Arduino schakelt MOSFET of transistor

Beste gebruikers,

Ik heb een vraag met betrekking tot MOSFETS.
Voor mijn project wil ik met een Arduino een kastje maken die functies heeft als een 12V claxon besturen of knipperlichten die zullen knipperen of vervagen.
Mijn idee was om een N-channel logic MOSFET te gebruiken, die kan worden geschakeld door de Arduino zelf.
Ik zag echter dat sommige mensen de Arduino een transistor laten schakelen die op zijn beurt een MOSFET schakelt.
Zoals hier:
http://www.flat-twin-bmw.com/t30012-construire-une-centrale-...motogadget
Of hier:
http://www.customfighters.com/forums/showthread.php?t=131001

Weten jullie of dit echt nodig is, of dat het voldoende is om de Arduino gelijk de MOSFET te laten schakelen?

Sincerely, Jelle
Jochem

Golden Member

Ik zou ook gewoon een logic-level N-mosfet pakken en die hooguit met een klein serieweerstandje aan de gate direct aan de Arduino z'n uitgang hangen. Een pull-down kan verder nog om te zorgen dat de gate niet zweeft als de Arduino zijn uitgang nog niet is geconfigureerd.

De eerste link kan ik geen schema in vinden.

De tweede link bevat een schema met een dusdanig lage resolutie dat ik al niet meer kan ontcijferen welke tor er aan welke mosfet vastzit.

Ik kan verder even geen reden bedenken om het zo te doen, tenzij je een FET hebt die een dusdanige gate-spanning nodig heeft dat je dat met je Arduino niet redt.

Kun je anders misschien gewoon even een schema'tje posten van precies de constructie die je hebt gevonden?
Heb geduld: alle dingen zijn moeilijk voordat ze gemakkelijk worden.
benleentje

Golden Member

Als je een goed logic level mosfet hebt dat is een extra transistor meestal niet nodig.

Een mosfet heeft spanning nodig om te schakelen hoe hoger de spanning hoe beter die schakelt en hoe meer stroom die kan geleiden met een max van 18V. De meeste mosfet werken het beste met 12V.
Nu heb je speciale mosfets die al met een lagere spanning schakelen. Echter dan schakelen ze maar een beetje. Dus als je een logic level mosfet vind die bij 5V ver genoeg open staat om even als voorbeeld 5A door te laten dan kan je daar makkelijk tot 3A mee schakelen. Moet je echter 10A schakelen dan is een extra transistor of een gate driver chip nodig.

Wil je dan heel snel kunnen schakelen met PWM dan kan dat goed tot ca 2A met bovenstaande voorbeeld. En moet je meer dan heb je eigenlijk altijd een gate driver nodig.
DE IRL540 is een oudje maar wel een goede voor op 5V. Deze kan met 5V al max 28A schakelen als je hem op 25°C houd.
Jochem

Golden Member

Juist bij logic level MOSFETs zijn de specs bij een Vgs van (meestal) 4.5V gewoon terug te vinden en hoef je zelf niet te gaan denken over de-rating.
Heb geduld: alle dingen zijn moeilijk voordat ze gemakkelijk worden.
Bedankt voor de reacties alvast.
Ik denk dat een 12V lampje of een toeter niet snel veel meer dan 1/1.5 A nodig zal hebben, dus ik zit zo te neigen geen extra transistor te gebruiken.
De foto's van de twee sites:
Bedankt voor de reacties alvast.
Ik denk dat een 12V lampje of een toeter niet snel veel meer dan 1/1.5 A nodig zal hebben, dus ik zit zo te neigen geen extra transistor te gebruiken.
De foto's van de twee sites:
Als je iets wilt schakelen dat met de negatieve voeding aan massa moet liggen, dan heb je weinig keus: cpu stuurt NPN-tor of N-channel (MOS)FET, deze stuurt dan een P-channel(MOS)FET in de positieve voedingslijn.

Simpeler - maar het moet kunnen - is om de last (lamp, motor, relais, ...) recht aan de positieve voeding te hangen, en naar massa te schakelen met een N-channel FET die dan rechtstreeks door de cpu kan aangestuurd worden. Nuja, rechtstreeks, wel een weerstandje van processor naar gate.

