Schaltung Magnetventil über Transistor

Hallo, ich bin ganz neu in der Arduino-Welt.

In meinem ersten Projekt brauche ich ein Magnetventil das einen Wasserfluss regelt.
Das Magnetventil kommt von Funduino (12V).
Magnetventil

Der Transistor ist ein L201E3
Transistor

(Gate max 3mA, Imax=1A, Umax=200V)

Netzteil liefert max 1A bei 12V (in Wirklichkeit ca. 14V)

Wiederstand ist ca.1400 Ohm.

Mein Problem ist nun wie folgt.
Die Schaltung funktioniert wenn ich das Ventil öffne, also den Steuerstrom des Arduinos aktiviere, vorher liegen am Ventil 0V an, nach Öffnung ca. 12V

Deaktiviere ich den Steuerstrom allerdings liegen immernoch 12V am Ventil an.
Da das Ventil ein Induktives Bauteil ist, vermute ich es wird ein Magnetfeld aufrechterhalten, dass dafür sorgt das die Spannung gehalten wird. (Man kann die Spannung mittels Multimeter über Zeit abfallen sehen).

Das ist nicht ganz Sinn der Sache und es wäre toll wenn ihr mir helfen könntet die Schaltung so zu verändern, dass ich das Ventil öffnen und schließen kann wann ich möchte.

Die Schaltung ist im Anhang.

Danke euch
Nico

Das ist kein Transistor, sondern ein Triac! Da du den an Gleichspannung und nicht an Wechselspannung betreibst bleibt er durchgeschaltet wenn du die Steuerspannung wegnimmst. Völlig normal :slight_smile:

Hi,

Danke!!!
Das wird mir nicht noch mal passieren.

Nico

Für deine Schaltung kannst du einen Mosfet (N-Channel) verwenden und vergiss die Freilaufdiode nicht.
Du schaltest damit den GND des Ventils.

Für deine Schaltung kannst du einen Mosfet (N-Channel) verwenden

Ja, Und wenn du dir einen LogicLevel Mosfet raussuchst, kannst du dir den "Q_NPN_BCE" in deinem Schaltplan sparen.
Falls die 12V schon da sind, bevor der Arduino läuft, sollte das Gate des Mosfet einen Pulldown Widerstand erhalten

Könnt ihr Literatur empfehlen, wo ich mich in die Transistor Thematik einlesen kann?

http://www.elektronik-kompendium.de/sites/bau/index.htm#a4

Danke!

Ich habe mich mal ein wenig eingelesen. Da ich Masse schalte brauche ich einen N-Kanal, selbstsperrenden Mosfet, oder?

So ganz verstanden habe ich allerdings noch nicht welchen Basisstrom ich jetzt benötige, muss ich den Mosfet dann an der Dauerstromgrenze betreiben?

Welchen Vorwiederstand bräuchte ich?

Würde ich zum Beispiel diesen nehmen:

Steuerstrom müssten ja dann 200mA sein? oder doch eher 1mA zum schalten des Ventils?

MOSFET sind spannungsgesteuert, da braucht man Strom nur zum Umladen der Gate Kapazität. Entsprechend schützt der Gate-Widerstand den Ausgangspin des Arduino, indem er den Strom auf akzeptable Werte (20-40mA) beschränkt. Dieser Spitzenstrom fließt nur ganz kurz (tau=RC), und ist nach 5tau praktisch verschwunden, wenn die Gate-Kapazität komplett umgeladen wurde.

CrankChicken:
Würde ich zum Beispiel diesen nehmen:
https://www.conrad.de/de/on-semiconductor-2n7000-mosfet-1-n-kanal-400-mw-to-92-151034.html

Nimm einen Logic Level FET. Die fangen oft mit “IRL” in Namen an. z.B. IRLZ34, IRLZ44, IRLU024, IRLD024 und ähnliches

Der Transistor den du raus gesucht hast braucht 10V am Gate um voll durchzuschalten (was bei bei nicht-LL FETs normal ist) und hat dann einen Widerstand von ganzen 5 Ohm. Das ist sehr schlecht. Normal liegt der Widerstand im Milli-Ohm Bereich

DrDiettrich:
MOSFET sind spannungsgesteuert, da braucht man Strom nur zum Umladen der Gate Kapazität. Entsprechend schützt der Gate-Widerstand den Ausgangspin des Arduino, indem er den Strom auf akzeptable Werte (20-40mA) beschränkt. Dieser Spitzenstrom fließt nur ganz kurz (tau=RC), und ist nach 5tau praktisch verschwunden, wenn die Gate-Kapazität komplett umgeladen wurde.

Wie wähle ich nun den Wiederstand? ca. 143 Ohm?

