Go Down

Topic: Toggle Switch werkt niet helemaal goed (Read 3437 times) previous topic - next topic

nicoverduin

#15
Jun 16, 2017, 04:18 pm Last Edit: Jun 16, 2017, 04:18 pm by nicoverduin
Yep
Met vriendelijke groet / kindest regards
Nico Verduin
www.verelec.nl
Do not PM me for personal consultancy unless you are willing to pay for it.

akatchi

Het werkt nice!
Ik vraag me alleen nu af wat ik moet doen voor de sirene die 2A nodig heeft.. een heat sink kopen of een andere Mosfet?

nicoverduin

Met vriendelijke groet / kindest regards
Nico Verduin
www.verelec.nl
Do not PM me for personal consultancy unless you are willing to pay for it.

akatchi

Heb je een voorbeeld voor welke mosfet ik dan moet gebruiken die 5V 2A werkt? Want als ik op google zoek mosfet 5V 2A krijg ik niet wat ik zoek.

akatchi


PieterP

Je hebt een logic level N-channel MOSFET nodig. De meeste MOSFETs die je online vindt zijn geen logic level MOSFETs. Dit betekent dat ze eigenlijk niet bedoeld zijn om met een gate-spanning van 5V te werken. Hierdoor is de interne weerstand groter, en wordt er dus meer warmte gedissipeerd.

2A is - letterlijk - een koud kunstje voor de meeste MOSFETs. Meestal is de interne weerstand slechts enkele tientallen milliohms, erg weinig warmteontwikkeling dus. (P = R*I²)

Pieter

akatchi


PieterP

#22
Jun 17, 2017, 11:45 am Last Edit: Jun 17, 2017, 11:47 am by PieterP
Het zal waarschijnlijk wel werken, maar het zijn geen logic level MOSFETs. De beschrijving is verkeerd. De enige betrouwbare bron van informatie is de datasheet.

Je zult zien dat nergens vermeld wordt dat het een logic level MOSFET is, normaal gezien staat er op de eerste bladzijde van de datasheet iets zoals "Logic-Level Gate Drive".

Bij logic level MOSFETs staan bij de "electrical characteristics" ook meestal waarden voor tests uitgevoerd met een gate-spanning van 5V (VGS).
Verder kan je ook de grafiek met "Transfer Characteristics" raadplegen. Dit zet de ID (Drain current) uit in functie van de VGS. Een logic level MOSFET heeft een hoge ID, zelfs bij een VGS van 5V of minder.
Soms worden de Transfer Characteristics weergegeven als RDS (on) (weerstand tussen de drain en de source wanneer de MOSFET open is) in functie van VGS. Dan zoek je een MOSFET die een erg lage weerstand bij een lage VGS.

Bijvoorbeeld de IRLZ44N lijkt erg populair, maar ik heb geen idee of dit de beste optie is.

Pieter

nicoverduin

Ach zolang je een Mosfet pakt met een lage RDs en je schakelt aan en uit en meer niet gaat het al gauw goed. Die IRLZ44N is al stukken beter. De power dissipatie bij 2A = 0.025Ohm P = 2*2*0.025 = 0.1W. dus dat valt mee. 
Echter op het moment dat je met een PWM aan de gang gaat (dus varieren van de gemiddelde spanning) dan wordt het een heel ander verhaal. De ingang van de Mosfet heeft nogal wat capaciteit. En op het moment dat je die ingang continu aan/uit schakelt wordt dat vertraagd in de mosfet. En dat is de gevarenzone van de mosfet. De RDsOn is nogal vrij hoog gedurende de aan/uit flank. Dus vliegt de warmte ook omhoog en als je bijvoorbeeld met een PWM op 1000Hz zit, zit je dus 1000x per seconde aan en uit te schakelen. Voor je het weet kookt ie...
Heb ooit een PWM gebouwd die 150A schakelde op 24V. 4 stuks Mosfet parallel (volgens specs mosfet 800A) echter moest wel op een dik koelelement EN nog een ventilator.
Met vriendelijke groet / kindest regards
Nico Verduin
www.verelec.nl
Do not PM me for personal consultancy unless you are willing to pay for it.

akatchi

#24
Jun 17, 2017, 01:22 pm Last Edit: Jun 17, 2017, 01:57 pm by akatchi
Super bedankt voor de heldere uitleg, ik ga dan de IRLZ44N kopen.

Nico ik hoef die sirene alleen maar aan of uit te zetten (LOW en HIGH met digitalWrite zeg maar), ik ga dus niet met PWM aan de gang nog.. dat zou dan dus prima moeten werken toch?

