70mA leds aansturen met ESP32

Bij hogere frequenties en vermogens wordt er ook vaak nog een 33pF of zoiets parallel gezet om de boel 'rustig' te houden. Bijv. bij GSM module:

bfm schreef het min of meer al, maar: veel beter was het geweest om een voeding van bv 5V te nemen, dat met een kleine LDO terugregelen naar 3v3 voor de ESP32 en de 5V te gebruiken voor de LED's. Dat had je veel meer marge gehad en een beter gedefinieerd resultaat.

Voor de leds snap ik het, het probleem in mijn schema is dat elk component op 3.3v werkt en een 5v voeding aanzienlijk groter is dan mijn gekozen voeding.

Ik heb voor thuis een tijd geleden een pcb gemaakt met WS2812B leds die ook met een 3.3v voeding gevoed worden, en dat werkt al een jaar perfect. Is 5v dan zoveel beter in dit geval?

Maar 1 voedingsspanning is wel handiger. (5v zie je niet veel meer, meeste is 3.3/2.5/1.8v bij controllers)
Je kunt op 3.3v een drivertje gebruiken als de TPS61042/TPS61043. (kun je de leds in serie zetten)

Zo'n ESP32 board wordt toch gevoed uit de USB. Zo'n dev. board heeft een 3.3 regelaar en er zit ook een pen op met de 5V van de usb bus.

Of hebben we het over de losse module?

Ik vraag me af hoeveel je (extra) uit die 3.3 regelaar mag trekken. Ik heb nog nooit een datasheet van zo'n losse module bekeken.

Is 5V dan zoveel beter in dit geval?

Dat valt wel mee. Het enige 'probleem' is dat de serieweerstand op 3V3 nogal klein wordt, en dan krijg je meer variatie in de led-stroom bij veroudering van de LEDs en bij temperatuur variaties. Niks om je zorgen over te maken.

De losse module heeft geen 3.3V regulator, het dev.board heeft een SGM2212-3.3XKC3G (800mA) aan boord.
Met de ESP32 module die piek 355 mA trekt lijkt het mij dat een extra 70mA geen probleem zal vormen.

Het gaat idd om de losse (ESP32 WROVER) module.

Bedankt voor alle hulp

Ik heb van de week de printplaten ontvangen waar dit schema op verwerkt is maar het lijkt helaas niet te werken.

Nu zie ik dat ik de volgende Mosfet gebruikt heb: MMBF170LT1G

Is dit wel de juiste?
Ik probeer me in te lezen in Mosfets maar ik snap nog niet alle gegevens van de Mosfet.

Het moet dus via een gpio pin van de ESP32 aangestuurd worden (via 3.3V).
Kan dat met deze MMBF170LT1G?

En klopt het dat deze 500mA kan hebben continue, of is dat op een bepaalde andere waarde?

Is deze bv beter geschikt?
PMV16XN
https://nl.mouser.com/ProductDetail/Nexperia/PMV16XNR?qs=sGAEpiMZZMshy…

(Deze werd aangeraden op een forum en zou werken op 3.3V en kan 6.8A hebben als ik het goed heb)

[Bericht gewijzigd door bbuster op 16 november 2021 20:36:58 (37%)

De MMBF170LT1G is inderdaad een niet erg geschikt torretje hiervoor.

Hij heeft een gate threshold van 3V en een RDSon van 5R, dat is allemaal niet geweldig.

De PMV16XN is veel geschikter.

Bedankt voor de reactie,
Even als bevestiging. Klopt mijn schema dan?
Dit is hetzelfde idee als mijn initiële vraag maar in dit geval met meer leds (in totaal 11 leds die per led 30mA trekken).
Voor elke led zit een 18Ω weerstand om van de 3.3v, 2.7v te maken (dit heb ik via een labvoeding gemeten. Led limiteren op 30mA geeft 2.78v)

Dit kan ik via PWM aansturen via dit idee (met daaronder dus nog 9 extra leds)

Ik ga dit als printplaat bestellen en vind het zonde als ik 30x een printplaat laat maken en solderen en ik blijk het fout te hebben gedaan.

Nogmaals bedankt voor de hulp

[Bericht gewijzigd door bbuster op 16 november 2021 21:04:12 (14%)

Ja die is zeker geschikt en kan 8,6A hebben zelfs.

En als je denkt waarom kan deze zoveel hebben kijk dan naar de Rdson in de datasheet.

MMBFT170
N-channel
SOT23-3
60V
500mA
5Ω
225mW ???

PMV16XNR
N-channel
SOT-23-3
20V
8.6A
16mΩ en 20mΩ max
1.2W

De Rdson is de weerstand van de fet is deze volledig in geleiding is. Voor de bovenste is dat 5Ω Een stroom van 500mA door 5Ω geeft een vermogen van 0,5 x 0,5 x 5 = 1,25W

Voor de onderste is dat 16mΩ Een stroom van 8.6A door 16mΩ geeft een vermogen van 8.6 x 8.6 x 0.016 = 1,18W

De spec's die mouser opgeeft klopt niet helemaal en verder ook geen zin om dat uit te zoeken in de datasheet. Maar je ziet dus wel dat de bovenste echt een hele hoge weerstand heeft van 5Ω en daardoor al met een kleine stroom snel opwarmt. De bovenste is dan ook in Fet technologie al stokoud, en bejaard .

De tip die ik je dan wil geven is dat je voor FETS heel moeilijk is om de maximale waarde te halen omdat je daar vaak oneindig grote koeling voor nodig hebt.

