Sensor-Ausgang.

Hitsuji schrieb:
> Die Lüfter verfügen über einen open-collector Ausgang, um die Drehzahl zu
> bestimmen - da liegt das zweite Problem.
Das einzige Problem liegt darin, dass alles an dem unbekannten Lüfter 
auf GND spezifiziert ist. Und deshalb dieses Lüfter-GND auch immer an 
GND bleiben muss!
Wenn du dem Lüfter aber GND abklemmst, dann klemmst du auch der gesamten 
Elektronik den Bezugspegel ab und du bekommst natürlich irgendwelchen 
Käse an den Anschlüssen.
Merke: es ist eine schlechte Idee, elektronischen Bauteilen die Masse 
(und damit den Bezugspunkt) abzuklemmen.

Hitsuji schrieb:
> Problem 1: Bei der ersten Messung liegen an den Lüfterpins wie erwartet
> 12V an, wenn die Fans eingeschaltet sind, aber immernoch ca. 3V, wenn
> sie ausgeschaltet sind.
Gleiche Ursache. Du hast diese Spannung am offenen Lüfter-GND eben auch 
deshalb, weil noch Strom von 12V durch den Lüfter über den Sensorausgang 
fließt.


So weit geklärt.
In deinem Fall würde ich jetzt aber einfach einen 22k...47k Widerstand 
in die Sensorleitung einfügen, dann wird der Strom vom Sensor-Ausgang in 
den Pin begrenzt und der µC geht nicht mehr kaputt. Hier gilt "je höher 
der Widerstandswert, um so besser", denn umso geringer wird dann der 
Strom durch die Schutzdioden.

: Bearbeitet durch Moderator
von MaWin (Gast)


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Hitsuji schrieb:
> Könnt ihr mir erklären, was ich da falsch verstanden habe?

Ohne den Tachoausgang könnte deine Schaltung mit den Freilaufdioden fast 
funktionieren, WENN du geeignete Transistoren verwendet hättest.

Deine Si1302DL taugen aber nicht für 3.3V Ansteuerung, die haben nur ein 
RDSon für 4.5V, bei 3.3V haben sie einen zu hohen Widerstand und können 
die Last nicht schalten, werden heiss und gehen ggf. kaputt.

MIT Tachoausgang hast du das Problem, dass du Masse vom Lüfter 
abtrennst, aber den Tachoausgang nicht abtrennst. Über den fliesst dann 
der Strom und sucht Masse. Da der uC Eingang offen ist, fliesst der 
Strom von den 12V aus dem Tachoausgang  über die Eingangsschutzdiode des 
uC in die 3.3V, und zwar mehr als der uC verbraucht, und hebt dort die 
Spannung ggf. bis zur Zerstörung an.

Bei Verwendung des Tachoausgangs musst du also +12V zum Lüfter 
unterbrechen, mit einem PMOSFET (der durchaus 10V Ansteuerspannung hat) 
uber einen Pegelwandler (vom uC angesteuerter Transistor, z.B. BC547 
über 10k Basiswiderstand) nach Masse, 4k7 Widerstand nach +12V)

von Hitsuji (Gast)


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Danke für eure ausführlichen Erklärungen.

Zur Lösung: Das sauberste wäre sicher, die Platine nochmals neu zu 
machen mit High-Side-Schaltung und angepassten Bauteilen. Alternativ 
könnte ich den Tachoausgang auch einfach abtrennen und die RPM 
näherungsweise proportional zur PWM Ansteuerung berechnen (nicht 
prickelnd, aber auch nicht genau benötigt). Sicher ausprobieren werde 
ich die Diode und den Widerstand am Tacho, aber da ist dann noch immer 
Problem 1. Dieses ist für mich immer noch nicht ganz klar. Denn für 
diese Messung war der Lüfter gar nicht angeschlossen. Da habe ich nur an 
den Kontaktstellen, wo ich Lüfter+ und - anschliessen würde das 
Messgerät angesetzt. Über den Lüfter kann da also nichts gegangen sein. 
Ohne Diode 0V, mit 3.3V :/

von Hitsuji (Gast)


