Schaltung mit einem Transistor

International Deutsch
#1

Hey liebe Community,

ich (Einsteiger) hätte noch einmal ein Frage. :)

Ich bin gerade dabei ein Autonomes Gewächshaus zu bauen. Die Temperaturregelung wird über ein NTC geregelt. Wenn es im Gewächshaus zu warm wird, will ich, dass ein Lüfter an geht. Umgekehrt genauso, wenn es zu kalt wird, soll eine Heizfolie das Gewächshaus aufwärmen.

Die Heizfolie, den Lüfter und evtl. eine Wasserpumpe möchte ich mit meinem Arduino ansteuern. Die Betriebsspannung der Teile liegt bei 12V. Am Anfang war geplant, dies mit ein paar Relais umzusetzen. Heute hab ich aber gesehen, dass man das auch mit Transistoren machen kann.

Daheim hab ich noch ein paar Relais rumfliegen(ohne Platine), ein paar 1N4004 Dioden und ein paar BD 810 Transistoren. :D

Nun zu meiner Frage. Wie soll ich meine Heizfolie, die Pumpe und den Lüfter ansteuern, bzw. wie kann ich es am einfachten umsetzen? Gibt es was besonderes zu beachten?

Vielen, vielen dank schon mal im voraus.

Liebe Grüße Leon Ranger

#2

12V alleine reichen als Aussage nicht aus, die Leistungsaufnahme ist ebenso entscheident. Daher braucht man diese Daten der Pumpe, des Lüfters und der Heizung. Allgemein würde ich sagen, nimm besser FETs.

#3

Hey,

ich habe gerade mal kurz nach geschaut.

-Der Lüfter verbraucht 0.08A bei 12V. -Die Heizfolie 4A bei 12V. -Für die Wasserpumpe finde ich kein passendes Datenblatt mehr, doch mehr als 1A bei 12V dürfte die auch nicht ziehen.

Helfen dir die Angaben weiter?

Vielen Danke Leon Ranger

#4

Ich würd's mit MOSFETs machen, nicht mit BJTs. Ich bin nicht so firm mit Leistungstransistoren, aber wenn ich das Datenblatt richtig lese, hat der schon bei 3A 3.3W Verlustleistung. Beim T=-220 ist bei spätestens 2W schluss ohne zusätzlichen Kühlkörper. Ein IRF3708 angesteuert mit 3.3V wird dagegen nicht mal warm. Und wo Du grad dabei bist: Falls Dein Wifi bis ins Gewächshaus reicht, würde ich direkt nen ESP8266 statt einen ATMEGA-Arduino nehmen, dann kannst Du vom Haus checken, wie die Werte sind, und falls Du irgendwas always on hast (RPi?) loggen.

#5

Ich nehme für solche Zwecke IRLZ44N MosFets. Super einfach anzusteuern.

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#6

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Sollte da nicht ein Widerstand in die Signalleitung? Wegen EMV oder wie das heißt?

#7

Hallo,

bei langsamen Schaltvorgängen spielt er keine Rolle. Rein Sicherheitshalber baue ich den immer ein.
Er begrenzt auch den Kurzschlussstrom für den µC Pin beim unbekümmerten probierens.
Bei höher frequenten Schaltbedingungen muss er rein und die Schaltung sieht dann auch anders aus, Gatedriver usw.
Relais_schalten.jpg

#8

Hey,

danke für die schnellen Antworten.

Kann ich beide Schaltpläne für mein Gewächshaus nutzen? Bei dem Ersten sehe ich, dass man einmal den Stromkreis vom Arduino und einmal von meiner 12v Quelle hat. Bei dem Zweiten Schaltplan sehe ich das gar nicht...

Nochmal allgemein zum verschalten der Transistoren/Mosfets. Ich habe ja 12v Verbraucher und eine 12v Stromquelle. Ich brauch ja einen gemeinsamen GND. Kann ich einfach den GND vom Arduino und meiner 12v Stromquelle zusammen legen? Oder was muss ich da beachten?

Liebe Grüße Leon Ranger

#9

Leon-Ranger: Kann ich einfach den GND vom Arduino und meiner 12v Stromquelle zusammen legen?

ja. Du must sogar. Einfach verbinden.

#10

Leon-Ranger: Kann ich beide Schaltpläne für mein Gewächshaus nutzen? Bei dem Ersten sehe ich, dass man einmal den Stromkreis vom Arduino und einmal von meiner 12v Quelle hat. Bei dem Zweiten Schaltplan sehe ich das gar nicht...

Nochmal allgemein zum verschalten der Transistoren/Mosfets.

Beide Schaltungen sind bis auf den Gatewiderstand gleich (außer daß als Last ist einmal eien Spule und das andere mal eine Lampe eingezeichnet ist, das ist aber unerheblich)

Das ist ein MOSFET. So kann ein PJT-Transistor nicht verwendet werden.

