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Topic: Magnetventil 12V mit Arduino steuern (Read 14807 times) previous topic - next topic

guntherb


Also versorge die Jungs mal mit dem was sie brauchen…


Ich denke, das ist alle schon soweit klar:
ein 12V-Ventil,  mit 8W also kleiner 1A
Schaltdauer 1 sek und länger.

Das ist eine völlig unkritische Anwendung.
Du kannst eine der in deinem Anfangsfred beschriebenen Schaltungen verwenden, du kannst es auch mit einem Relais schalten, du kannst auch, wenn du nicht löten willst, ein fertiges Modul verwenden:
Die gibts in Mengen bei Ebay:  Relais Modul Arduino oder : Ebay: Arduino Modul MOSFET
Grüße
Gunther

Muecke

wenn ich das richtig verstanden habe kommt es bei deiner Anwendung nicht darauf an das die Ventile Sehe schnell und auf die "ms" genau Öffnen oder Schließen.

Die Schaltung die du im ersten Post von mir verlinkt hast ist genau auf so was ausgelegt, sie soll dafür da sein das man ein Ventil zu einer Bestimmen zeit (millisekunden)  Öffnet und wider Schließt, die Verzögerung durch ein Relaie wöre hier mehr als Störend gewesen.

Jedoch kann die Schaltung auch Ventile für längere Zeiten Öffnen dabei wird der Mosfet sehr warm er muss dann gekühlt werden !!
du kannst die Schaltung also ohne Problem nachbauen auf einem Steckbrett, sind nur ein paar EURO was die teile kosten.
Denke aber daran das der Mosfet gekühlt werden muss !!
>> Hier << kannst du die nächste Generation der Schaltung finden, sie hat sie etwas verändert und wurde sogar auf eine Platine gebracht.

bei dem dort angegebenen Mosfet handelt es sich um einen
IRFZ 44N :: Leistungs-MOSFET N-Ch 55V 41A

Dieser kann deine Spannung am Magnetventil auf alle Felle, jedoch wird der echt Warm habe mir schon die Fingerkupee zu beginn ein mal verbrannt bei einem Test da hatte ich das Ventil ein paar Sekunden offen.

möchte nicht unverschämt klingen doch ich habe noch von den Platinen über ;-) wenn du magst einfach eine PN an mich.
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DANKE

mgcss

#17
Sep 14, 2014, 04:23 pm Last Edit: Sep 14, 2014, 04:40 pm by mgcss Reason: 1
wie ich weiter vorne schon geschrieben habe, ist die Ansteuerung eines IRFZ direkt durch einen Controller-Pin falsch und es sollte für diese Schaltungsvariante lieber ein IRLZ verwendet werden. Scheibar muss ich aber auch noch erklären warum :)

Ein Mosfet verhält sich wie ein variabler Widerstand. Bei einem N-Channel-Mosfet wie dem IRFZ oder auf dem IRLZ ist es so, dass der Widerstand zwischen dem Drain und dem Source Anschluss mit zunehmender Spannung am Gate abnimmt bis er irgendwann in den sog. Sättigungsbereich kommt. In diesem Zustand hat er den kleinsten Widerstand zwischen Drain und Source. Dieser Wert wird in den Datenblättern eines Mosfets immer als Rdson angegeben und ist eine der wichtigsten Kenngrößen eines Mosfet.

Ein IRLZ erreicht diese Sättigung - und damit seinen minimalsten Widerstandswert - schon bei 5 Volt. Ein IRFZ braucht dafür an seinem Gate-Eingang eine wesentlich höhere Spannung. Wenn nun ein IRFZ mit 5 Volt angesteuert wird, ist der Widerstand zwischen Drain und Source eben nicht minimal sondern bedeutend höher. Trotzdem fließt ein Strom durch den Mosfet. Das führt aber dazu, dass viel Strom durch einen relativ hohen Widerstand muss was logischerweise zu einer Verlustleistung führt, die in Wärme umgesetzt wird. Das ist der Grund, warum sich der IRFZ so stark erhizt! Richtig wäre es jetzt aber, den MOSFET nicht zwangsweise zu kühlen sondern ihn durch einen "passenden" Mosfet - eben einen IRLZ Typ zu ersetzen!

Um es ganz deutlich zu sagen: einen IRFZ direkt an einen Controller-Pin zu hängen ist Murx und schlicht falsch! Wenn schon IRFZ, dann zusammen mit einem Treiber oder z. B. einem Optokoppler um ihn mit 12 Volt Gate-Spannung zu steuern.