En nav. bovenstaande: denk er aan dat een lampje in koude toestand een veel kleinere weerstand heeft en dus veeel meer stroom trekt dan nominaal. Ruim overdimensioneren is de boodschap!
hoe beter de vraag geschreven, zoveel te meer kans op goed antwoord
Duidelijk.
Dus de N-channel schakelt over de massa terwijl de P-channel over de uitgang schakelt.
Heb ik dus wel uiteindelijk een P-channel (MOS)FET nodig om mijn electronica te schakelen.
Is het aangeraden om de P-channel met een transistor te schakelen of met een logic N-channel (MOS)FET?
benleentje

Golden Member

Heb ik dus wel uiteindelijk een P-channel (MOS)FET nodig om mijn electronica te schakelen.
Waarom ? Gewoon de plus van de 12V voeding direct aan de lamp. Of er moet een speciale reden zijn dat het echt niet kan.
Op 12 februari 2018 16:33:31 schreef benleentje:
[...]Waarom ? Gewoon de plus van de 12V voeding direct aan de lamp. Of er moet een speciale reden zijn dat het echt niet kan.

Mijn idee is om een central kastje te maken zoals een Motogadget M-unit.
Tuurlijk lukt het om de lamp direct aan de 12V te schakelen, maar dan zul je een stroomdraadje heen en een masssadraadje terug moeten hebben. Anders heb je alleen een stroomdraadje heen nodig en kan je over het frame aarden. Het idee van het central kastje is naast programmeerbaarheid ook eenvoud kwa draden.
benleentje

Golden Member

Een Arduino is heel slecht afgeschermd tegen storingen. Om dan zomaar stroom via een een frame terug te laten vloeien kan wel eens tot ongewenste verassingen leiden. Ik zou je hiervoor een relais adviseren dan heb je een scheiding tussen de uitgang en de sturing via de Arduino.
Anders zal je toch echt een goede retour stroompad moeten hebben met afgeschermde kabels en goed ontkoppelen zodat je geen stoor signalen binnen krijgt via de draden op de Arduino.
Wat zou er kunnen storen? Bedoel je dat als er stroom over het frame gaat dat de Arduino hierdoor zonder directe verbinding gestoord kan worden?
Of kan de Arduino gestoord worden doordat er stroom terug vloeit in de uitgangen van de Arduino die naar de transistor leiden? De Arduino kan namelijk deze uitgangen als pure stroomuitgangen zien, dus hij zal hier niks aan aflezen.
Hier in de comments van die tweede:

"Wondering why you biased the FETs for 1/2 VDS. You may not get full current that way, the FET will be dropping a few volts."

Good point, prior to the next revision I'll check the range of voltage at the MOSFET gates to see where I'm at.



Ook geen blusdiodes, volgens mij is het een heel handige biker die ergens heeft gehoord dat je een relais kan vervangen door een MOSFET en zo z'n schema heeft uitgebouwd. Hij zegt ook al dat z'n uitgangen heel kort aktief worden bij aanzetten dus de niet geconfigureerde poorten vangt hij ook niet af ook op meer toeren gaat het niet helemaal goed geloof ik..

De IRF9530 heeft een Vgs ON van -9 dus met die spanningsdeler (twee keer 1k) werkt hij met -6 (-7?)... Knap dat het überhaupt werkt :)
Op 12 februari 2018 17:12:48 schreef JelleB:
... De Arduino kan namelijk deze uitgangen als pure stroomuitgangen zien, dus hij zal hier niks aan aflezen.


Het blijft gewoon een circuit en als je 8 uitgangen hebt die 20 volt op en neer dansen door ontsteking of dynamo dan kan er wel eens een negende uitgang zeggen "Mjaaa ik denk wel dat ik een reset/brown-out signaaltje waarneem -plop-".

