Magnetventil mit Arduino schalten, Transistor oder Relais?

Grüße,

im rahmen meines Projektes bin ich auf eine Weitere Schwierigkeit gestoßen.
Ich möchte ein Magnetventil schalten. dieses hat Benötigt eine Spannung von 12V und zieht ca. 5W

Nun habe ich mir überlegt ich könnte das mit einem Relais machen.
Das ist einfach aufzubauen und recht zuverlässig.
Allerdings relativ teuer (auf 100.000 Stück gerechnet)(ist nur ne theoretische größe)

oder ich könnte einen Transistor nehmen.
Die sind günstiger aber der Aufbau gestaltet sich schwieriger da ich im Vorfeld einige Überlegungen anstellen muss.

Ich hatte überlegt einen PNP Transistor zu verwenden und den über einen Digital pin vom Arduino anzusteuern. das sollte so aussehen.

Als Last Simulation habe ich hier mal eine LED an einem 1k widerstand verwendet.

Screenshot 2024-07-05 152439

Das habe ich aufgebaut und das Funktioniert auch. Wenn der Arduino schaltet Schaltet auch die LED am Transistor.

Wenn ich allerdings statt meiner LED und dem 1k Widerstand das Magnetventil einsetze schaltet es nicht.

ok der BC557 hat einen max. Ic von 100 mA 5W an 12V=0,417A=417mA
also enstspricht das Magnetventil einem Ersatzwiderstand von ca. 29Öhmsen.

Screenshot 2024-07-05 161548

ich hab mal die Spannung gemessen am Emmitter da komme ich im einschaltzustand auf 0,57 (erwartet 0) und im Auschschaltzustand auf 0,6 (erwartet 12).

Ok ich habe mir jetzt mal den Spaß gemacht und den CE Widerstand des Transistors gemessen. da komme ich auf ca. 6 Ohm.
Das ganze kann ich ja jetzt eig. als Spannungsteiler betrachten. aber wenn ich das durchrechne kommt da auch nicht das raus was ich Messe.

Also irgendwo ist hier mindestens ein Fehler bei der Sache.

Erwartungsgemäß musste der 557 einfach wegbrennen bei der last aber er macht einfach nicht richtig auf.

Nimm einen LogicLevel Mosfet.

In dieser Tabelle solltest du den richtigen finden.

+1 ... und die Freilaufdiode nicht vergessen.

Die ist drin die habe ich nur im Schaltbild vergessen ist angepasst

Ich habe mal geguckt der IRLML6244 sollte für meine zwecke reichen.
Oder was denkst du?

ich habe das im LT Spice mal aufgebaut das sollte dann so aussehen
AUS bei 5V
EIn Bei 0V

Die Diode musste ich zum Simulieren rausnehmen weil er da wegen dem Bezeichner Rummeckert.

.

Das ist absolut richtig.

Ja, den IRLML6244 kannst du nehmen. Ist allerdings ein SMD.
Das mit der Freilaufdiode ist auch ok.
Allerdings würde ich den R2 auf 100k nehmen und zwischen dem R2 und dem Gate noch einen 1k Gatewiderstand einsetzen. Dann wird der Pin des Controllers nicht so stark belastet.

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habs nochmal angepasst.

Für die Diode eig. eine 1n4001 habe ich jetzt im Schaltplan zum simulieren 1N4007 genommen das sollte keinen Unterschied machen.

Wenn das so passt dann bestell ich den MOSFET dann die tage um das aufzubauen

EDIT: Schaltplan vergessen^^
EditEdit: Und dann den Falschen genommen^^
Screenshot 2024-07-05 183508

Ok, aus meiner Sicht passt das.

Ich würde aber die LED mit größerem Vorwiderstand paralell zum Ventil schalten.

Dann lieber so:

ja.

Damit ein "nicht Elektroniker" wie ich was dazu lernt:
Für was sind R1 und L1 da ?

und @uwefed : Weshalb die LED parallel zur Last ? Wegen der Last am Pin ?

Rechnerischer Ersatz für die Spule am Ventil, Die LED dient nur zur Anzeige ob geschaltet.

R1 und L1 sind Stellvertretend für das Magnetventil was geschaltet werden soll. Ein Magnetventil ist im Prinzip nur eine Spule, aber eine Spule hat im Gleichstromkreis einen Wirkwiderstand den LTSpice aber so nicht berücksichtigen kann. Deswegen habe ich einen Ersatzwiderstand R1 vor die Splue gesetzt.

Wenn du den WIrkwiderstand ausrechnen WIllst kannst du das einfach machen indem du die Spannung und die Leistung des Ventils verrechnest.

P=U*I ->P/U=I
R=U/I

In dem Fall 5W/12V=0,416A

12V/0,416A=28,8Ohm

Ah, OK, Danke, - dann verstehe ich auch die Platzierung der Bypassdiode...

@fony : Wozu die LED gut ist war schon klar.
Weshalb Uwe die Schaltung parallel zur Last bevorzugen würde war die Frage.

Das ist ein angenehmer nebeneffekt aber ich glaub es geht ihm eig darum das die LED ja nicht anzeigen soll das der Pin High ist sondern das das Ventil schaltet. SO ist die LED näher an dem was sie Anzeigen soll und evtl. Fehler auf der nderen seite des MOSFET bleiben Sichtbar.

Das nennt sich Ersatzschaldbild.
Da ersetzt man reelle Bauteile mit idealen Bauteilen. Widerstände ohne Induktiven Teil und Induktivitäten ohne Widerstand.
Eine Induktivität ist praktisch ein aufgerollter Kupferdraht. Dieser hat immer einen Widerstand da es (ohne großen Aufwand) keinen Leiter ohne Widerstand gibt.
So kann man die Bauteile gut berechnen.

LED-Position: Weniger Last am Pin und die LED zeigt nicht den Zustand des Pins an, sondern den Zustand des MOSFET an.

Grüße Uwe

Ich habe mal noch eine Frage, ich ahbe die Platine jetzt soweit fertig und ein kleines gehäuse gebastelt wo das magnetventil und die steuerplatine rein kommt.

Nun suche ich nach einem geeigneten Stecke und kann so richtig nichts finden.

Ich hatte zuerst überlegt 4 pol Speakon Stecker zu nehmen aber die sind zum einen Sehr teuer (also die machen dann 90% der Gesamtkosten aus) und zum anderen sind sie sehr globig.

Ich habe diese Stecker hier überall gefunden und die gefallen mir auch vom Prinzip her sehr gut:

Bildschirmfoto 2024-07-09 um 23.15.26

sind wohl IP65 das sollte für meine Zwecke eichen aber ich find da keine Einbaubuchse oder ne norm oder irgend einen handelsnamen dafür außer "wasserdichter 4 pol stecker"

Weis da vllt jemand was drüber oder hat jemand eine andere idee was es für IP65 Stecker gibt die möglichst kompakt und günstig sind?

Zur Belegung
Pin1 12V max 500mA
Pin2 5V max 50mA
Pin3 5V max 100mA
Pin4 GND

Bei Ali geschaut?