Verzögertes ausschalten mit n-channel MOSFETs

Hallo,

in meinem Arduino-Auto Projekt möchte ich eine Schaltung realisieren,
die den Arduino (und weitere Geräte) mit der Zündung einschaltet, ihn aber erst verzögert wieder ausschaltet. Da ich hier schon mal anderweitig Hilfe bekommen habe, dachte ich vielleicht klappt es ja noch einmal.

Da ich den CAN-Bus meines Autos mit dem Arduino abhorche, dachte ich mir es wäre cool, wenn ich den Zeitpunkt des Abschaltens in meinem Sketch selbst bestimmen könnte.

Das Auto bietet

  • 12v Dauerplus (batterie)
  • 12v Zündungsplus
  • Masse

Da ich bereits einen Buck-converter für 12v tu 5v 10A besitze, möchte ich diesen gerne wieder verwenden. Die MOSFETs würde ich von einem alten Motherboard nehmen.

Dazu habe ich mir folgende Schaltung überlegt:

delayed-switch_1.jpg

delayed-switch_2.jpg

Als Referenz für die Schaltung:

  • R3 und R4 sind pull-downs für die Gates der MOSFETs.
  • R5 soll beim abschalten unter Last (speziell die 3A vom Tablet) Spannungsspitzen durch die gate-entladung verhindern (Habe gelesen, dass dies bei <=5v am Gate sinnvoll sei).
  • Die verwendeten MOSFETs sind P3055LDG von einem alten Mainboard.
  • Die 5v Seite vom Buck-Converter geht an ein USB-Hub und an ein Tablet (der Ladeanschluss vom Tablet ist mit 3A angegeben)
  • Der Arduino hängt an besagtem USB-Hub.
  • J1 und J5 sind jeweils Schraubterminals.

Meine Idee ist, dass

  • sobald Zündungsplus an J1 anliegt, wird über Q1 der Kreis zum Buck Converter geschlossen.
  • Dann startet der Arduino und schaltet sofort einen Analog pin, an dem Q2 hängt.
  • Schaltet man nun die Zündung aus, dann öffnet zwar Q1, aber Q2 ist noch geschlossen und der Arduino läuft somit weiter.
  • Nach einer gewissen Zeit oder bei einem bestimmten Event am can-bus würde ich dann im Sketch den Analog-Pin abschalten.

Ich habe zwar schon einiges an Recherche betrieben, aber ich bin mir nicht sicher,

  • ob die Schaltung so funktioniert,
  • ob die Werte für die Widerstände so passen
  • ob die MOSFETs wirklich geeignet sind
  • ob ich vielleicht was vergessen oder übersehen habe (Kondensatoren, Dioden, Sicherheitsmaßnahmen …)
  • ob das überhaupt so klappt mit den zwei MOSFETs in der Konstellation.

Wenn es außerdem alternative (bessere/einfachere) Ideen gibt, die Funktionalität so zu realisieren, bin ich auch offen für euer Feedback. :slight_smile:

Ich freue mich auf eure Antworten.
Viele Grüße
Freddi

Bitte nicht - schalten. Du hast + durchgehend an der Schaltung. Wenn die Zündung aus ist, wird die Spannung am CAN-Bus auch sinken. Vermutlich auch irgendwo Richtung 0 also Minuspotential. Plötzlich liegt am Arduino wieder ein wenig Spannung an. Ob das reicht das der rennt ist fraglich, aber nicht ausgeschlossen.
Da würde ich eher sowas oder sowas ähnliches vorschlagen:

Versorgung.jpg

Gruß, Jürgen

Danke für den Tipp! Hab gar nicht an ungewünschte Spannungen/Stromflüsse gedacht.

Ich versuche mal deinen Schaltplan zu verstehen.

Hier mein (Anfänger-)Denkweg:

  • Das rechte symbol für K5 ist laut Wikipedia ein “Elektromechanischer Antrieb mit einer Wicklung”? :astonished: Ich denke mal das ist der Induktor eines Relais? Deshalb ist ws K5 auch zwei mal im Schaltplan (links der Schalter, rechts der induktor)?
  • Q2 ist ein NPN-transistor, der später die eigentliche Abschaltung übernimmt, da das Relais sich sonst endlos selber schaltet?
  • D8 ist eine Freilaufdiode und verhindert Spannungsspitzen am Induktor durch das öffnen von K5/Q2?
  • D9 wird wohl rückfluss verhindern, wenn Zündung aus aber Dauerplus an ist.

Vorgang wäre also:

  • Zündung gibt 12V an 1 vom Relais und zum wandler, der den arduino anschaltet. Der Arduino schaltet dann Q2, wodurch das Relais schließt.
  • Schaltet die Zündung ab, hält Dauerplus an 1 zusammen mit Q2 das relais geschlossen.
  • Schaltet Q2 ab, wird das relais wieder geöffnet.
    Das klingt doch soweit gut.

Noch ein paar Fragen dazu

  • Muss D8 eine Shottky sein? Oder reichen einfache Dioden die 12V oder mehr abkönnen?
  • Was für einen Transistor/Widerstand brauche ich hier?
  • Gibt es eventuell ein nicht-mechanisches Bauteil, was das Relais ersetzen kann?
    KFZ taugliche Relais scheinen teuer zu sein :frowning: (und ich mag das Klicken nicht)

Klicken ist akustisches Feedback

Da Relais versorgt ja nur die Arduino Elektronik, da kannst ja ein kleines leises nehmen, hat nichts mit Kfz zu tun.
Eine entsprechende Schutzbeschaltung gegen die Probleme im Kfz brauchst du ja eh.

So lange das Bauteil wartungsfrei ist, ist mir eigentlich wurst, ob es mechanisch, elektronisch oder mit Feenstaub schaltet. Ich denke aber schon, dass es einen unterschied macht ob KFZ oder nicht.

Stromtechnisch habe ich wenige Bedenken ... es hängt noch anderes Zeug am Spannungswandler (alles an der 5v Seite). Aber es wird wohl dort nicht über 5-6A gehen.

Aber ich hab so meine Zweifel ob die "normalen" relais im Auto zuverlässig geschlossen bleiben. Zumindest bei den Relais, die ich hier habe reicht schon ein sanftes klopfen. :confused:
Auch bin ich mir nicht sicher, ob diese Relais mit den Temperaturschwankungen und der Luftfeuchtigkeit so gut klar kommen.

Wenn es mit einem "normalen" 12v relais solche Probleme nicht gibt, dann soll es mir aber recht sein.