vornweg:
Ich bin absoluter Laie! Habe daher viele, viele Fragen :)Nachdem ich jetzt verschiedene Tutorials durchgearbeitet habe und mich langsam im Umgang mit dem Arduino sicherer fühle, möchte ich einen Schritt weiter gehen.
Ich hoffe ihr könnt mich in diesem Thread begleiten, um nach und nach meine aufkommenden Fragen zu beantworten und dies sauber zu realisieren
Ziel: Steuerung eines Magnetventils
Mit einem Arduino soll zunächst ein (später mehrere) Magnetventil (Details siehe unten) gesteuert werden. Für mein Projekt soll das Ventil wenige Sekunden geöffnet sein und Wasser hindurchfließen.
Im Internet habe ich gelesen, dass hierfür eine Transistorschaltung geeignet wäre. Ich selbst habe an ein Schaltung mit einem Relais[/u] gedacht.
Bevor ich weitere Fragen zu den benötigen Komponenten stelle, sollte ich mich daher erstmal für eine Schaltung entscheiden. Deshalb:
Könnt ihr mir erklären, was jeweils die Vor- bzw. Nachteile der Schaltungen sind? Was spricht für eine Schaltung mit einem Transistor?
Auf Grund eines fehlenden Datenblatts weiß ich nicht, wie hoch der Strombedarf des Magnetventils ist. Mein Ansatz zur Berechnung: 2W / 12 V = 0,1666 Ampere. Ist das richtig?
Vielen, vielen Dank schonmal für die Beantwortung dieser grundlegenden Fragen (und ja, ich habe bereits Unmengen an Zeit in die google-Suche investiert - leider waren die Antworten für mich persönlich nicht verständlich )
Beschreibung:
Bedingung: 100% nagelneu
Artikelbeschreibung:
Zentralheizung oder Bewässerung-Sprenger nicht - vielleicht ist es das Magnetventil!
Reparieren Sie ein fehlerhaftes Ventil mit diesem nagelneuen 12V DC Ersatz, die für die Verwendung mit Rohrleitungen im Wasser, Luft und Dieselanwendungen ist.
Technische Daten:
Spannung: 12V DC
Rohrgröße: 1/4 "
Blende: 2,5 mm
Betriebstemperatur:? -5 ° C ~ +80 C
Leistung: 2W
Betriebsdruck: 0kg/cm ² - 10kg/cm ²
Zustand: normal geschlossen
Verbrauch: Wasser, Luft, Diesel
Die 12V-Magnetventil ist neu und originalverpackt
Könnt ihr mir erklären, was jeweils die Vor- bzw. Nachteile der Schaltungen sind? Was spricht für eine Schaltung mit einem Transistor?
Vorteile: geräuschlos, günstiger
Nachteile: wüsste ich nicht
Auf Grund eines fehlenden Datenblatts weiß ich nicht, wie hoch der Strombedarf des Magnetventils ist. Mein Ansatz zur Berechnung: 2W / 12 V = 0,1666 Ampere. Ist das richtig?
-Nennspannung: DC 12V.
-Spulenwiderstand: 37 Ohm ± 0,25 Ohm (bei 20° C).
-Switch-Typ: DC kontinuierlich.
-Betriebsdruck: 0.02Mpa-0,8.
-Mittlere Temperatur: 1° C - 75° C
-Reaktionszeit: auf ≤0.15 Zweitens off ≤0.3 zweiter.
-Durchschlagfestigkeit: Widerstandsspannung AC2500V zwischen nicht-Leiter und Dirigent ohne Panne oder Lichtbögen in 1 Minute
-Isolierende Eigenschaft: Isolationswiderstand zwischen Leitern und nicht-Leiter ist über 100MOhm
-Entlastung charakteristisch: 0.02Mpa ≥ 3 L/min, 0,1 MPa ≥ 12 L/min, 0,8 ≥ 35 L/min
-Beruf: größer oder gleich 0,5 Millionen Mal
-Gewinde-Durchmesser für Input und Output: 4/5 Inch (20mm).
-Einlass und Auslass Winkel: 180 Grad.
Danke für eure Antworten dann wird es wohl eine Transistorschaltung.
@combie: Habe aus der Artikelbeschreibung die Wattzahl genommen. @ardbubu: Wie hast du das berechnet? Will ja auch für die Zukunft dazu lernen
Habe anhand meines bisherigen Wissensstand und dem Internet mal einen Schaltplan dafür gemacht. Ist dies so richtig? Kann ich bei dieser Stromstärke direkt an VIN des Arduino die Spannung abgreifen oder ist das bereits zu viel?
Habe meinen Arduino an einem Tafo angeschlossen (9 V / 400 mA).
Welchen Widerstand, welche Diode, welchen Transistor würdet ihr verwenden? Wie komme ich auf die richtigen Komponenten (will dazu lernen, damit ich euch nicht so viel fragen muss)? Habe ich in meinem Lernset eventuell bereits passende Komponenten?