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betreffend unbekannter Lüfter: Stimmt, auf dem verlinkten Datenblatt 
sind verschiedene Modelle abgebildet. Ich habe das Modell 9S1212L401 
verbaut, da er sehr leise ist, trotzdem genügend Luft umwälzt und dabei 
auch keinen allzu grossen Steuerstrom benötigt (80mA). Möglicherweise 
liesse sich da auch eine weniger komplizierte High-Side-Schaltung 
realisieren, als in diesem Beispiel hier: Titel - 
https://www.mikrocontroller.net/articles/Motoransteuerung_mit_PWM 
"1-Quadrantensteller mit diskretem Highside-Mosfettreiber" <- da muss 
ich mich aber nochmals komplett einlesen (weshalb ich auch auf die 
wesentlich einfachere Low-Side Schaltung zurückgegriffen habe).

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


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Hitsuji schrieb:
> Sicher ausprobieren werde
> ich die Diode und den Widerstand am Tacho,
> aber da ist dann noch immer Problem 1.
> für diese Messung war der Lüfter gar nicht angeschlossen.
Das liest sich in der oroginalen Beschreibung zum Problem 1 aber anders. 
Da geht es nur um "ein- und ausgeschaltete Fans".

Aber seis drum:
Welche Pegel kannst du im fraglichen Fehlerfall (ohne Lüfter und 
ausgeschaltet) am Gate und am Drain des FET gegen GND gemessen?

Wenn am Gate sollten dann annähernd 0V gegen GND (Source) anliegen, dann 
sperrt der FET. Du könntest ihn also quasi auch auslöten. Damit bleibt 
eigentlich nur noch diese Schaltung übrig:
1
    12V --------.
2
                |
3
                -
4
                ^
5
                |
6
                |
7
8
9
10
11
12
13
   GND ---------
Irgendwie unlogisch, dass da über der Diode überhaupt eine Spannung 
abfallen könnte. Fehlt da also noch was?

Ja klar, das Messgerät mit seinem Innenwiderstand:
1
    12V --------.
2
                |
3
                -
4
                ^
5
                |
6
                v I (reverse current)
7
                |
8
                |
9
                |
10
                -
11
               | | Ri Messgerät
12
               | |
13
                -
14
                |
15
   GND ---------'
Und jetzt kommt der Trick: am Drain hast du dann je nach Messgerät 
irgendeine Spannung, weil der Leckstrom der Diode (Reverse Current je 
nach Temperatur 100nA...100µA) einen Spannungsabfall am Innenwiderstand 
des Messgeräts erzeugt. Und dieser Spannungsabfall wird angezeigt.

: Bearbeitet durch Moderator
von batman (Gast)


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Ein typ. Anfängerfehler, von einer im offenen Stromkreis gemessenen 
Spannung auf die Wirkung schließen zu wollen.

von batman (Gast)


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Hitsuji schrieb:
> Beim Transistor
> habe ich eigentlich die Gate-Threshold-Spannung beachtet, dachte
> eineVGS(th) V_{GS(th)}  von 1 bis maximal 3V würde gehen.

Auch hier, was genau garantieren dir die Spannungswerte? Der Transistor 
muß den STROM des Lüfters schalten können, ohne abzurauchen. Bei 3V Vgs 
schaltet er laut Diagramm maximal knapp 0.3A (typ.), was je nach 
Lüftermodell nicht ausreicht.

von Wolfgang (Gast)


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Hitsuji schrieb:
> Beim Transistor habe ich eigentlich die Gate-Threshold-Spannung
> beachtet, dachte eine VGS(th) von 1 bis maximal 3V würde
> gehen. Kann ich aber noch austauschen.

