Arduino Uno Spannung verstärken (auf 12V) Magnetventil

Hallo Leute,

ich weiß es gibt viele Beiträge dazu.... Aber in jedem Beitrag ist ne andere Meinung drin, weshalb ich bei meinem Vorhaben nicht weiterkomme. Bin noch frisch mit dem Arduino dran, also verzeiht mir, falls ich leichte Fragen stelle. :confused:

Ich würde gerne über meinem Arduino Uno einen Magnetventil ansteuern, um eine Pumpe zu regulieren.

Das Problem:

Arduino Uno hat nen 3,3V und 5V Ausgang.

Ein Magnetventil braucht jedoch eine Versorgungsspannung von 12V.

Ich habe aus mehreren Beiträgen gelesen, dass man einen Transistor braucht (Habe mir den npn- Transistor BD243C besorgt).

Zusätzlich habe ich mir eine Diode 1N4004 geholt, da man für den Magnetventil zusätzlich parallel eine Diode braucht. Immer wenn man einen Bauteil mit einer Spule laufen lässt (wie z.B. bei Relais, Motoren oder Elektromagneten), muss man ja quasi eine Diode dazuschalten.
Weil wenn man stoppen würde, die Spule aufzuladen, würde eine Gegeninduktionsspannung von mehreren hundert Volts für ein paar Mikrosekunden entstehen, weil sie den Strom aufrechterhalten will. Dies ist reichlich genug, um den Transistor zu zerstören. Die Diode schließt die Gegeninduktionsspannung kurz.

Aber wie genau verstärke ich denn meine Spannung von 5V aus 12V ? :confused:

Ich habe denke ich das Prinzip etwas verfehlt. Einen externen Netzteil möchte ich dabei nicht verwenden, wie es in mehreren anderen Beiträgen verwendet wurde. Es muss ja eine andere Möglichkeit geben.

Bin ich auf dem richtigen Weg?

Bitte um Hilfe. :frowning:

Hallo,

du bist fast auf dem richtigen Weg.

Transistor und Diode sind OK, nur mit der Spannung ist es ein Problem.
Du brauchst noch einen Widerstand für die Basis. 330 Ohm sollte da passen. Ist aber auch ein wenig vom Magnetventil abhängig.

Womit (Spannung-Netzteil) möchtest du denn den Arduino betreiben ?

Wenn genügend Strom zur Verfügung steht, geht es evtl. mit einem StepUP-Regler.
Dieser kann aus 5 Volt auch 12 Volt machen.
Direkt am Arduino kannst du die Spannung dann nicht abnehmen.

Oder welche anderen Möglichkeiten hast du gedacht?

Muss aber für den Strom des Magnetventils ausgelegt sein.

Schaue mal hier an der Position LOAD kommt dein Ventil.
Damit kannst du dann an einem Arduino Digital Output ein 12 Ventil betreiben.
MOSFET_low_side_driver.png

Gruß
DerDani

Es gibt nur 2 Möglichkeiten

Ein 12V Netzteil nehmen und mit dem Regler des Arduinos auf 5V runter setzen, dann steht die volle 12V fürs Ventil zur Verfügung.

Oder einen Step Up regler benutzen der aus deinen 5V dann 12V macht.

Woher kommen den im moment die 5V?

Die Transistorschaltung dazu wurde ja schon gut beschrieben von den Vorpostern.

Vielen Dank schonmal für die Antworten.

HotSystems:
Womit (Spannung-Netzteil) möchtest du denn den Arduino betreiben ?

Dachte eigentlich daran es über den USB-Port zu betreiben oder an den Strommodul einen Netzteil von 9V anzuschließen. Aber ich möchte nicht noch einen externen Netzteil anschließen. Einer müsste ja reichen.

HotSystems:
330 Ohm sollte da passen.

Wie genau bist du auf die 330 Ohm gekommen?

Mein Magnetventil ist übrigens das folgende Produkt: 21JN1R0V23

volvodani:
Schaue mal hier an der Position LOAD kommt dein Ventil.
Damit kannst du dann an einem Arduino Digital Output ein 12 Ventil betreiben.
MOSFET_low_side_driver.png

Gruß
DerDani

Ja das hatte ich auch mal gelesen, nur wenn ich das so verschalte wie auf dem Bild, kann ich nach dem Transistor irgendwie keine 12V abgreifen (Nachgemessen mit einem Messgerät). Oder ist bei mir die Pinbelegung falsch ?

chefin:
Oder einen Step Up regler benutzen der aus deinen 5V dann 12V macht.

Wie genau realisiere ich den Step-Up Regler ?

Hatte meine Schaltung übrigens so realisiert. Ist aber denke ich falsch, da ich 12V nicht abgreifen kann. :frowning:

Den Regler kaufst du dir

Den kannst du ohne passende Kenntnisse kaum selbst bauen und kostet ja auch nicht viel.

An 9V könnte das Magnetventil allerdings auch schon gehen. Das müsstest testen. An 5V wird es wohl kaum gehen oder extrem schwach sein.

Deine Schaltung so wie du aufgezeichnet ist funktional richtig, aber statt 5V muss die 9V an das Magnetventil.