Der genaue Wert ist nicht wichtig. Es geht dabei wie gesagt nicht so sehr um den Transistor sondern um den µC zu schützen. Der Widerstand verhindert dass der Ausgang kurzzeitig kurzgeschlossen wird. Also begrenze den Strom auf ca. 20-40mA. Ohmsches Gesetz: R = U / I

Das geht nicht in allen Anwendungen. Wenn man sehr, sehr schnell schaltet dann muss sich darüber Gedanken machen wie schnell man das Gate umladen kann (und dann braucht man u.U. auch richtig Strom dafür). Aber da geht es eher um Dinge wie PWM mit vielen kHz. Wenn man statisch ab und zu mal schaltet spielt das kaum eine Rolle

DrDiettrich:
MOSFET sind spannungsgesteuert, da braucht man Strom nur zum Umladen der Gate Kapazität. Entsprechend schützt der Gate-Widerstand den Ausgangspin des Arduino, indem er den Strom auf akzeptable Werte (20-40mA) beschränkt. Dieser Spitzenstrom fließt nur ganz kurz (tau=RC), und ist nach 5tau praktisch verschwunden, wenn die Gate-Kapazität komplett umgeladen wurde.

Wir reden da vom Gatestrom.
Der Drainstrom ist was anderes und es gibt keine “Stromverstärkung” da die Gates-Source-Spannung den Drain-Source-Strom bzw den Drain-Source-Widerstand regelt.

CrankChicken:
So ganz verstanden habe ich allerdings noch nicht welchen Basisstrom ich jetzt benötige, muss ich den Mosfet dann an der Dauerstromgrenze betreiben?

Welchen Vorwiederstand bräuchte ich?

Würde ich zum Beispiel diesen nehmen:
https://www.conrad.de/de/on-semiconductor-2n7000-mosfet-1-n-kanal-400-mw-to-92-151034.html

Die Gatespannung muß mindestens das doppelte der UGS(th) sein damit der MOSFEt ganz durchsteuert. Darum solltest Du einen LogicLevel MOSFETnehmen.

Die verbratene Leistung ist ID*ID*RDS und muß vom Gehäuse bzw Kühlkörper abgeführt werden.
Ich würde einen IRLZ34 oder IRLZ44 nehmen.

Grüße Uwe

Die Gatespannung muß mindestens das doppelte der UGS(th) sein damit der MOSFEt ganz durchsteuert. Darum solltest Du einen LogicLevel MOSFETnehmen.

Die verbratene Leistung ist ID*ID*RDS und muß vom Gehäuse bzw Kühlkörper abgeführt werden.
Ich würde einen IRLZ34 oder IRLZ44 nehmen.

Grüße Uwe

Super Antwort, danke!

Heißt dieser hier bräuchte 3V damit er voll schaltet, kann aber maximal 4.5V dauerhaft aushalten?

CrankChicken:
Heißt dieser hier bräuchte 3V damit er voll schaltet, kann aber maximal 4.5V dauerhaft aushalten?

Oder nimm diesen hier: IRFD024

IRLD024

HotSystems:
Oder nimm diesen hier: IRFD024

Wenn dann sowas dann IRLD024
Das heißt nicht dass der IRF nicht an 5V geht, aber er hat dann nicht seinen minimalen Widerstand

CrankChicken:
Heißt dieser hier bräuchte 3V damit er voll schaltet, kann aber maximal 4.5V dauerhaft aushalten?

Ich weiß nicht wieso du dir immer solche Transistoren mit minimalem Drain-Strom aussuchst. Und dann noch in SMD. Da gibt es bei FETs nicht viel Auswahl. Alles kleine ist meist SMD. Und Logic Level in TO-92 gibt es auch nicht.

Nur weil ein Transistor theoretisch 17A aushält heißt dass nicht dass der unbedingt überdimensioniert ist. Das ist sowieso nur mit Kühlkörper.
Wenn du was kleines willst, dann gibt es eben den IRLD024 in DIP4. Der geht für ca. 2A

Ansonsten musst du schon ins Datenblatt schauen wenn du detaillierte Informationen willst. Das was bei den Händlern steht ist automatisch erstellt, nur ein Auszug und nicht immer korrekt. Es reicht als Anhaltspunkt, aber nicht um eine informierte Entscheidung zu treffen

Mal das genannte Ventil angeschaut.

  1. ist es dort nicht auf lager
  2. steht dort nur die Nannspannung aber weder Nennleistung noch Nennstrom.

Serenifly:
Wenn dann sowas dann IRLD024
Das heißt nicht dass der IRF nicht an 5V geht, aber er hat dann nicht seinen minimalen Widerstand
.....

Du hast völlig Recht, das war ein blöder Tippfehler von mir.
Habe den schon öfter eingesetzt aber eben auf die falsche Taste gedrückt.
Danke für die Berichtigung.