Die V_GS(th) von 1 bis maximal 3V stellt erstmal nur sicher, dass 
unterhalb von 1 bis maximal 3V ein Strom von weniger als 250µA fließt.
Da dein Lüfter sich sicher auch mal vernünftig drehen soll und er dazu 
je nach Typ irgendetwas zwischen 80 und 390mA sehen möchte, wirst du 
noch mal prüfen müssen, welchen Lüfter du hast, welchen Anlaufstrom der 
zieht und was die Output-Charakteristik des FETs dazu sagt. In dem 
Diagramm im Datenblatt sind typische Werte dargestellt, d.h. das kann 
auch deutlich abweichen.

von Hitsuji (Gast)


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So. Unterdessen konnte ich eine Diode an den Tachoausgang hängen und das 
funktioniert bestens so. Vielen Dank für diesen Tipp. Um die 
vermeintliche Spannung an der Freilaufdiode brauche ich mir dann wohl 
keine Sorgen zu machen. Der Lüfter steht im Test auch ordnungsgemäss 
still. Wegen dem Transistor muss ich noch ein wenig nach einem passenden 
Modell suchen, finde aber sicher einen baugleichen, den ich gleich 
zusammen mit dem Arduinoersatz bestellen kann. Allen auf jeden Fall 
vielen Dank für die Hilfe und die ausführlichen Erklärungen mit Skizzen 
und allem! Ihr habt mich vor der endgültigen Verzweiflung bewahrt!

von Hitsuji (Gast)


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Dieser Transistor sieht doch ganz nett aus:

Datenblatt: https://www.mouser.ch/datasheet/2/427/si2312cd-1764759.pdf
RDS(on): 0.0414 bei VGS 1.8V
VGS(th): 0.45 bis max 1V
VDS: max 20V
Continuous drain current: 4-5A

Die anfangs verlinkte Diode sollte ja funktionieren, denke ich. 
Ansonsten wäre das sicher auch was passendes:
https://www.mouser.ch/datasheet/2/916/BAS16_SER-1598126.pdf

von Harald W. (wilhelms)


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Hitsuji schrieb:

> Dieser Transistor sieht doch ganz nett aus:

> Datenblatt: https://www.mouser.ch/datasheet/2/427/si2312cd-1764759.pdf
> RDS(on): 0.0414 bei VGS 1.8V
> VGS(th): 0.45 bis max 1V

Ja, entscheidend bei der Bemessung ist nicht die VGS(th), sondern
die Spannung, die in der Zeile RDS(on) steht.

> Continuous drain current: 4-5A

Dieser Strom gilt meist nur bei passend ausgelegter Kühlung
des Transistors.

Beitrag #6973213 wurde von einem Moderator gelöscht.
von Wolfgang (Gast)


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Harald W. schrieb:
> Hitsuji schrieb:
>
>> Dieser Transistor sieht doch ganz nett aus:
>
>> Datenblatt: https://www.mouser.ch/datasheet/2/427/si2312cd-1764759.pdf
>> RDS(on): 0.0414 bei VGS 1.8V
>> VGS(th): 0.45 bis max 1V
>
> Ja, entscheidend bei der Bemessung ist nicht die VGS(th), sondern
> die Spannung, die in der Zeile RDS(on) steht.

Alleine für R_DS(on) sind im Datenblatt drei verschiedene Werte 
angegeben.

Und nun?

Da der µC den FET mit 3.3V ansteuert, gilt keiner dieser willkürlich aus 
der Ausgangskurveschar herausgegriffenen Wert - egal ob die auf drei 
Stellen genau angegeben sind oder nicht.
Manche Leute legen die Bibel ein bisschen sehr wörtlich aus.