@Hawos: die zweite Schaltungsvariante aus Deinem Eingangs-Post ist schon ok ... über die Widerstandwerte kann man ggf. noch diskutieren, aber dafür habe ich ja einen Artikel verlinkt der erklärt, wofür R1 und R2 gedacht sind und wo auch eine Beispiel-Schaltung erklärt wird, die aus meiner Sicht auch für Dich korrekte Werte verwendet. Dass dort zusätzlich ein Pegelwandler eingesetzt wird ist unerheblich, da Dein Arduino-Pin mit dem direkt vergleichbar ist. Die beiden Kondensatoren halte ich persönlich für überflüssig und sollten nur notwendig werden, wenn die Spannungsquelle nicht stabil genug ist. Ich hatte ja schon geschrieben, dass ich eine Reihe von Ventilen und Pumpem (>20) mit der Beispielschaltung aus dem von mir geposteten Beitrag betreibe. Ich verwende als Spannungsversorgung dabei ein ATX-Computer-Netzteil und das ohne weitere Schwierigkeiten. Nur die Freilauf-Diode, die in Deiner zweiten Beispielschaltung ebenfalls enthalten ist, solltest Du vorsehen. Auf Grund Deines geschilderten Verwendungszwecks hallte ich alle zusätzlichen Maßnahmen wie z. B. die Entkopplung über ein Relais für übertrieben!  

Hawos


@Hawos: die zweite Schaltungsvariante aus Deinem Eingangs-Post ist schon ok ... über die Widerstandwerte kann man ggf. noch diskutieren, aber dafür habe ich ja einen Artikel verlinkt der erklärt, wofür R1 und R2 gedacht sind und wo auch eine Beispiel-Schaltung erklärt wird, die aus meiner Sicht auch für Dich korrekte Werte verwendet. Dass dort zusätzlich ein Pegelwandler eingesetzt wird ist unerheblich, da Dein Arduino-Pin mit dem direkt vergleichbar ist. Die beiden Kondensatoren halte ich persönlich für überflüssig und sollten nur notwendig werden, wenn die Spannungsquelle nicht stabil genug ist. Ich hatte ja schon geschrieben, dass ich eine Reihe von Ventilen und Pumpem (>20) mit der Beispielschaltung aus dem von mir geposteten Beitrag betreibe. Ich verwende als Spannungsversorgung dabei ein ATX-Computer-Netzteil und das ohne weitere Schwierigkeiten. Nur die Freilauf-Diode, die in Deiner zweiten Beispielschaltung ebenfalls enthalten ist, solltest Du vorsehen. Auf Grund Deines geschilderten Verwendungszwecks hallte ich alle zusätzlichen Maßnahmen wie z. B. die Entkopplung über ein Relais für übertrieben!  


Vielen Dank für diese  Antwort. Ich habe jetzt versucht mit Fritzing einen entsprechenden Schaltplan zu basteln.
jetzt bin ich noch unsicher, wo die eingekreisten Enden hingehören. Gehören sie an den Ground des Arduino?
(im Anhang ein Foto und die Fritzing-Datei)
Über eine Hilfe diesbezüglich wäre ich sehr dankbar! :)

mgcss

gewöhn Dir am besten erst gar nicht an, mit Frizing zu arbeiten. Nutze lieber ein "normales" Schaltplan- und Layout-System wie KiCad oder von mir aus auch Eagle. Die Meinungen, welches besser geeignet ist (oder vielleicht doch ein ganz anderes) gehen hier im Forum auseinander. Ich perönlich nutze KiCad. Sobald es komplexer wird ist es nämlich echt ein Graus, sich durch diese Fritzing-Dinger zu wühlen!

R1 kannst Du weg lassen. Alle Roten Anschlüsse gehören verbunden und zusätlich an den GND des Arduino. Dann fehlt noch die Spannungsversorgung des Arduino. Also noch einen +12 V an VIN des Boards.

Hawos

#20
Sep 15, 2014, 07:56 pm Last Edit: Sep 15, 2014, 08:33 pm by Hawos Reason: 1

gewöhn Dir am besten erst gar nicht an, mit Frizing zu arbeiten. Nutze lieber ein "normales" Schaltplan- und Layout-System wie KiCad oder von mir aus auch Eagle. Die Meinungen, welches besser geeignet ist (oder vielleicht doch ein ganz anderes) gehen hier im Forum auseinander. Ich perönlich nutze KiCad. Sobald es komplexer wird ist es nämlich echt ein Graus, sich durch diese Fritzing-Dinger zu wühlen!


Ja, ich empfinde es auch nicht als besonders angenehm. Ich hatte nur vorhin auf die Schnelle kein anderes Programm für Mac OS gefunden.


