Mosfet aansturen met een txs0108e logic level converter?

Hoi, ik heb een werkende Speeduino ECU, een motorcomputer gebaseerd op een Arduino Mega. Ik wil deze ombouwen (om diverse nu niet belangrijke redenen) naar een STM32 brein. Dus van 5V signalen naar 3V3. Voor de ingaande analoge signalen lukt dat, over de uitgaande heb ik een vraag. Ik stuur een aantal STP62NS04Z (https://www.st.com/resource/en/datasheet/stp62ns04z.pdf) mosfets aan vanaf de Arduino Mega, via een 1k weerstand in-lijn en een 100k tussen signaal en aarde, conform origineel Speeduino 0.4.3 schema. En dat werkt, de Speeduino doet het al 3 jaar goed in mijn hobby auto. Nu moet ik die mosfet met 3V3 gaan aansturen en dat is te weinig volgens het data sheet.
Voor een ander projectje heb ik een TXS0108E (https://www.elecrow.com/download/txs0108e.pdf) gebruikt, logic level converter. Die mag max 50mA aan per pin, max 100mA per IC afgeven. In de schakeling loopt er wat mij betreft maar max 5V / 1k = 5mA door die 1k weerstand naar de mosfet. In de praktijk minder, door de weerstand van de mosfet. Het beetje dat door de 100k naar aarde lekt verwaarloos ik even.
Ergo, ik denk dat ik met één zo’n TXS0108E acht mosfets kan aansturen. En dat zou leuk zijn! Maar ik heb heel weinig verstand van electronica, dus check ik hier graag even of jullie het met dit idee eens zijn, of dat ik ergens iets over het hoofd gezien heb.

[EDIT] als deze niet 'voertuig' genoeg is hoor ik graag in welk subforum ik deze vraag kan plaatsen.[/EDIT]

Alvast bedankt voor jullie input,

Hugo

Die converter heeft toch een open drain, dus daar kun je gewoon via een pull-up weerstand 5V mee schakelen.
Voor de Mosfets zou ik logic typen nemen.
Naar mijn mening vindt ik het wat onzinnig om van 3,3V weer terug te gaan naar 5V, terwijl 5V gewoon beschikbaar is.

"tijd" is een interpretatie van een bepaald moment op een bepaalde schaal. Het begin van tijd is ontstaan na het begin van het universum. Buiten het universum bestaat er geen tijd, het is slechts een dimensie.

Het ding is sowieso niet geschikt als mosfet driver (ook niet eentje), die kan maar een paar honderd µA leveren...
't Is ook geen logic-level mosfet, dus aansturen met 'maar' 5v is ook niet echt wenselijk...

[Bericht gewijzigd door Arco op 24 november 2022 15:09:00 (28%)

Arco - "Simplicity is a prerequisite for reliability" - hard-, firm-, en software ontwikkeling: www.arcovox.com

Hoi Martin,

dank voor je antwoord. Ik snap het alleen niet. Zal zeker aan mij liggen ;)

De mosfet wil ik niet wijzigen, tenzij er een identieke is met lagere gate threshold. Deze specifieke mosfet heeft zich bewezen als aansturing van de benzine injectoren (die geen flyback diode mogen hebben) met zijn double clamps.

Het signaal uit de STM32 is 3V3. Dat signaal is niet als 5V al aanwezig. De mosfet schakelt een 12V (of 14,5V) gebruiker aan aarde om te activeren. Daarom begrijp ik niet wat je bedoeld. Plaatje van de originele schakeling (2 stuks):

Die CPU signalen komen rechtstreeks van de Arduino Mega pinnen in de huidige set-up.
0V signaal, mosfet dicht, injector dicht.
5V signaal, mosfet open, injector open.

Hugo

Ik snap dat je zegt dat het al tijden werkt, maar ik ben het met Arco eens: Deze mosfet moet je eigenlijk niet op 5V willen gebruiken.

In een auto heb je toch 12V. Dus zet er een mosfet drivertje tussen.

Ga je een "development board" gebruiken of ontwerp je een print? Indien dat laatste... Dan is het makkelijk om even een drivertje (ipv dat 5V ding) te installeren.

Ik vind wel: Je moet de driver van "gezeik" op de 12V voedingsrails beschermen. Ik gebruik een dikke TVS en een LDO die meestal in dropout van 12V iets-minder-dan-12V staat te maken.

Anderzijds, als je een 1k weerstand in serie met de gate zet, dan is het kennelijk niet de bedoeling dat het snel schakelt of zo. "Zo van als ie morgen aangaat is het ook goed".

De hamvraag is een beetje: Hoeveel stroom gebruikt dat benzineding wat je er mee schakelt ?

[Bericht gewijzigd door rew op 24 november 2022 15:21:34 (20%)

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/

Hoi Arco,

onze berichten kruisten, ik zie jouw bericht nu pas. In de datasheet van de converter (eentje op een breakout board van digispark, maar toch) staat 50mA per uitgang, 100mA totaal voor het IC. Waar vind ik in de datasheet de door jou genoemde paar honderd µA?