Nog 1 dingetje wat ik niet helemaal snap, er staat 55V en 47A, is dit gewoon het maximale wat het aan kan dan? Want het lijkt me niet dat het pas bij 55V schakelt.
Hoe snapt deze mosfet dan als ik digitalWrite(.., HIGH); doe dat hij moet schakelen? Komt dat omdat het een logic level is?

Het is een n-channel dus als ik het goed heb buitenste 2 pins van de Mosfet + en - van de arduino, middelste wordt de signal pin die op de Arduino komt.
Dan aan de middelste pin komt de ground van de sirene (en de 12V voeding van de sirene op de sirene zelf zeg maar).

Ik begin het al steeds meer te begrijpen maar die berekeningen en uitzoeken welke geschikt is blijft nog een beetje vaag voor me, maar super bedankt!

PieterP

Voor een N-channel MOSFET is een positieve spanning nodig tussen Gate en Source om de transistor te doen geleiden, en bij een P-channel MOSFET is een negatieve spanning tussen Gate en Source nodig.

De stroom die de MOSFET doorlaat tussen de Drain en de Source is afhankelijk van de spanning tussen de Gate en de Source.
De Source ("bron" van ladingsdragers, elektronen in het geval van een N-channel MOSFET) hang je aan de grond. De spanning op de Gate kan dan door de Arduino geregeld worden: ofwel staat er op de uitgangspin een spanning van 5V ten opzichte van de grond, ofwel een spanning van 0V. Bij 5V zal de MOSFET stroom doorlaten, bij 0V niet.

Als de MOSFET geleidt, stromen de elektronen van de Source naar de drain, door de verbruiker, naar de positieve rail van de voeding.

Het schema om de MOSFET aan te sluiten ziet er dus zo uit:


Aangezien de Gate capacitieve eigenschappen heeft (zoals een condensator), is het aangeraden om een kleine gate-weerstand in serie tussen de Gate en de Arduino te hangen, opdat de Arduino niet te veel stroom levert bij het schakelen.
Als de spanning op de Gate te hoog oploopt (bv. doordat de pin niet aangesloten is, door statische elektriciteit etc.) kan de dunne oxidelaag van de Gate beschadigd raken. Om te voorkomen dat zich een hoge spanning opbouwt op de Gate, wordt een grote (>100kΩ) pull-down weerstand toegevoegd.

Als je zwaailicht ook een inductief karakter heeft (i.e. als er een spoel in zit, bv. een motor), moet je ook een flyback diode aanhangen, om hoge zelfinductiespanningen te voorkomen die de MOSFET beschadigen:


De 55V die vermeld wordt in de datasheet is de maximale spanning tussen de Drain en de Source. Dit is dus de maximale voedingspanning voor de te schakelen verbruiker.
47A is de maximale Drain-to-Source stroom, in optimale omstandigheden (dus met perfecte koeling, hoge gate-spanning, bij lage temperatuur, etc.). De maximale stroom ligt in werkelijkheid dus stukken lager.

Pieter

nicoverduin

Als je een waterkraan een beetje opendraait dan komt er toch ook een beetje water uit(=2A)
Met vriendelijke groet / kindest regards
Nico Verduin
www.verelec.nl
Do not PM me for personal consultancy unless you are willing to pay for it.

akatchi

Oke Pieter het 2e schema waar je het over had is gelukkig niet het geval.
Maar als ik het eerste schema goed begrijp en je tekst goed lees komt dat er zo uit te zien (die buzzer is dan de 12V sirene):


Ik wilde het eerst met een adapter gaan voeden maar aangezien het op een plek komt te hangen waar geen stopcontacten in de buurt zitten enzo. leek het me handig om het te voeden via een batterij/accu.

Nu heb je geen 12V accu's, maar eventueel wel 8 AA batterijen in serie (1.5V) maar ik denk niet dat dat heel handig en efficient is.
Zou een Lipo accu van 11.1V slim zijn dan? En eventueel met een step up converter naar 12V?
Wat raden jullie mij aan?

PieterP

De grond van de sirene hangt rechtstreeks aan de grond van de batterij, en zal dus altijd aan zijn. Verbind de grond van de sirene enkel met de drain van de MOSFET. De source van de MOSFET hangt aan de grond van de Arduino, maar niet aan de grond van de voedingsbron. Dat kan natuurlijk niet. De (negatieve) stroom vloeit van de negatieve terminal van de voeding (batterij) naar de source van de MOSFET, naar de drain, door de sirene, naar de positieve terminal van de batterij.
Er is ook geen pull-down weerstand op de gate.