R1 kannst Du weg lassen. Alle Roten Anschlüsse gehören verbunden und zusätlich an den GND des Arduino. Dann fehlt noch die Spannungsversorgung des Arduino. Also noch einen +12 V an VIN des Boards.


Okay, super. Dann kommt R1 und noch weg und morgen besorge ich mir die Bauteile dann.
Ja, ich hatte das Netzteil für den Arduino einfach vergessen, weil es für mich selbstverständlich ist ;)
Im Anhang nochmal der (hoffentlich) fertige Schaltplan.

guntherb

Der Schaltplan passt soweit.

Versuche dir gleich anzugewöhnen, Masseverbindungen nicht mit Leitungen, sondern mit Massesymbolen darzustellen, ebenso die Versorgungsspannugen, das macht das lesen des Schaltplanes leichter.
Das kannst du übrigens auch mit anderen Leitungen machen: Verbinden mit Labels macht es oft übersichtlicher.

Ausserdem würde ich dir empfehlen, an die 12V noch einen KerKo zu hängen, das macht das Netz ruhiger.
Ein Kondensator an der Versorgung ist nicht immer nötig, spart dir aber unter Umständen viel Zeit bei der Fehlersuche!

Grüße
Gunther


P.S.: ich mag Fritzing.
Grüße
Gunther

Hawos


Versuche dir gleich anzugewöhnen, Masseverbindungen nicht mit Leitungen, sondern mit Massesymbolen darzustellen, ebenso die Versorgungsspannugen, das macht das lesen des Schaltplanes leichter.
Das kannst du übrigens auch mit anderen Leitungen machen: Verbinden mit Labels macht es oft übersichtlicher.

Und dann werden sozusagen alle "gleichen" Symbole verbunden?
Sieht auf jeden Fall übersichtlicher aus!


Ausserdem würde ich dir empfehlen, an die 12V noch einen KerKo zu hängen, das macht das Netz ruhiger.
Ein Kondensator an der Versorgung ist nicht immer nötig, spart dir aber unter Umständen viel Zeit bei der Fehlersuche!

Gleicht dieser eventuelle Spannungsschwankungen aus, oder wie meinst du "macht das Netz ruhiger"?

mgcss

#23
Sep 16, 2014, 10:45 am Last Edit: Sep 16, 2014, 10:52 am by mgcss Reason: 1
Gunther hat natürlich vollkommen recht mit den Masse- und Versorgungssymbolen. Auch die Verwendung benannter Signal-Label ist vollkommen ok. Gleiche Symbole verbindet die Software später automatisch, wenn daraus eine Platine gemacht werden soll (zumindest jede vernüftige Software ;-) ). Dann sollte man sich bei Schaltplänen immer angewöhnen, dass + oben und GND unten ist ... im Idealfall alle GND so weit möglich auf gleicher Höhe. So gesehen ist der Schaltplan von Guther fast perfekt und zeigt, dass man auch mit Fritzing halbwegs vernüftige Schaltpläne zeichenen kann :) Einizig das Label PWM1 beim Arduino ist nicht 100% korrekt, da damit angedeutet wird, dass es aus Sicht des Uno ein eingehendes Signal wäre ... aber das ist wirklich wieder nur Erbsenzählerei und für die Funktion unerheblich (weiß gar nicht, ob man die Label-Richtung bei Fritzing drehen kann).

Das mit dem Kondensator ist grundsätzlich auch korrekt und Du hast auch schon selbst erkannt, dass er Spannungseinbrüchen entgegen wirkt ... also wie eine Art Puffer wirkt, der die Spannung stabilisiert und den Spannungsverlauf damit glättet. Grundsätzlich sind Kondensatoren zwischen Versorgungsspannung(en) und Masse immer eine gute Idee. Die genaue Größe ist dabei nicht so wichtig. Man kann auch einen großen Elko und einen kleinen Kerko kombinieren, da die unterschiedlich schnell "reagieren".  Ob notwendig oder nicht, hängt auch wieder von der verwendeten Spannungsquelle ab. Schaden tun sie jedenfalls nicht ... da hat Guther Recht.

Hawos


Ob notwendig oder nicht, hängt auch wieder von der verwendeten Spannungsquelle ab.