Hallo, auf der Amazon-Webseite findet man als Käuferkommentar, dass das Magnetventil 1,2A Spulenstrom benötigte. Mein Rat: Magnetventil beschaffen und messen. Egal, ob man zum Ansteuern ein Relais oder einen Transistor verwendet, in jedem Fall muss ein Freilaufkreis zum Entmagnetisieren verwendet werden, dieser muss auch den vollen Spulenstrom abkönnen.
Gruß MKch
Strom = Spannung / Widerstand
oder auch gern I = U / R geschrieben. Solltest du dir vorstellen können, nach dem auswendig lernen.
12 V / 37 Ohm = 0.33 A
Die andere Formel für die Leistung gleich dazu:
12V * 0.33 A = 4W
Dein 9V 400 mA Netzeil reicht also für den Arduino, aber nicht für das Ventil dazu.
Die 330 mA sind schon ein bisschen viel für beliebige Allerwelts-Transistoren, die meisten Leute hier empfehlen dir einen Logik-Level MOSFET. (Wenn du einen BC337 in der Bastelkiste hast, nimm ihn und schalte ihn mit 10..20 mA Basis-Strom, also einem 330 Ohm Widerstand)
Als Freilaufdiode passt jede 1N400x, finde ich.
@michael_x: Danke. Da hätte ich auch selber darauf kommen können Wenn ich ein Netzteil mit 12 Volt und 0,4 A hätte, könnte ich dann direkt vom VIN abgreifen?
Ich habe jedoch lediglich den Tansistor TIP 120 (Datenblatt: http://cdn-reichelt.de/documents/datenblatt/A100/TIP120%20bis%20TIP%20127.pdf
Das wird wohl so ein "Allerwelts-Transisor" sein, der nicht ausreicht Könnt ihr mir erklären, worauf ich bei der Auswahl achten muss bzw. wie man das ausrechnet, wenn man von den von michael_x gepostet Werten für Magnetventil ausgehen würde?
hier ist ein thread, bei dem es um eine tropfenbox (zum photographieren) mit magnetventilen ging. ist ewiglang, mit vielen erklärungen bis zum fertigen shield.
[TIP120] Stimmt, der braucht noch einen Basis Widerstand und evtl ein kleines Kühlblechlein.
Einen Basis-Widerstand brauchen alle bipolaren Transistoren. Und ein TIP120 im TO220 Gehäuse ist eher was größeres als ein BC337 im TO92 Gehäuse... Vergleiche die Datenblätter und du siehst, dass der TIP deutlich größeren Strom verträgt, aber im durchgeschalteten Zustand eine größere Rest-Spannung Vce hat.
Kommt wegen größerem Verstärkungsfaktor mit kleinerem Basis-Strom aus. (470 .. 1k statt 330 Ohm, ist aber überhaupt nicht kritisch) Ja, kannst du also nehmen. Und bei 300 mA brauchst du wohl kein Kühlblech.
Wenn ich ein Netzteil mit 12 Volt und 0,4 A hätte, könnte ich dann direkt vom VIN abgreifen?
Ja. Aber schau dir den Schaltplan des Arduino an. Da ist zwischen der Strom-Buchse und Vin nur eine Diode (Schutz gegen falsch gepolte Netzteile.
FlowPeter: @michael_x: Danke. Da hätte ich auch selber darauf kommen können Wenn ich ein Netzteil mit 12 Volt und 0,4 A hätte, könnte ich dann direkt vom VIN abgreifen?
Im Prinzip ja. Es könnte allerdings mit den 0,33A des Relais plus dem Bedarf des Arduinos selber etwas knapp werden.
Um alles beurteilen zu können, solltest du dein ganzes Projekt beschreiben, vor allem, was sonst noch an dem Arduino angeschlossen werden soll.
Ich traue es mich gar nicht zu schreiben... Dieses Thema hängt euch bestimmt schon aus den Ohren heraus: Es soll eine Cocktailmaschine.
Ziel des Projekts ist aber eigentlich weniger die Maschine an sich, sondern vielmehr das schrittweise LERNEN. Ich erhoffe mir durch eure mithilfe mehr Verständnis für die Sache zu erlangen und nicht einfach nur eine Anleitung aus dem Internet nachzubauen.
Aufbau:
Die Flaschen sollen über der Maschine mit Ausguss nach unten angebracht werden. Für jede Flasche wird ein Ventil benutzt. Nach dem Magnetventil münden alle Schläuche in einem gemeinsamen Reservoir mit definierter Füllmenge X. Das Reservoir wird mittels Schlauch belüftet. Von dem Reservoir aus führt lediglich ein Schlauch mit einem Magnetventil in Richtung Ausguss für das Glas.
Funktionsprinzip:
Jeweils ein Ventil an der Flasche wird geöffnet, die Flüssigkeit läuft auf Grund der Schwerkraft in das Reservoir, das Reservoir wird vollständig gefüllt, das Magnetventil an der Flasche wird wieder geschlossen und schließlich das Magnetventil am Ausguss geöffnet.