Ik heb zelf weinig praktijkervaring met die soort elektronica. Ik denk dat je met ruime marges en goede ontstoring een heel eind komt. Zoek dus fets die goed schakelen bij 5V, blusdiodes gebruiken, mechanische zaken zoals een startmotor or claxon zou ik liever nog even via een relais laten lopen. Een los relais is snel vervangen, als een mooie print waar je dagen aan hebt gewerkt in rook opgaat ben je minder blij. Ook de 'ignition' schakelen via een mosfet vind ik wat ver gezocht, je gebruikt het misschien 10 keer per dag, 10.000 dagen voordat een relais ook maar een klein beetje moe wordt, maar veel robuuster, geen koeling nodig en makkelijker te vervangen en af te zekeren.
(Wat voor zekering zet je op een matig gekoelde mosfet?)
benleentje

Golden Member

Wat zou er kunnen storen?
De omgeving. Elk draadje dat je aansluit is een antenne. Hoe langer de draad hoe meer stoorsignaal deze antenne oppikt.
De storing die opgepikt kan worden zijn oa tl buizen, zenders en andere apparatuur.
Het ene apparaat is daar gevoeliger voor dan het andere, helaas is een Arduin- er vrij gevoelig voor. Door stromen bij elkaar te houden en gebruik van afgeschermde kabel of twisted pair bekabeling kan je een hoop ergernis voorkomen.

Het kan best dat alles erg meevalt en of dat je helemaal er geen last ervan hebt en dan heb je geluk :).
Apparatuur die je noemt in 1 van je post is hier speciaal voor gebouwd, wat je zelf maakt is dan gewoon uit proberen wat wel en niet werkt. Dus als je schakeling op je bureau goed werkt en met langere draden niet meer raak dan niet gelijk in paniek en bekijk rustig wat wel en niet werkt. Soms moet je dan weer een paar stappen terug en dan weer verder gaan.
Het ene apparaat is daar gevoeliger voor dan het andere, helaas is een Arduin- er vrij gevoelig voor. Door stromen bij elkaar te houden en gebruik van afgeschermde kabel of twisted pair bekabeling kan je een hoop ergernis voorkomen.


Een arduino is helemaal geen apparaat. Het is een losse cpu op een plankje geplakt. Er is geen enkele vorm van ontstoring of buffering of beveiliging toegepast.

Bij elk fatsoenlijk apparaat waarin een cpu zit, zitten dit soort van beveiligen. Apparaten waar dit te weinig of niet in zit zijn erg goedkoop en liggen na korte tijd in de vuilbak. In het geval van een duur apparaat komt dat wel een bij radar op tv ofzo nadat er 100000 benadeelde mensen hebben geklaagd.

De storingen die kunnen optreden in je arduino zijn het vastlopen van je programma en het willekeurig aan en uitgaan van je uitgangen enz. Stuur je je gasklep en de rem van je brommer elektronisch dan gaat die dus zomaar zonder reden volgas geven of je remmen blokkeren ineens.

In de professionele wereld wordt met dit probleem zeer serieus rekening gehouden. Het is wat slordig als een elektromotor van 4 Megawatt in de puin loopt doordat er per ongeluk een bitje in de drive omvalt.

Het zelfde kun je hebben in bijvoorbeeld de stuurunits in een auto. In de ECU van je ABS moet op een cruciaal moment ook geen bitje omvallen van bijvoorbeeld de rem op je linker voorwiel als je met hoge snelheid op de weg zit. Een blokkerende of juist niet blokkerende rem kan dan best wel eens lastig zijn.

Dit soort van dingen is ook de reden dat mensen in een vliegtuig hun telefoon en andere zendende draadloze apparatuur moeten uitschakelen. Elk radio signaal heeft de potentie om een bitje in willekeurige in de buurt zittende cpu om te gooien.

Mensen die geen studie van emc problemen en oplossingen daarvoor gedaan hebben moeten dit soort van dingen eigenlijk niet gaan maken. Je gaat ook geen kogelvis eten bij een kok die niet weet hoe je zo'n vis klaar moet maken. Dan eet je daar namelijk maar 1 keer. De laatste keer.

Ik zie ook en dat is al gezegd dat elementaire dingen als blusdiodes worden vergeten. Ook hier ontbreekt elementaire kennis. Ook de kennis over de werking van Fets en transistoren ontbreekt hier. Probeer je eerst in te lezen over deze dingen en bedenk dan een schema. En neem geen schema van youtube of een andere internetbron maar bedenk het zelf. Dan kan je hier verteld worden wat er eventueel verkeerd is. Dat is leerzaam en betrouwbaarder dan youtube. In youtube vertellen ze helft niet en laten ze alleen hetgeen dat (per ongeluk) werkt zien en niet de uitgebrande wrakstukken en ook niet of het na drie dagen is opgerookt.