[Bericht gewijzigd door benleentje op 16 november 2021 21:11:17 (18%)

Dat klopt zo, behalve dat je iedere led een eigen weerstand wilt geven.

@benleentje, bedankt voor de info, ik weet eerlijk gezegd niet eens hoe ik aan het eerste type mosfet ben gekomen.

De 2e kan zo (SOT23) wel die 330mA hebben zonder heatsink?

@sine, bedoel je per led als "behuizing", of per led "in" de behuizing?
Ik gebruik deze leds:
https://lcsc.com/product-detail/Light-Emitting-Diodes-LED_HONGLITRONIC…

en de warm witte zodat ik warm wit + koud wit kan mengen.

Elk ledje heeft intern 3 leds. In principe gebruikt dit led als totaal (dus de 3 inwendige gezamenlijk) maximaal 60mA, maar dit breng ik dus terug naar 30mA omdat dit voor mij fel genoeg is en minder stroom gebruikt.

Nu heb ik voor elke led behuizing (met de 3 ledjes erin) één weerstand ervoor (U25, U24 etc op de tekening)

Klopt dit dan niet?

PS: Ik lees dit nog waar iemand ook een 3.3v mosfet zoekt:

Just be careful to add a resistor from your gpio to the gate, so the current spikes when switching the mosfet are not too large. For the PMV16XNR I use 500 Ohm resistors before the gate so the spikes are 6mA and the maximum switching frequency is somewhere near 300 KHz.

Is dit iets wat ik ook moet / kan doen, heeft dit zin of klopt dit niet. En moet ik dan bij de weerstand nog ergens op letten, hoeveel V etc?

[Bericht gewijzigd door bbuster op 16 november 2021 21:16:27 (23%)

De 2e kan zo (SOT23) wel die 330mA hebben zonder heatsink?

Voor zover ik weet is er geen SOT23 heathsink het grootste deel van de koeling moet via zijn pootjes door de printplaat worden afgevoerd. En voor een heel klein deel door de behuizing zelf. Een heatsink op de behuizing zal ook weinig doen omdat het component gemaakt is om juist warmte via zijn pootjes af te voeren.

Ik gaf al eerder aan dat ik denk dat 225mW veilig is en dat je dan 3,3A continu kan schakelen.

Ik zie nu ook in de datasheet dat die 8,6A een piek is van 5S en dat continu 6,8A word opgegeven. En dan zou je op ca 0,9W uitkomen. Maar ook 0,9W haal je met voldoende koper onder de fet maar is wel realistisch. Voor 1,2W geven ze op dat je op je pcb 6cm² koper moet hebben aan je drain.

In de datasheet lees ik nu ook dat 510mW word opgeven voor een standaard printplaat met standaard footprint. (zonder extra koper)

Met 510mW kom je dan uit op ca 5A

Bedankt voor de reacties. Ik ga deze gebruiken en hopen dat alles werkt.

Ik vind 225mW wat veel voor een sot23. Ik vermenigvuldig dat met 200 en kom op 45 graden opwarming. Zou moeten gaan, maar als ik zomaar wat beters kan vinden dan zou ik dat doen. Maar als het moet, dan moet het. Merk dus op dat de fet nu 45 graden boven omgeving gaat komen. Dus bij 20 graden wordt ie 65. Daar kan je je vingers aan branden. Niet als je je vinger er op legt en houdt, dan helpt je vinger op tijd met het afvoeren van de warmte (vinger = max 1W ongeveer).

Die 1.2W max dissipatie voor de PMV16XNR geldt alleen als er minimaal 6cm² aan koeling (kopervlak) aan de drain hangt...
Ik gebruik zelf liever een SOT223 of SOT89 behuizing, die zijn beter te koelen...

Bij een stroom van 330mA (die 11 LEDs die 30mA per stuk gebruiken) gaat die FET dus maar 330mAx20mΩ=6600µW=6.6mW dissiperen.
Nou, daar gaat-ie wel bijna anderhalve graad warmer van worden!

Daar ga ík in elk geval niet van wakker liggen...

Oh, ik had het vermogen niet nagerekend.

20mOhm is prima tot 1A. Dat reken ik niet na. Dat doe ik zelf ook, dus ik heb onthouden dat het goed is.

Ik vind 225mW wat veel voor een sot23. Ik vermenigvuldig dat met 200 en kom op 45 graden opwarming.

Goede tip. Zou dat eigenlijk wel moeten weten maar is iets wat ik meestal vergeet na te rekenen. Dus ca 150mW vind ik dan een mooie grenswaarde om te onthouden, er iets overheen is niet direct een probleem maar wel een hint om naar een andere behuizing te gaan.

NB: Die ca 45 graden opwarming is dan wel als het component op zijn normale footprint staat, bij extra koper word dat wel lager.

Bij meer moet je gaan nadenken. En het voor het specifieke geval gaan doorrekenen. Als je verschillende datasheets bekijkt zal je ook vinden dat de opgegeven thermische weerstand niet altijd precies 200 graden per watt is. Maar wel altijd behoorlijk in die richting. Dus voor de snelle berekeningen hoef je niet het datasheet in te duiken.

Oeps. deze heeft fors meer.... Dus richtlijn: Als de opwarming meer dan een graad of 20 is volgens de nattevinger methode dan wordt het verstandig om even het specifieke geval door te rekenen inclusief het opzoeken van de thermische weerstand in het datasheet. (wat lager kan ook).