Forum: Fahrzeugelektronik Transistor/Relais Schaltung


von Georg (schorschel)


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Hallo zusammen,
Ich versuche mich kurz zu fassen:
KFZ, +12V bzw ~14V im Betrieb, es geht um den Abgriff der Innenraum 
Licht Schaltung. Dieses schaltet ein, da es am Dauerplus und an einem 
(ich vermute) PWM gesteuerten Plus Signal hängt (Dimm Funktion). Wenn 
die Türen aufgehen, geht das gesteuerte Signal von +12 langsam auf null 
-> Licht an.
Logischerweise flattert ein Standard Relais, was ich einfach dazwischen 
gehangen habe. Meine Überlegung war angehangene Schaltung mit BC337-40, 
GND = das gesteuerte PWM Signal, R4 = 1000 Ohm, Spule Relais hat etwa 80 
Ohm, Freilauf und Z Diode (12V). Steuereingang = Vcc = ~12V -14V
Verstärkungsfaktor und Ströme passen, ich weiß nur nicht bei welcher 
Potentialdifferenz Basis/Emitter der BC337 schaltet, wenn ein 1k Ohm 
davor ist.
Er sollte natürlich möglichst erst bei diff 12V schalten, damit das 
Relais nicht wieder flattert.
Hab ich einen Denkfehler?
Liesse sich so etwas einfach mit einem Transistor gesteuerten Relais 
(Ali 2€) realisieren?
Danke im Voraus und ein schönes WE
Georg

: Verschoben durch Moderator
von Michael B. (laberkopp)


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Georg schrieb:
> Meine Überlegung war angehangene Schaltung

Deine Schaltung tut rein gar nichts, um die PWM des Licht-Dimmers zu 
beheben.

Georg schrieb:
> Wenn die Türen aufgehen, geht das gesteuerte Signal von +12 langsam auf
> null -> Licht an.

Offenbar soll bei 12V das Relais aus sein
1
     +12V     +12V
2
       |       |
3
     47uF      |
4
       |       |E
5
--|<|--+--1k--|< PNP BC327
6
 1N4148        |
7
           +---+---+
8
          _|_      |
9
   1N4148 /_\    Relais
10
           |       |
11
         Masse   Masse
Aber die Schaltung ist auch nicht perfekt, Störungen in den +12V können 
zu Fehlfunktion führen, auch einer Art des Flatterns da eine Hysterese 
fehlt.

Besser wäre eine massebezogene  Schaltung mit MonoFlop und 
Schmitt-Trigger Eingang. Bevor man sich aber dazu Gedanken macht, sollte 
man wissen ob das Relais gleich bei Beginn des Abdimmens ausschalten 
soll oder erst am Ende.

von Georg (schorschel)


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Hab tausend Dank!
Ich werde versuchen das nachzuvollziehen und werde mich auch in beide 
Thematiken einlesen.
Das hätte ich sagen sollen: Es ist vollkommen egal wann das Relais 
schaltet, Hauptsache zügig im Sinne von relaisschonend. [Am liebsten 
hätte ich einfach das bestehende dimmende Signal für bis zu 10A, aber 
ich will die Kirche im Dorf lassen]
Ich hatte auch an ein Trigger Relais mit Photo Widerstand als Trigger 
gedacht, der Richtung Innenbeleuchtung irgendwo sitzt, aber irgendwie 
unschön.
Nochmal danke!

von Michael B. (laberkopp)


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Georg schrieb:
> Am liebsten hätte ich einfach das bestehende dimmende Signal für bis zu
> 10A, aber ich will die Kirche im Dorf lassen

Dann nimm einen MOSFET und gut is
1
         +12V +12V
2
          _|_  |
3
     ZD12'/_\  |
4
           |   |S
5
 PWM --1k--+--|I IRF4905
6
               |
7
       +--|>|--+
8
       |       |
9
       |      (X) Lampen
10
       |       |
11
     Masse   Masse
der ist schnell genug. Ja, kurzschlusssicher ist die Schaltung nicht.

von Georg (schorschel)


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Michael hab tausend Dank für deine Zeit und deine Mühe!
Ich werde die Schaltung so nachbauen.
Mir ist jedoch nicht ganz klar was die Diode unten macht? Muss sie 
besonders dimensioniert sein?