Varianten (Seeeeeehr weite Ferne):
Das Projekt soll mit der Zeit wachsen. Z.B. Anbringung von LEDs, anstatt einem Reservoir ggf. eine Durchflussmessung oder eine Gewichtsmessung am Glas bezüglich der Füllmenge. Ggf. eine Presse für die Limetten eines Caipi usw.
Zunächst soll jedoch lediglich die Ansteuerung der Ventile realisiert werden.
Kollektorstrom bestimmen: Um den Kollektorstrom im leitenden Zustand zu berechnen, ermitteln wir den Strom Ic, welcher durch den Lastwiderstand RL fließt. An RL muss die Spannung Ubb - Ucesat abfallen. Dabei ist Ubb die Betriebsspannung und Ucesat die Kollektor-Emittersättigungsspannung, für die wir 0,3 Volt annehmen können. Dann ist
Ic = (Ubb-Ucesat) / RL.
Ist Ubb hoch, dann können wir sogar die 0,3 Volt der Ucesat vernachlässigen.
Ucesat = Vce (Aus Datenblatt)
Ic = (12 V - 4 V) / 37 Ohm = 0,2162 A
Basisstrom bestimmen: Zur Sicherheit gehen wir von dem minimalen Stromverstärkungsfaktor B des Transistors aus. 50 ist oft ein geeigneter Wert. Für den Übersteuerungsfaktor ü wählen wir einen Wert zwischen 3 und 7.
Ib = (Ic / B min.) / ü
Der Basisstrom ist auch der Eingangsstrom, der für die Ansteuerung des Transistors zur Verfügung gestellt werden muss. In der Praxis wird der Eingangstrom oft von einem Microcontroller und einem digitalen Gatter geliefert.
Muss die Formel nicht so heißen: Ib = (Ic / B min.) * ü ?!
Man will doch übersteuern und damit einen höhren Stromwert an der Basis haben? Oder habe ich das falsch verstanden?!
b min = hfe (aus Datenblatt) = 1000
ü = 5
Ib = (0,2162 / 1000) * 5 = 0,001081 A
Vorwiderstand bestimmen: Mit Ib kennen wir den Strom, welcher durch den Vorwiderstand Rv fließt. An Rv fällt die Spannungsdifferenz Uein - Ube ab. Dabei is Uein die Eingangsspannung und Ube die relativ konstante Spannung zwischen Basis und Emitter. Es ist die Schwellenspannung, die für Silizium bei 0,65 Volt angenommen werden darf.
Rv = (Uein-Ube) / Ib
Uein ist die Eingangsspannung, bei welcher der Transistor auf jeden Fall sicher durchschalten sollte.
Ube (aus Datenblatt) = 2,5 V
Rv = (5 V - 2,5 V) / 0,001081 = 2312,5 Ohm
Ist die Berechnung richtig? Das klingt mir doch etwas zu hoch?! Sicherlich habe ich irgendwo etwas verwechselt?!
Verdacht: Ich tippe, dass ich diese Werte so nicht verwenden darf. Vermutlich gelten die Werte nicht bei voller Sättigung oder ähnliches bzw. bei anderen Stromwerten!?
FlowPeter:
Ich bin absoluter Laie!
...
Zunächst soll jedoch lediglich die Ansteuerung der Ventile realisiert werden.
Was hälst Du von einem Bausatz Mosfet-Treiber (gibt es auch mit vier Ausgängen, also 2x4=12 Flaschen). Die gemachten Angaben sind etwas optimistisch, für Deine Ventile sollte es aber gehen. Zusätzliche Freilaufdiode ist notwendig. Die LEDs zeigen Dir, ob Dein Programm oder das Ventil spinnt. Die galvanische Trennung ist nicht notwendig, schützt aber möglicherweise den Mega.
@agmue: Sieht interessant aus. Ist wahrscheinlich deutlich übersichtlicher dann zu realisieren. Werde ich mal im Hinterkopf behalten. Zunächst will ich aber ein Ventil über eine Transistorschaltung steuern.
@combie und Mkch: Hattet recht: Spulenstrom gemessen = 1A
Ich hatte ja bereits meinen Schaltplan gepostet. Jetzt mit der Erkenntnis Transistor = TIP120 und Kühlblech, Vorwiderstand R = 2,2 kOhm und Freilaufdiode 1N4001.
Kann ich 1A direkt von VIN abnehmen?! (Skizze 1)
Oder ist es besser bzw. ist es überhaupt richtig es so wie in Skizze 2 zu machen?
Könnt ihr mir ein Netzteil hierfür empfehlen, um gleichzeitig noch ausreichend Strom für diverse LEDs zu haben?
Gibt es eine Art Adapter, mit dem ich das Netzteil mit normal an die Buchse des Arduino anschließen kann und gleichzeitig einfach und sauber an das Steckbrett anschließen kann?
dann wird es wohl eine Transistorschaltung.
Wenn ich ein Netzteil mit 12 Volt und 0,4 A hätte, könnte ich dann direkt vom VIN abgreifen?