Grüße Uwe

#11

Doc_Arduino:
Relais_schalten.jpg

Meiner Ansicht nach gehört der Widerstand R3 auf die andere Seite von R4, so bildet er einen Spannungsteiler was die Ansteuerung verschlechtert.

#12

Meiner Ansicht nach gehört der Widerstand R3 auf die andere Seite von R4, so bildet er einen Spannungsteiler was die Ansteuerung verschlechtert.

Elektrisch gesehen hast du Recht, macht aber praktisch kaum keinen Unterschied: 2% ist weniger als die Toleranz der Widerstände. Ob das Arduino Vcc 4.9V oder 5.1V ist, macht mehr aus.

Wenn es bemerkbar wäre, hätte man sowieso den falschen MOSFET ausgewählt.

Logisch gesehen ist es so rum (für mich) leichter verständlich: R3 soll als Pulldown für das Gate dienen. R4 soll den Strom aus dem Arduino begrenzen.

Das würde natürlich auch andersrum so wirken, aber ich denke du verstehst das Argument.

#13

Es ist nicht schlimm es schlechter zu machen als möglich, weil es leichter verständlich ist?

Diese Einstellung teile ich nicht, egal wieviel % schlechter es tatsächlich ist.

#14

Ich habe mal im Internet recherchiert, man findet im Grunde beide Schaltungen, R3 vor R4 und andersherum. Aber gefühlt häufiger die wie hier im Thread abgebildete. Wobei ich Whandalls Argumente nachvollziehen kann.

Beispiel 1

Für Mosfets, sofern man nicht selber löten möchte, gäbe es auch fertige Platinen von Keyes oder Groove oder v.a.

#15

Whandall: Meiner Ansicht nach gehört der Widerstand R3 auf die andere Seite von R4, so bildet er einen Spannungsteiler was die Ansteuerung verschlechtert.

Der Pulldown ist ein Komponente, die zum MOSFET gehört. Sie kann fest in dem Modul mit dem MOSFET verbaut werden. Der Strombegrenzer ist ein Komponente, die zur MCU gehört. Ein Arduino kann mehr durchpumpen als ein ESP oder ein Teensy. Er kann deswegen nicht (vollständig, natürlich kann man einen kleinen Sicherheitswert einsetzen) fest in das Modul verbaut werden, sondern muss variable sein, wenn die MCU variabel ist.

Heißt also: Wenn man einfach irgendwas zusammenlötet, kann man den Spannungsteiler vermeiden. Wenn man irgendwas modular aufbaut, dann ist es besser, die Widerstände andersherum anzulegen und mit Spannungsabweichungen im unteren einstelligen Prozentbereich zu leben. Da kann man dann besser den MOSFET großzügiger auslegen, im 3.3V-Bereich z.B. mit einem IRF3708 statt einem IRLZ44N, wenn wir bei üblichen Chinakomponenten bleiben.

#16

Der FET sollte mit möglichst hoher Gate-Spannung betrieben werden.

Wer es absichtlich anders macht braucht eine Ausrede, bisher hatten wir

  • es ist einfacher zu verstehen
  • es wird sehr oft so gemacht
  • es kann modularere Subsysteme bilden
    Jeder kann das ja machen wie er will, aber sollte man nicht die beste Lösung vorschlagen? :wink:
#17

oder Du nimmst einfach bewährte fertige Module: http://shop.cboden.de/Erweiterungen-Zubehoer/Erweiterungen/4-Kanal-MOSFET-Modul-12V-10A.html ... für 6,95 jetzt auch keine übermäßige Investition.

Die haben zudem den Charme, dass sie eine galvanische Trennung mittels Optokoppler drauf haben und sowohl für 3,3 Volt als auch 5 Volt Controller geeignet sind ... also das rundum sorglos Paket. Fehlt nur noch die Freilauf-Diode an Deiner Pumpe.

#18

Das Modul ist gut für den Preis, VK mit 2,50€ ist auch ok. Schade, dass es keinen Stecksockel für nen ESP8266-01 drauf hat.

#19

ich glaube, das wäre etwas viel verlangt ... dann müsste man auch noch eins für den Arduino machen ... eins für den PI ... ein für den Digispark ... usw. ;-) Aber frag doch einfach mal an, vielleicht nehmen sie ja eins ins Sortiment auf. Persönlich mag ich lieber universelle Module, die ich auch ohne Probleme nutzen kann, wenn ich mal einen anderen Controller / Plattform verwende.

#20

Whandall: Jeder kann das ja machen wie er will, aber sollte man nicht die beste Lösung vorschlagen? ;)

Klar. Und die ist nun einmal, außerhalb von einmaligen Lochplatinenbasteleien, eine, die strukturierte Gruppierung von Elementen erlaubt. Das ist üblicherweise ein deutlich größerer Vorteil als 1% Gatespannung und damit 0.01% weniger R_DS.