De mosfet is in ieder geval met 5V goed aan te sturen, het werkt al jaren bij vele Speeduino gebruikers en bij mij. 6k kilometer mee gereden sinds de conversie naar Speeduino, zonder problemen (althans, zonder problemen met de Speeduino hardware).

Alle uitleg is welkom,

Hugo

Hoi rew,

terwijl ik het ene beantwoord komt de volgende reactie al binnen, ik ben wat traag kennelijk. Heb je daar een voorbeeld schemaatje van? Ik heb trouwens twee 12V bronnen, de vuile (injectors, IAC, Boostvalve, etc) houd ik apart van de 12V die het computertje voedt.

Het plan is een PCB te laten maken bij JLC. Mijn huidige set-up is al te vaak uitgebreid met losse zwevende componenten en draden, nu is het tijd voor een nieuwe schone set-up.

De injector trekt ongeveer 4A, maar piekt op 8 als je de boel inschakelt.

Hugo

Wat mij doet zeggen dat je het niet moet willen met die mosfet is Fig 4 in het datasheet. Het is de onderste lijn: 5V. Je ziet dat je een vlak stuk krijgt onder de 20A. Nu zal je geen 20A nodig hebben want anders had het niet gewerkt, maar die lage RSDON kan je op je buik schrijven als ie zo'n plateau heeft wat "binnen beeld" zit.

Nu heeft dit ding dat zelfs nog met 10V, maar dan zit je in de 100+ amperes. Denk aan een "max 0.5V" voor over een mosfet dan zit je rond de 50A voor dit ding. Dus daar wil je die lijn boven hebben liggen.

Ik heb de LM5109 veel gebruikt. Doet wat het moet doen. Zoek even naar het datasheet en dan heb je een voorbeeld schema.

De "two lowside drivers" versies zullen iets goedkoper zijn, maar vaak kan je de highside ook gewoon als lowside gebruiken als je even niets anders hebt. (en een zakje van die half-bridge-drivers op voorraad hebben betaalt zichzelf uit: Dan kan je nog een keer een halve of hele H-brug bouwen. ) .

[Bericht gewijzigd door rew op 24 november 2022 15:31:52 (28%)

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/

Nee,

In de datasheet staat 'clamping current' = 50mA (da's de stroom waarop de clamping diodes gaan hemelen)...
Staat ook bij 'Absolute Maximum Ratings', die waardes moet je normaal gesproken nooit gebruiken. Output is veel lager:

Voor stabiele spanning kun je een MIC29152 o.i.d. gebruiken en die dan op 10v zetten. (die is voor automotive)
(is ruim voldoende; 12 volt haal je niet tijdens starten in zeer koud weer)

[Bericht gewijzigd door Arco op 24 november 2022 15:34:23 (12%)

Arco - "Simplicity is a prerequisite for reliability" - hard-, firm-, en software ontwikkeling: www.arcovox.com

Dat de radio even uitvalt tijdens het starten is niet zo'n probleem, maar dat de injectie het effe niet doet is ... vervelend. :-)

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/

Eerst starten en dan pas brandstof werkt meestal niet zo goed... :)

Arco - "Simplicity is a prerequisite for reliability" - hard-, firm-, en software ontwikkeling: www.arcovox.com

Vanavond verder, ik had niet zoveel input / enthousiasme verwacht. Wel fijn! Ik heb al een 5V en een 3V3 buck converter op mijn pCB-tje bedacht (opsteekmodules), daar kan ook nog wel een 9V bij als dat handig is om een mosfet mee te driven. Back to the drawing board.

Een kreng als de LM5109 heeft "UVLO" under voltage lock out.

Als je een fet hebt die zeg minimaal 7 volt nodig heeft om goed te functioneren, wil je niet dat ie aangestuurd wordt als er toevallig een dipje is naar 5V. Want dan stook je de mosfet op.

Dus onder... bij de LM5109 dacht ik 8V nominaal weigert hij om je signaal naar de mosfet door te geven. Dus 9V vind ik te weinig marge om happy mee te zijn. Ik zou toch echt op 10+ proberen te mikken.

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/

Ik vind het eng om een voltage hiervoor vast te leggen, bij het starten duikt de spanning soms wel onder de 10V. Ik heb al een grotere accu dan standaard (krachtiger) maar het neemt nou eenmaal veel om de motor aan te slingeren. Goede compressie...

Ik heb wel al googlend een voorbeeldproject gevonden, een achtcilinder Speeduino-achtige met STM32 chip als basis. Deze heer toont ook filmpjes van het ding in actie, ik denk dus dat het werkt. Zijn set-up is als volgt (teruggebracht naar 4 cilinders):

Met daarin deze twee hoofdrolspelers:
https://www.ti.com/lit/ds/symlink/sn74lvth541.pdf
https://datasheet.lcsc.com/szlcsc/HY3403D_C133397.pdf

Als jullie geen zwaarwegende bezwaren zien ga ik deze route nemen. Beter goed gejat dan slecht bedacht, zeker aangezien ik er nog niet alles van snap. Het datasheet van de HY3403 heeft in ieder geval mooiere 'figuur 5 Output characteristics' dan de stp62 waar ik mee begon. Ik leer wel, maar niet zo snel...

Dank voor input,

Hugo