Und wie könnte ich die Schaltung Kurzschluss-sicher bekommen? Eine 10A 
Sicherung werde ich so oder so vor die Lampen/LEDs hängen. Reicht das?
Also schön wäre schon, wenn das Auto nicht abbrennt oder so ;)

von Sherlock 🕵🏽‍♂️ (rubbel-die-katz)


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Georg schrieb:
> Mir ist jedoch nicht ganz klar was die Diode unten macht?

google nach "Freilaufdiode"

von Georg (schorschel)


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Gut, danke ! Ich dachte die benötigt man nur bei induktiven Lasten…

von Sherlock 🕵🏽‍♂️ (rubbel-die-katz)


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Georg schrieb:
> Ich dachte die benötigt man nur bei induktiven Lasten…

So ist es. Wobei lange Leitungen auch eine Induktivität haben. Die Diode 
ist ein billiger Schutz für den Fall, dass man doch mit mehr Induktion 
zu tun hat, aks erwartet.

von Michael B. (laberkopp)


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Georg schrieb:
> Gut, danke ! Ich dachte die benötigt man nur bei induktiven
> Lasten…

Sicher ist sicher, du kamst ja schon auf die Idee, eine Relaisspüle 
direkt an die Lichtleitung zu hängen.

von Harald W. (wilhelms)


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Michael B. schrieb:

> eine Relaisspüle

Ja in den Relais gab es früher sicherlich auch eine Spüle:
https://de.wikipedia.org/wiki/Relais_(Post)

: Bearbeitet durch User
von Jens G. (jensig)


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Sherlock 🕵🏽‍♂️ schrieb:
> So ist es. Wobei lange Leitungen auch eine Induktivität haben.

Ist aber nur relevant, wenn Hin- und Rückleiter nicht gemeinsam verlegt 
werden, sondern in einer großflächigeren Schleife.

von Sherlock 🕵🏽‍♂️ (rubbel-die-katz)


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Jens G. schrieb:
> Ist aber nur relevant, wenn Hin- und Rückleiter nicht gemeinsam verlegt
> werden, sondern in einer großflächigeren Schleife.

Was in KFZ gar nicht mal so selten ist.

von Georg (schorschel)


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Vielen vielen Dank in die Runde! Insbesondere an Michael/laberkopp! Es 
funktioniert astrein, ich hab es gestern getestet. Allerdings hab ich es 
nur mit einer Last von ~0,5A bisher getestet. Ich habe aber natürlich 
noch ein paar Fragen:
- Ich sehe diese dünnen Beinchen des MOSFET und denke „ok, dauerhaft 
10A.. naja“. Lassen sich 2 Stück davon einfach parallel betreiben und 
macht das Sinn? Oder ist aufgrund von zb FertigubgsToleranzen das dann 
sinnlos?
- die Aufhängeöse ist ja logischerweise unter Spannung, so dass ich 
nicht mal eben irgendein Kühlkörper im KFZ befestigen kann. Ist Kühlung 
ein muss? Meine echte Last sind 5-6A, allerdings über Stunden..
- und noch eine themenfremde Frage (bitte nicht steinigen): Ich möchte 
bistabile (Dual Coil?, zb HFD2 012-M-L2) Relais verbauen, um bestimmte 
Einstellungen zu „speichern“. Ich hab jedoch je Relais immer nur 1 
Masse/minus Taster, nicht 2 verschiedene. Jetzt war meine Überlegung 
über einen der Wechselkontakte (haben ja meist 2) des Relais die zu 
betreffende Last (weitere Relais), über den anderen zweiten 
Wechselkontakt das Masse Signal/Trigger Signal zu schalten (Taster an 
COM, je eine Spule (-) an no/nc, so dass bei jedem Tastendruck erst die 
erste dann die zweite Spule betätigt wird. Allerdings ist ja das 
theoretische Problem, je nachdem wie lange man den Taster betätigt 
flippt das Relais hin und her. Gibt es hierfür eine einfache Lösung?
Im Prinzip ist meine Frage: ein (-) Taster der ein bistabiles Relais hin 
und her schaltet bei jedem einzelnen Druck einmal, gibt es hierfür eine 
Lösung?