8 AA batterijen gaan waarschijnlijk erg snel leeg zijn. Ervan uitgaande dat de gemiddelde capaciteit van een (oplaadbare) AA batterij rond de 2100mAh ligt, en het zwaailicht ongeveer 2A trekt, zullen de batterijen na een klein uurtje zo goed als leeg zijn.

Een Arduino UNO op zich trekt iets van een 50mA @5V, en aangezien de spanningsregulator een lineaire regulator is dus ook 50mA @Vin (12V). Dit betekent dat de batterij zo'n 108 uur meegaat, als alleen de Arduino loopt. (t = Q@1A/I1.3)

Een 11.1V LiPo is een 3S pack. 11.1V is de nominale spanning (gemiddelde spanning over tijd bij ontlading aan constante stroom), en zegt niets over de eigenlijke spanningen die de batterij geeft als hij volledig op- of ontladen is. Een volledig opgeladen LiPo cel geeft zo'n 4.2V. Bijgevolg is de maximale spanning van een "11.1V 3S pack" zo'n 12.6V.
Het is niet aangeraden om een LiPo onder 3.2V te ontladen. Dus de minimale spanning is ongeveer 9.6V.
Alles hangt af van de specs van de sirene, maar normaal zit er wel enige marge op de voedingsspanning, zeker als het een sirene is die bedoeld is voor gebruik in de wagen bijvoorbeeld.

Het nadeel van een LiPo is dat je erg veel extra ondersteunende elektronica nodig hebt. De cellen moeten gebalanced zijn en blijven, ze mogen niet te laag ontladen worden, een thermische en kortsluitingsbeveiliging is geen overbodige luxe, etc. Balanced LiPo chargers zijn overigens niet goedkoop.

LiPo's zijn eigenlijk vuurbommen als je ze verkeerd behandeld, dus je moet er erg voorzichtig mee omspringen.

Pieter

akatchi

#29
Jun 18, 2017, 06:59 pm Last Edit: Jun 18, 2017, 07:00 pm by akatchi
Quote
Verbind de grond van de sirene enkel met de drain van de MOSFET
Sorry domme fout inderdaad, bedankt!

Quote
Er is ook geen pull-down weerstand op de gate.
Moet dit perse? Ik lees vaak dingen over pull-down weerstanden bijvoorbeeld ook bij knoppen, maar ik snap eigenlijk niet precies wat het doet.

Quote
8 AA batterijen gaan waarschijnlijk erg snel leeg zijn. Ervan uitgaande dat de gemiddelde capaciteit van een (oplaadbare) AA batterij rond de 2100mAh ligt, en het zwaailicht ongeveer 2A trekt, zullen de batterijen na een klein uurtje zo goed als leeg zijn.
Ja klopt, maar waarschijnlijk zal hij niet langer aan staan dan 20 seconden elke keer dat het af gaat zeg maar. Dus het ligt er dan een beetje aan hoeveel die gebruikt in z'n 'slaapstand', daar kan ik verder niet veel over lezen maar het gaat om dit ding: Klik hier het enige wat ik weet is dat het 12V is, en dat hij 2A nodig heeft (had ik aan de seller gevraagd, staat niet bij het product verder).
In principe als het in slaapstand niet teveel vreet en hij niet langer dan 20 seconden aan zal gaan, zou het eventueel wel een paar maanden mee kunnen gaan?

Quote
Een Arduino UNO op zich trekt iets van een 50mA @5V, en aangezien de spanningsregulator een lineaire regulator is dus ook 50mA @Vin (12V). Dit betekent dat de batterij zo'n 108 uur meegaat, als alleen de Arduino loopt. (t = Q@1A/I1.3)
Ohh dat is helemaal niet veel, deze power ik dan gewoon met een 9V alkaline batterij, ik sluit er wel nog een 16x2 display op aan dus dat zal al wel wat meer vreten dan.


Quote
Het nadeel van een LiPo is dat je erg veel extra ondersteunende elektronica nodig hebt. De cellen moeten gebalanced zijn en blijven, ze mogen niet te laag ontladen worden, een thermische en kortsluitingsbeveiliging is geen overbodige luxe, etc. Balanced LiPo chargers zijn overigens niet goedkoop.
Daarom zal ik het wel met de batterijen moeten doen eigenlijk!


Go Up