Ich dachte eigentlich am Anfang, dass ich meine Spannung mithilfe des Transistors verstärke, da wir es an der Uni in der Regel immer so hatten. Was genau bezweckt mein Transistor in meiner Schaltung, wenn ich die 9V vom Netzteil integriere? ::slight_smile:
Im Grunde genommen, brauche ich ja dann nichts mehr zu verstärken, um meinen Magnetventil zum Laufen zu bringen, oder habe ich gerade nen Denkfehler? :drooling_face:

Wie kann ich den fertigen Step Up Regler in die Schaltung integrieren ? Tut mir Leid, bin noch totaler Anfänger. Aber das Projekt muss ich realisieren :grin:

Bitte lese unsere Beiträge komplett durch.

Dann siehst du auch das du in jedem Fall ein externes Netzteil brauchst.
Du kommst mit dem Strom aus dem USB Port nicht aus, da hier nur max. 500 mA zur Verfügung stehen.

Nimm ein 12 Volt Netzteil, auch wenn du es nicht gut findest.
Du kannst die Technik nicht überlisten.

Simulink20:
Ich dachte eigentlich am Anfang, dass ich meine Spannung mithilfe des Transistors verstärke, da wir es an der Uni in der Regel immer so hatten. Was genau bezweckt mein Transistor in meiner Schaltung, wenn ich die 9V vom Netzteil integriere? ::slight_smile:
Im Grunde genommen, brauche ich ja dann nichts mehr zu verstärken, um meinen Magnetventil zum Laufen zu bringen, oder habe ich gerade nen Denkfehler? :drooling_face:

Wie kann ich den fertigen Step Up Regler in die Schaltung integrieren ? Tut mir Leid, bin noch totaler Anfänger. Aber das Projekt muss ich realisieren :grin:

Du kannst eine Spannung nicht einfach nur mit einem Transistor verstärken.
Der Transistor schaltet die Spannung für das Magnetventil.
Und wenn du es realisieren musst, musst du dich auch um die Grundlagen kümmern.

HotSystems:
Bitte lese unsere Beiträge komplett durch.

Dann siehst du auch das du in jedem Fall ein externes Netzteil brauchst.
Du kommst mit dem Strom aus dem USB Port nicht aus, da hier nur max. 500 mA zur Verfügung stehen.

Nimm ein 12 Volt Netzteil, auch wenn du es nicht gut findest.
Du kannst die Technik nicht überlisten.

Jetzt widersprichst du dich aber selbst. Ist es also mit dem Step-Up Regler nicht realisierbar ?
Hatte ja schon erwähnt, dass ich einen 9V Netzteil für den Arduino nehmen werde, aber keinen externen Netzteil für das Ventil.

Ich widerspreche mir nicht, habe nur überlesen, dass du ein 9 Volt Netzteil verwenden willst.
Dann geht es auch mit dem StepUp-Regler.
Aber nur wenn du die 9 Volt auch zusätzlich direkt auf den StepUp-Regler schaltest.
Dann muss aber auch das Netzteil genügend Strom liefern.

Du vermischt da etwas.

“Verstärken” tut der Transistor nur dein Steuersignal.

Streng genommen ist der Transistor in deinem Falle nur ein gesteuerter Schalter.

Der Arduino kann weder Spannung noch Strom deiner Pumpe schalten.
Aber der Arduino kann einen Transistor ansteuern, und der kann dann die 12V für deine Pumpe schalten.

Du brauchst also ein Netzteil mit dem du die Pumpe versorgst: 12V (wieviel Strom (A) braucht deine Pumpe? Das Netzteil sollte mehr Strom liefern können)

Der Arduino hat glücklicherweise schon einen Spannungsregler verbaut, der aus 12V 5V macht. Du kannst den Arduino also gut mit 12v über die DC-Buchse betreiben.

“Schaltung”:

Zwischenablage04.jpg

HotSystems:
Ich widerspreche mir nicht, habe nur überlesen, dass du ein 9 Volt Netzteil verwenden willst.
Dann geht es auch mit dem StepUp-Regler.
Aber nur wenn du die 9 Volt auch zusätzlich direkt auf den StepUp-Regler schaltest.
Dann muss aber auch das Netzteil genügend Strom liefern.

Zu meinem Netzteil:

Ausgangsspannung: 9V /DC
Ausgangsstrom: 400 mA
Ausgangsleistung: 3,6 W

Laut deiner Theorie reicht die Stromstärke hier auch nicht aus.

Irgendwie muss das aber gehen.
Ich habe schon Beiträge gelesen wo sie mit wenig Strom, Motoren laufen lassen haben.

guntherb:
Du vermischt da etwas.

"Verstärken" tut der Transistor nur dein Steuersignal.

Streng genommen ist der Transistor in deinem Falle nur ein gesteuerter Schalter.

Der Arduino kann weder Spannung noch Strom deiner Pumpe schalten.
Aber der Arduino kann einen Transistor ansteuern, und der kann dann die 12V für deine Pumpe schalten.