Es kann davon ausgegangen werden, dass der Maximalwert für R_DS(on) bei 
3.3V Ansteuerung zwischen den für 2.5V und 4.5V garantieren 
Maximalwerten liegt. Mit angenommenen 34mΩ sollte man auf der sicheren 
Seite sein.

von Hitsuji (Gast)


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Also, wenn ich den Tachoausgang nutzen will, werde ich um eine 
Neugestaltung mit High-Side-Schaltung nicht drum herum kommen. Denn 
sobald ich das Teil mit PWM betreibe, liegt nach jeder negativen Flanke 
das Pullup Signal an, was ja dann nichts mehr mit der 
Drehgeschwindigkeit zu tun hat. Habs zwar nicht ausprobiert, ist ja aber 
eigentlich logisch.

Ich habe mich nun aber gefragt, ob ich bei einer High-Side-Schaltung das 
Ding mit dem folgenden Transistor nicht einfach direkt betreiben kann, 
ohne dass ich ihn über eine weitere Stufe mit zweitem Transistor 
ansteuern muss. Die Zahlen sehen für mich jedenfalls in Ordnung aus. 
Weit mehr als genügend Dauerstrom(2.2 - 3.8A, ich brauche nur 0.08A), 
niedriger RDSon bei geringerer Spannung (0.13Ohm bei -1.8V), als ich 
anlegen würde (-3.3V), niedrige VGS(th) (-0.4 – -1V), was ja bedeutet, 
dass er bei -3.3V sicher voll durchgesteuert ist. Oder nicht? Habe immer 
wieder Mühe, diese Zahlen zu interpretieren und abzuschätzen, wie viel 
drüber und drunter man nun sein sollte.

Datenblatt: 
https://www.mouser.ch/datasheet/2/427/VISH_S_A0010613205_1-2571080.pdf

von Stefan F. (Gast)


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Wenn der P-Channel MOSFET an 12V hängt, kannst du ihn nicht mit 0 bzw 
3,3V ansteuern. Er würde damit immer dauerhaft einschalten.

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

Kapitel 2.2.2 und 3.4.4

von Hitsuji (Gast)


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Ok, danke. Gelesen. Deine Texte treffen ein für mich gut verständliches 
Niveau :) Interessant sind auch die Teile zu Verlustleistung und 
Temperaturanstieg.
Verstehe aber noch nicht genau, an welcher Zahl im Datenblatt oder wie 
sonst man bestimmen kann, welche Spannung mindestens benötigt wird, um 
den Transistor zu schalten, wenn nicht anhand der GS Threshold Spannung.

Wenn ich das aber einfach mal als gegeben betrachte, müsste ich für den 
oben verlinkten Transistor den Spannungsteiler (Pullup-Widerstand am 
Gate des P-Fets und Widerstand zwischen Collector des ersten und Gate 
des zweiten Transistors (R2 und R3 in der Abbildung in Kapitel 
3.4.4.1.)) so dimensionieren, dass am Gate weniger als 8V anliegen, weil 
gemäss Datenblatt die maximale Gate-Source-Spannung +- 8V beträgt, da 
kann ich nicht einfach per Pullup an die 12V, richtig?

von Stefan F. (Gast)


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Hitsuji schrieb:
> elche Spannung mindestens benötigt wird, um
> den Transistor zu schalten, wenn nicht anhand der GS Threshold Spannung.

Das kommt auf den gewünschten Laststrom an. Je mehr Strom du brauchst, 
umso mehr Spannung.

An einfachsten orientierst du die an den Angaben des Rdson. Daneben 
steht, wie viel Spannung dazu nötig ist und wie viel Strom dabei 
garantiert fließen kann.

Wenn der Rdson z.B. nur für 5V und 10V spezifiziert ist, dann kann der 
Transistor in de Regel nicht sinnvoll mit 3,3V angesteuert werden. Doch 
dir kann das egal sein, denn du willst ja 12V schalten und hast somit 
auch 12V Steuerspannung. Da musst du eher aufpassen, dass es nicht zu 
viel wird. Manche Transistoren vertragen am Gate nur weniger als 12V.

Konkret zu deinem verlinkten Si2367DS:

> müsste ich für den oben verlinkten Transistor ... richtig?