Vielen Dank nochmal und
Einen schönen sonnigen Sonntag

: Bearbeitet durch User
von Sherlock 🕵🏽‍♂️ (rubbel-die-katz)


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Georg schrieb:
> Ich sehe diese dünnen Beinchen des MOSFET und denke „ok, dauerhaft
> 10A.. naja“.

Das ist noch "gar nichts". Schau dir den mal an:
https://www.infineon.com/dgdl/Infineon-IRFB7430-DataSheet-v01_01-EN.pdf

Und das sagt eine große Markenfirma, nicht Ching-chang-chon auf 
Aliexpress.

> Ist Kühlung ein muss?

Probiere es aus! Vermutlich nicht nötig, denn der IRF4905 hat maximal 
0,02Ω (bei Zimmertemperatur). Das ergibt bei 5A maximal 0,5 Watt. Um 
diese Leistung abzuführen genügt in der Regel die Oberfläche des 
Bauteils, sofern da ein bisschen Luft ran kommt.

> und noch eine themenfremde Frage (bitte nicht steinigen)

Mache dafür besser einen neuen Thread auf, und lege eine Skizze dazu. 
Dein Text ist schwer zu verstehen. Fall ich dich richtig verstanden habe 
(und da bin ich nicht sicher), suchst du einen Stromstoss-Schalter wie 
den Eltako S12-100-12V.

: Bearbeitet durch User
von Michael B. (laberkopp)


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Sherlock 🕵🏽‍♂️ schrieb:
> Probiere es aus!

Und wenn die Probe ergibt, dass er einen Kühlkörper braucht, erkennt man 
es daran, dass man danach einen neuen MOSFET braucht weil der alte 
kaputt ist ?

Hanebüchener Vorschlag.

Man kann rechnen, wenn man sich sicher ist dass der MOSFET ein Original 
und keine Fälschung ist (und richtig, so am 1W braucht TO220 ein 
zumindest kleineres Kühlblech, ab 5W eher einen Kühlkörper), oder erst 
mal einen grossen Kühlkörper dranbauen, den man hinterher verkleinert.

Aber umgekehrt ist doof.

Sherlock 🕵🏽‍♂️ schrieb:
> Und das sagt eine große Markenfirma

Na ja, das war International Rectifier mit den hochgelogenen 
Stromangaben. Infineon hat nur nichts dran geändert.

Silicon limited ist sowieso überflüssig, und Package nur wenn unter 
Wasser bei 20 GradC. 1/10 davon ist da schon ein sinnvollerer Grenzwert.

von Manfred P. (pruckelfred)


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Michael B. schrieb:
> Man kann rechnen, wenn man sich sicher ist dass der MOSFET ein Original
> und keine Fälschung ist (und richtig, so am 1W braucht TO220 ein
> zumindest kleineres Kühlblech, ab 5W eher einen Kühlkörper),

Man darf beim Rechnen die Umgebung nicht außer acht lassen! Im Auto kann 
es im Sommer heftig warm werden und/oder man hat die Elektronik an einer 
Stelle mit Wärmestau.

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


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Michael B. schrieb:
> erkennt man
> es daran, dass man danach einen neuen MOSFET braucht weil der alte
> kaputt ist ?

Nein, an dem rechteckigen Brandfleck am Daumen.

Sorry, konnte nicht widerstehen...

von Sherlock 🕵🏽‍♂️ (rubbel-die-katz)


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Schorschel hat offenbar kein Interesse an der Beantwortung seiner Frage.

von Georg (schorschel)


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Warum das?
Ich habe mich entschieden einen Kühlkörper zu verwenden (alter pc 
Lüfter) und die gesamte Schaltung in ein großzügiges belüftetes Gehäuse 
zu integrieren…
Danke für Eure Antworten!