Du brauchst also ein Netzteil mit dem du die Pumpe versorgst: 12V (wieviel Strom (A) braucht deine Pumpe? Das Netzteil sollte mehr Strom liefern können)

Der Arduino hat glücklicherweise schon einen Spannungsregler verbaut, der aus 12V 5V macht. Du kannst den Arduino also gut mit 12v über die DC-Buchse betreiben.

Vielen Dank für die Information guntherb. Jetzt habe ich das mit dem Transistor richtig verstanden. Leider hatte ich schon einen 9V Netzteil geholt, weil ich gelesen hatte, dass 12V für den Uno schon zu viel sind und dieser deswegen heiß läuft.

Meine Pumpe braucht denke ich ca 1A.... müsste ich nochmal nachmessen. Hab leider dazu kein Datenblatt :frowning:

Dieser Beitrag hat mich dann hier denke ich verwirrt:

Stromverstärkung mit dem Transistor

Hier wird nämlich ausdrücklich erwähnt, dass mithilfe des Transistors der Strom verstärkt werden kann.

Simulink20:
Zu meinem Netzteil:

Ausgangsspannung: 9V /DC
Ausgangsstrom: 400 mA
Ausgangsleistung: 3,6 W

Meine Pumpe braucht denke ich ca 1A

Wenn du das schaffst, ist dir der Physik-Nobelpreis sicher!

Simulink20:
Dieser Beitrag hat mich dann hier denke ich verwirrt:

Stromverstärkung mit dem Transistor

Hier wird nämlich ausdrücklich erwähnt, dass mithilfe des Transistors der Strom verstärkt werden kann.

Stromverstärkung ist etwas anderes und trifft in deinem Fall zu.

Beispiel:

20 mA in die Basis rein, 400 mA aus dem Kollektor raus.
Einfach dargestellt.

Entspricht einer 20 fachen Verstärkung.

Eine Spannung kannst du nicht einfach mit einem Transistor verstärken.

Simulink20:
Zu meinem Netzteil:

Ausgangsspannung: 9V /DC
Ausgangsstrom: 400 mA
Ausgangsleistung: 3,6 W

Laut deiner Theorie reicht die Stromstärke hier auch nicht aus.

Irgendwie muss das aber gehen.
Ich habe schon Beiträge gelesen wo sie mit wenig Strom, Motoren laufen lassen haben.

Und hier vermischst du wieder einiges.

Wenn dein Netzteil 400 mA liefert reicht das nicht für den Uno und das Magnetventil, welches ja 12 Volt benötigt, aber der Strom ist nicht bekannt.

Und Zitat: "Irgendwie muss das aber gehen." Geht in der Elektronik nie !

Edit:

Was das 12 Volt Netzteil am Arduino betrifft, ist dein Einwand richtig. Da sollte man lieber 9 Volt nehmen, wenn mehr Verbraucher (Leds) am Arduino hängen.

Wenn eine zu große Verlustleistung im OnBoard-Regler abfällt, wird dieser heiß und kann zerstört werden.

Wie mache ich das dann am besten ? Eine Step- Up Schaltung bringt ja dann nicht viel bei dieser geringen Stromstärke.

Hatte mehrere Beiträge zu dem Thema gelesen, wo sie das ohne einen zusätzlichen Netzteil verwirklicht haben. Deswegen meinte ich dass das irgendwie gehen muss; bitte nicht falsch verstehen. :confused:

Könnten mir vielleicht relais weiterhelfen ?

Also Spannung kannst du mit Wandlern hoch oder runter setzen. Wandler können entweder Schaltregler sein oder einfach ein Trafo. Es müssen dann halt einige Dinge passen.

Leistung kannst du nicht ändern. Wenn aus deinem netzteil 3,6W rauskommen kannst du keine 12W starken Geräte betreiben. 1A * 12V = 12W.

Transistoren sind reine Stromverstärker, keine Spannungsverstärker. Man kann mit kleinem Strom große Ströme schalten, also verstärken. Aber keine Spannung ändern, allenfalls die Spannung reduzieren indem der Transistor einen Teil der Spannung in Wärme umsetzt.

Das andere das auch geschafft haben, bestreitet keiner, die haben sich halt damit beschäftigt. Du musst ein entsprechend großes Netzteil haben, zb ein 12V 2A Netzteil. damit hast dann 24W um Dinge anzutreiben. Der Controller braucht zwar nicht viel Strom aber ein wenig auch. Und sein Spannungsregler ist ein Leistungsfresser, weil er viel Wärme erzeugt…dafür ist er halt einfach im Aufbau und billig.

Du solltest also dir zuerstmal das Ohmsche Gesetz und die Leistungsformel aufschreiben und an den Schreibtisch klemmen weil das ist das A und O beim entwickeln von Schaltungen und Projekten die mit Strom zu tun haben.

Und zum Schluss ein kleiner tipp: wenn jemand mit tausenden von Postings ein Antwortposting für dich macht, denk 2 mal nach ob er nicht die Erfahrung hat die dir fehlt und daher seine Aussage ja irgendwas wahres beeinhalten muss. Man kann sagen, ich kapiers nicht, aber nicht: das kann nicht sein, andere machen das auch. Wir sind doch nicht deine Feinde.