Helaas is elektronica een vak waar enige studie voor vereist is. En niet het makkelijkste vak. Al lijkt alles heel simpel op youtube? Het is niet simpel.
Ik heb twee ontwerpen gevonden die dan zouden moeten werken.
Naar mijn idee doen beide ontwerpen hetzelfde, alleen heeft het ene ontwerp een zener diode toegevoegd. In beide ontwerpen zou ik dan zoals aangeraden een blusdiode over de MOSFET plaatsen van de Drain naar de Source.
Is een zener diode nodig als ik 12V ga schakelen? Er zijn toch wel P-MOSFETS te koop die dit aan kunnen?De waarden van de weerstanden kloppen niet allemaal, die zouden dan natuurlijk wel opnieuw moeten worden berekend.
Lambiek

Special Member

Of je gebruikt een VN540-E, die schakelt gewoon in de plus.
http://www.google.nl/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&am...RVKt4aB--h
Gewoon één componentje en een paar weerstanden en klaar.

https://nl.rs-online.com/web/c/?sra=oss&r=t&searchTerm=VN540-E
Als je haar maar goed zit, GROETEN LAMBIEK.
Op 5 maart 2018 15:53:35 schreef JelleB:
Ik heb twee ontwerpen gevonden die dan zouden moeten werken.
Naar mijn idee doen beide ontwerpen hetzelfde, alleen heeft het ene ontwerp een zener diode toegevoegd.
De meeste mosfets kunnen +/- 20V op de gate hebben. Zet je daar 24V op (zoals in de getekende 24V voeding van het tweede schema), dan gaat ie stuk. Dan MOET je iets verzinnen. Een weerstandsdeler als je op de voedingsspanning kan vertrouwen. Dat kan.

Als je een inductieve last zo gaat aansturen, kan je de diode beter over de last zetten.

Oh, wacht. LET OP: Zoals jij het van plan was werkt die diode helemaal niet.

Als er stroom door je inductieve last wordt en de P-fet zegt: "Uit", dan zegt de last: "Nietus! stroom blijft lopen!". De spanning op het knooppunt tussen de fet en de last zal 11V worden. Pfet zegt geen stroom, Pfet wint. Spanning wordt 2V (12V - 10V, nog steeds wint de fet. Spanning wordt -80V en dan zal de P-fet zich gewonnen geven en TOCH stroom laten lopen. Of ie daartegen kan is de vraag. De diode moet tussen GND en de last zodat ie gaat geleiden als die node onder nul komt. Zo is de spanning over de fet beperkt tot voeding + 0.6V.
four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/
Dit zal mijn ontwerp worden, die ik uiteindelijk op op een PCB wil plaatsen.
Zou dit een goed ontwerp zijn?
Ik heb geen blusdiodes gebruikt, aangezien het enige dat van stroom moet worden voorzien is een toeter en LEDs.
Lambiek

Special Member

Een toeter kan inductief zijn natuurlijk, en wat kosten een paar diodes nu uiteindelijk. Ik zou ze erbij zetten.
Als je haar maar goed zit, GROETEN LAMBIEK.
Hensz

Golden Member

Volgens mij is een claxon een inductieve last, wel blusdiodes nodig dus.
Don't Panic!
Het gaat niet om de kosten van de diodes, maar om de plaatsing ervan.
De toeter zal net als de LEDs ver van de arduino af zitten, dus niet op de PCB.
De toeter hangt onder mijn frame, dus het is lastig hier een diode bij te plaatsen.
Lambiek

Special Member

Het gaat niet om je Arduino, maar om je mosfet. Als je inductieve lasten moet schakelen hoort daar een vrijloop diode bij. En hoe lang gaan de draden naar de ingangen worden, ook in verband met storing op de ingangen?
Als je haar maar goed zit, GROETEN LAMBIEK.
Kan de blusdiode wel gewoon over de MOSFET dan?
Ik had eerder al gevraagd of het kon, maar het werd me toen afgeraden omdat hij over de last zou moeten.