: Bearbeitet durch User
von Sherlock 🕵🏽‍♂️ (rubbel-die-katz)


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Sherlock 🕵🏽‍♂️ schrieb:
> Schorschel hat offenbar kein Interesse an der Beantwortung seiner Frage.

Sorry, ich habe zwei Threads verwechselt. Bitte ignorieren.

von Georg (schorschel)


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Sherlock 🕵🏽‍♂️ schrieb:
> Probiere es aus! Vermutlich nicht nötig, denn der IRF4905 hat maximal
> 0,02Ω (bei Zimmertemperatur). Das ergibt bei 5A maximal 0,5 Watt. Um
> diese Leistung abzuführen genügt in der Regel die Oberfläche des
> Bauteils, sofern da ein bisschen Luft ran kommt.
Grad nochmal nachgerechnet, 0,02 x 5 =0,1 W. Gibt es eine andere 
Rechenregel für MOSFETS?

von Lothar J. (black-bird)


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P=U×I (1)
und
U=I×R (2)
U (2) eingsetzt in (1) ergibt dann:
P=I×I×R

Mit Werten:
P=5A×5A×0,02Ohm=0,5W

Blackbird

von Sherlock 🕵🏽‍♂️ (rubbel-die-katz)


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Georg schrieb:
> Gibt es eine andere Rechenregel für MOSFETS?

Ja. Leistung P=U·I, nicht R·I.

: Bearbeitet durch User
von Georg (schorschel)


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Sherlock 🕵🏽‍♂️ schrieb:
> Georg schrieb:
>> Gibt es eine andere Rechenregel für MOSFETS?
>
> Ja. Leistung P=U·I, nicht R·I.

Ich muss mehr schlafen…sorry… :D

von Georg (schorschel)


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Letztes Generve, versprochen…
Ich habe noch ein Signal +6-12V welches ich gerne verstärken möchte 
(ebenfalls für 5-6 A), also quasi das Gegenteil von oben bzw äquivalent. 
Welches Bauteil brauche ich dafür? Zur Verfügung stehen wie gehabt 12V, 
Masse und dieses Signal…Danke!

von Sherlock 🕵🏽‍♂️ (rubbel-die-katz)


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> das Gegenteil von oben bzw äquivalent
Der Satz ergibt keinen Sinn. Äquivalent bedeutet "Gleichwertig".

Du musst dich schon klarer ausdrücken.

Was ist das für ein Signal?
Wo kommt es her?
Wie hoch ist es belastbar?
Was willst du antreiben?

von Georg (schorschel)


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Sherlock 🕵🏽‍♂️ schrieb im Beitrag
> Du musst dich schon klarer ausdrücken.
>
> Was ist das für ein Signal?
> Wo kommt es her?
> Wie hoch ist es belastbar?
> Was willst du antreiben?
Es ist das standardmäßige KFZ Illumination/Beleuchtungssignal, dass im 
Innenraum Tacho und Beleuchtung der Schalter (alles LED) 
beleuchtet/dimmt.
Es kommt vom SAM (Signal und Ansteuermodul), wird also sehr sicher auch 
ein PWM Signal sein. Ich kann aber zur Sicherheit messen.

Gemessen hab ich auf niedrigster Stufe ~6V, auf höchster= 
Batteriesspannung (so maximal 14,2V in diesem KFZ).
Ich denke nicht dass es hoch belastbar ist, die LEDs in den Schaltern 
haben 1k Ohm Vorwiderstand. Und viele Schalter/Leds sind es nicht.
Antreiben möchte ich weitere LEDs und Leuchten, in Summe so 5-6A 
(maximal).

von Sherlock 🕵🏽‍♂️ (rubbel-die-katz)


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Georg schrieb:
> Ich kann aber zur Sicherheit messen.

ja bitte

Und finde heraus, ob der Plus-Pol oder der Minus-Pol pulsiert.