Ja. Wenn man dessen Rdson Angaben mit beachtet, brauchst du zwischen 
Gate und Source 1,8 bis 8 Volt. Je mehr umso besser, aber es darf 
keinesfall mehr als 8 Volt sein.

von batman (Gast)


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Hitsuji schrieb:
> Also, wenn ich den Tachoausgang nutzen will, werde ich um eine
> Neugestaltung mit High-Side-Schaltung nicht drum herum kommen. Denn
> sobald ich das Teil mit PWM betreibe, liegt nach jeder negativen Flanke
> das Pullup Signal an, was ja dann nichts mehr mit der
> Drehgeschwindigkeit zu tun hat. Habs zwar nicht ausprobiert, ist ja aber
> eigentlich logisch.

Das Problem wäre aber allgemein, daß ohne Versorgung kein verläßliches 
Ausgangssignal erzeugt wird. Ob High- oder Low-Side-geswitcht, ändert 
daran erstmal nichts.

Naja ich kenn mich mich solchen Lüftern nicht super aus, sind die 
überhaupt alle für PWM-Betrieb in der Versorgung geeignet? Es gibt 
zumindest welche mit extra Steuereingang.

von batman (Gast)


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Ansonsten wäre es auch denkbar, das Tachosignal nur mit den positiven 
PWM-Flanken zu lesen.

von Wolfgang (Gast)


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Hitsuji schrieb:
> Verstehe aber noch nicht genau, an welcher Zahl im Datenblatt oder wie
> sonst man bestimmen kann, welche Spannung mindestens benötigt wird, um
> den Transistor zu schalten, wenn nicht anhand der GS Threshold Spannung.

U_GS(th) gibt an, bei welcher Spannung der FET anfängt zu leiten. 
Gewöhnlich wird U_GS für einen Strom von 250µA angegeben. Das nützt dir 
überhaupt nichts, wenn du wissen möchtest, wann der Kanal ausreichend 
Strom durchlässt.

In der Ausgangskennlinienschar siehst du typische Werte. Zum 
Durchschalten muss der FET im vorderen, steilen Teil der Kennlinie 
arbeiten.

von Stefan F. (Gast)


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Wolfgang schrieb:
> In der Ausgangskennlinienschar siehst du typische Werte

Bei der steilen Kurve nützt es aber wenig, den typischen Wert zu 
kennen. Man muss die Schaltung für den worst case auslegen, der leider 
nicht im Diagramm dargestellt wird. Ich habe in meinem PDF erklärt, wie 
man das macht.

von Hitsuji (Gast)


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Okay, ich glaube, nun habe ich es eeeeendlich geschnallt. Für VGS muss 
ich die Differenz zwischen Gate und Source betrachten! Hängt das Gate an 
12V und Source auch, ist die Differenz, also VGS 0V und der Transistor 
sperrt. Wenn VGSth -1V betrüge, würde der Transistor so langsam leitend 
werden, wenn VGS -1V beträgt, also die Spannung am Gate gegenüber GND 
11V. Richtig? Und würde ich den Transistor direkt mit dem uC ansteuern 
wollen, wären am Gate 3.3V gegenüber GND, aber VGS wäre dann -8.7V (weil 
12-3.3=8.7) und der Transistor somit noch immer ziemlich durchgesteuert 
und mit 0V Gate-GND noch mehr, weil VGS dann 12V wären.

Deshalb der zweite Transistor, der im Sperrzustand GND abtrennt, den 
Spannungsteiler nichtig macht und das Gate somit über den Pullup an 12V 
hängt (VGS=0V) und sobald der Transistor2 leitet, ist GND wieder da, der 
zweite Widerstand ergänzt den ersten zum Spannungsteiler und setzt die 
Spannung am Gate gegenüber GND auf 4 bis 5V, damit VGS 7-8V betrüge und 
mein Transistor durchsteuert, ohne kaputt zu gehen.