Ich benutze ein 12V Netzteil von Voltrcraft. Meint ihr, da ist ein Kondensator notwendig bzw. sinnvoll?

guntherb


Ich benutze ein 12V Netzteil von Voltrcraft. Meint ihr, da ist ein Kondensator notwendig bzw. sinnvoll?
Sinnvoll ist er immer.
Notwendig ist er meiner Meinung nach bei Verwendung eine Steckernetzteiles auch.
Das Schalten des Magnetventiles, bzw. die dadurch verursachte Stromänderung verursacht schon an der Leitung zum Netzteil schon Störungen. Ich würde hier einen Elko (ca. 100µF) und einen Kerko (ca. 100nF) parallel schalten. Damit ist man sicherer.
Klar kann es auch ohne gehen. Aber eine gestörte Versorgungsspannung kann viele sehr seltsame Effekte verursachen, die oft nicht leicht zu finden sind. Deshalb nehme ich im Hobby-Bereich im Zweifelsfall ein paar Pufferkondensatoren mehr. Das kann nie schaden.
Grüße
Gunther

mgcss

#26
Sep 16, 2014, 01:32 pm Last Edit: Sep 16, 2014, 01:38 pm by mgcss Reason: 1
naja ... das Ding ist schon sehr schmalbrüstig. Bin mir gar nicht sicher, ob das überhaupt reicht. Wenn ich das recht in Erinnerung habe, willst Du Spulen mit 8 Watt einsetzen. Das Netzteil liefert aber nur 500 mA bei 12 Volt. Das sind leider weniger als 8 Watt! Dazu muss ja auch noch der Uno gespeist werden. Ich gehe mal davon aus, dass Du eine Art Cocktail-Automaten bauen willst. In dem Fall könntest Du zwar sicherstellen, dass immer nur ein Ventil auf einmal ein ist, aber auch dann solltest Du bei der Stromversorgung genügend Reserve vorsehen. Also lieber was, das bei 12 Volt mehr als 2 Ampere liefern kann. Wenn Du mehr als ein Ventil gleichzeitig "Ein"-Schalten oder auch noch andere Verbraucher damit versorgen willst, brauchst Du ggf. auch noch mehr Power.

Edit: ansonsten hat Gunther natürlich wie immer Recht. Hätte auch an ähnliche Kondensatoren gedacht wobei die exakte Größe wie gesagt nicht sooo kriegsentscheidend ist. Grundsätzlich sollte man sich aber immer einen größeren Vorrat an 100 nF Kerkos zulegen, da man die sehr oft als Abblock-Kondensatoren braucht. Auch eine handvoll 100 uF Elkos auf Reserve ist immer eine gute Idee. Von solchen "Standard-Bauteilen" (wie die gebräuchlichsten Widerstände, Dioden Kondensatoren, LED's usw.) sollte man sich ruhig einen Vorrat anlegen.

guntherb


naja ... das Ding ist schon sehr schmalbrüstig. Bin mir gar nicht sicher, ob das überhaupt reicht.
Stimmt, darauf hatte ich gar nicht geachtet.
Deine Spule braucht 670mA, der Arduino auch ca. 50mA.
Wenn du noch ein paar LEDs hast, bist du schnell bei 800mA-900mA.
Das Netzteil sollte mindestens 1A, besser wären 2A liefern können.

Sowas gibts bei Conrad für 15€ oder bei Ebay ab 8€
Grüße
Gunther

Hawos


naja ... das Ding ist schon sehr schmalbrüstig. Bin mir gar nicht sicher, ob das überhaupt reicht. Wenn ich das recht in Erinnerung habe, willst Du Spulen mit 8 Watt einsetzen. [...]



Stimmt, darauf hatte ich gar nicht geachtet.
Deine Spule braucht 670mA, der Arduino auch ca. 50mA.
Wenn du noch ein paar LEDs hast, bist du schnell bei 800mA-900mA.
Das Netzteil sollte mindestens 1A, besser wären 2A liefern können.


Also, es ist so, dass ich aktuell den Arduino und das Ventil mit getrennten Netzteilen betreibe. Auch wenn das Netzteil für das Ventil eventuell etwas schmalbrüstig ist, es klappt aktuell ohne Probleme ;)

Ich habe die Schaltung jetzt mal zusammengebastelt und es klappt alles! Also vielen vielen Dank an alle, die geholfen haben! :)

magictrips

hallo !

ich habe durch zufall diesen threat entdeckt und mir gedacht, ich schließe mich mal an !

ich würde gerne ein magnetventil mit arduino schalten (nur auf/zu).......

das magnetventil hat 12v und 0,1a

kann ich die schaltung hier übernehmen ? oder wäre es ratsam ein anderen mosfet zu nehmen ? der irlz34n kann ja bis 55v und 27a ......
das wäre schon etwas überdimensioniert ?

und die diode geht so ?

(sorry kenne mich mit fet leider kaum aus)

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