: Bearbeitet durch User
von Georg (schorschel)


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Sherlock 🕵🏽‍♂️ schrieb:
> Georg schrieb:
>> Ich kann aber zur Sicherheit messen.
>
> ja bitte
>
> Und finde heraus, ob der Plus-Pol oder der Minus-Pol pulsiert.
Pluspol, 199hz laut meinem Messgerät, mit der Spannung hab ich mich wohl 
vermessen, sie liegt zwischen 1,7V und Batteriespannung 14,2V
Die Spannung würde ich gerne noch am Ausgang halbieren…
Ich habe ein paar drehpoties von Ali (10A pwm Version:
https://a.aliexpress.com/_Ejwv1Lc ), allerdings ist das Problem: 
Durchgang ist auf der + Seite, - wird geregelt.
Da ich alle + Leitungen bereits verlegt habe und - über die Karosserie 
zurück geführt wird, gibt es eine einfache Möglichkeit das am Poti 
umzudrehen?
Tausend Dank an euch und dieses Forum…

: Bearbeitet durch User
von Mani W. (e-doc)


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Georg schrieb:
> Die Spannung würde ich gerne noch am Ausgang halbieren…

2 gleiche Widerstände würden das tun...

von Sherlock 🕵🏽‍♂️ (rubbel-die-katz)


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Georg schrieb:
> Ich habe noch ein Signal +6-12V welches ich gerne verstärken möchte

Georg schrieb:
> Die Spannung würde ich gerne noch am Ausgang halbieren…

Kannst du dich bitte entscheiden, was du erreichen willst?

Du kannst das PWM Signal mit so einem Modul schalten:
https://www.amazon.de/DollaTek-Elektronische-Steuerplatine-Impulsausl%C3%B6seschalter-DC-Steuerung/dp/B07HBQ2SZR

Wenn du damit nicht 14,2V sondern 7,1V schalten willst, nimmst du noch 
einen einstellbaren Step-Down Wandler dazu:
https://www.amazon.de/Hocheffizient-Einstellbar-Spannungswandler-Leistungstransformatoren-70x38x31mm/dp/B085DSMFQM
1
Auto
2
14,2V =====[Step-Down]=====[MOSFET]=====>Beleuchtung
3
                             ||
4
PWM =========================//

> Ich habe ein paar drehpoties von Ali:
> https://a.aliexpress.com/_Ejwv1Lc

Das sind keine Drehpotis, sondern PWM Steller. Die kannst du hier nicht 
gebrauchen, da das Auto bereits ein PWM Signal liefert. Zwei PWM Steller 
hintereinander geschaltet können nicht ordentlich funktionieren.

> Da ich alle + Leitungen bereits verlegt habe und - über die Karosserie
> zurück geführt wird, gibt es eine einfache Möglichkeit das am Poti
> umzudrehen?

Das ist für PWM aber ganz schlecht, damit baust du einen Störsender. Der 
Strom muss den gleichen Weg zurück fließen, den er gekommen ist. Nur 
dann heben sich die elektromagnetischen Felder von Hin- und Rückleitung 
gegenseitig auf.

: Bearbeitet durch User
von Georg (schorschel)


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Entschuldige Sherlock, ich hab mich missverständlich ausgedrückt.

Mit verstärken meinte ich die Stromstärke: 5A bereitstellen, die ich der 
fahrzeugeigenen Leitung nicht zutraue.
Und zusätzlich ja, die Spannung halbieren. Also ist das Stichwort hier 
„Step down wandler“, danke.
Und zu Punkt 1 ist es erneut MOSFET, aber diesmal ein N-Kanal MOSFET 
vermute ich?

Das pwm Signal vom Fahrzeug soll ja „nur“ den MOSFET Steuern, nicht an 
die LEDs direkt. Das ist ein Problem wie du schreibst?
Falls ja, dann ist hier Ende..

: Bearbeitet durch User
von Sherlock 🕵🏽‍♂️ (rubbel-die-katz)


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Georg schrieb:
> aber diesmal ein N-Kanal MOSFET vermute ich?

Nein, den Pluspol schaltet man mit einem P-Kanal MOSFET.

Georg schrieb:
> Das pwm Signal vom Fahrzeug soll ja „nur“ den MOSFET Steuern, nicht an
> die LEDs direkt.

So habe ich mir das bei meiner Antwort gedacht.

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