Bitte sagt, dass das stimmt, denn so würde alles endlich ein wenig Sinn 
ergeben :)

@Batman: Ob der Tachoausgang bei abgetrenntem Pluspol funktioniert, wäre 
natürlich noch interessant zu wissen. Vielleicht kann ich das durch ein 
wenig Breadboarding rausfinden. Allgemein zeigt mir dieser Fall, dass 
ich unbedingt wieder mehr auf dem Breadboard ausprobieren muss, bevor 
ich Platinen drauflos ätze.

von Wolfgang (Gast)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Man muss die Schaltung für den worst case auslegen, der leider
> nicht im Diagramm dargestellt wird.

So ist es.

Auf die Garantiewerte für die Steigung hatte ich oben doch bereits 
verwiesen:
Wolfgang schrieb:
> Alleine für R_DS(on) ...

Da damit aber nur wenige Punkte erfasst werden, kann man ggf. 
interpolieren.

Solange in dem Zusammenhang über U_GS(th) diskutiert wird, scheint noch 
deutlich Grundverständnis zu fehlen und da ist es nicht verkehrt, eine 
Vorstellung von der Ausgangskennlinie zu habe, um zu verstehen, wo die 
Garantiewerte anzusiedeln sind.

von Stefan F. (Gast)


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Hitsuji schrieb:
> Bitte sagt, dass das stimmt,

Ja, tut es.

von Hitsuji (Gast)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Ja, tut es.

Gottseidank!
Und wieso schlägst du für den zweiten Transistor einen Bipolartransistor 
vor? Könnte man da nicht auch einen normalen n-Chanel Mosfet nehmen?

von Stefan F. (Gast)


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Hitsuji schrieb:
> Und wieso schlägst du für den zweiten Transistor
> einen Bipolartransistor vor?

Weil das für mich die "normalen" Transistoren sind.

> Könnte man da nicht auch einen normalen n-Chanel Mosfet nehmen?

Du kannst dort gerne auch so einen neumodischen Mosfet verwenden :-) 
Vergiss dann aber nicht den Pull-Down widerstand der für definierte 
Zustände sorgt, während der Pin des Mikrocontroller noch nicht als 
Ausgang konfiguriert ist (während des Reset).

von Hitsuji (Gast)


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Ja, die neumodischen Mosfets sind mir grad lieber. Bei den Bipolaren 
gibts nur noch mehr solcher kryptischer Zahlen im Datenblatt, die man 
erst noch mit der Quersumme des aktuellen Datums multiplizieren muss, 
bevor man sie anwenden kann. Ganz ehrlich, ich verstehe die Leute nicht, 
die Datenblätter schreiben. Wieso können die nicht einfach die Werte 
angeben, die einem interessieren? Wer will schon wissen, ab welchem 
Punkt ein Transistor 250uA schalten kann? Da berechnet man verschiedene 
Werte über komplizierteste Formeln auf sieben Kommastellen genau und 
dann muss man das Ergebnis noch mit einer Zahl zwischen 5 und 200 
multiplizieren, je nachdem, welcher Aszendent gerade in der Sonne steht 
=)

Aber in diesen Sinne abschliessend nochmals ein herzliches Dankeschön an 
alle, die so schnell den grossen Fehler identifizieren konnten und mich 
zur richtigen Auswahl der Transistoren hingeführt haben!! Hätte sonst 
wirklich so langsam alles hingeschmissen.

von Teo D. (teoderix)


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Hitsuji schrieb:
> Wer will schon wissen, ab welchem
> Punkt ein Transistor 250uA schalten kann?

Da NULL Volt am Gate, in der Realität, ziemlich unrealistisch sind, ist 
es doch recht wichtig, zu wissen ab wann der "Hahn" zu lecken beginnt.
....
Die Welt ist deutlich komplexer, als Du es dir scheinbar gerade 
vorstellst!

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