Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Problem mit LED Leiste über Mosfet an Wemos D1 Mini

Hallo Helmut,
Ich bin leider Anfänger und habe keine Ahnung wie man einen technischen 
Schaltplan mit den richtigen Symbolen erstellt. Ich habe daher eine 
Zeichnung angefertigt wie ich das ganze auf dem Breadboard aufgebaut 
habe. Mehr kann ich leider nicht bieten.
Gruß Stefan

Stefan schrieb:
> Ich bin leider Anfänger und habe keine Ahnung wie man einen technischen
> Schaltplan mit den richtigen Symbolen erstellt.

Falls du einen Internetanschluss besitzt, könntest du dort gucken. Es 
gibt alleine hier im Forum tausende von Schaltplänen. Lernen, lernen, 
lernen

Ev. mal mit der Masse vom 24V Netzteil direkt zum FET gehen. Ev. ist die 
auf dem 24V->5V Wandler gar nicht verbunden oder die Verbindung zu 
hochohmig.
Generell dürfte es auch eine eher schlechte Idee sein den Strom für die 
Led-Leiste über dünne Litzen durchs Breadboard zu jagen...

Helmut -. schrieb:
> Dann schaue doch mal auf den "Schaltplan"-Reiter im Fritzing was
> da
> herauskommt! Eingänge links, Ausgänge rechts, Masse unten und Versorgung
> oben als Tipps.

Hier dann noch der Versuch eines Schaltplan...

Gruß Stefan

zagge schrieb:
> Ev. mal mit der Masse vom 24V Netzteil direkt zum FET gehen. Ev.
> ist die
> auf dem 24V->5V Wandler gar nicht verbunden oder die Verbindung zu
> hochohmig.

Die Masse geht durch, das habe ich durchgemessen. Auch wenn ich direkt 
die Masse vom Netzteil nehme ist das Verhalten gleich.

> Generell dürfte es auch eine eher schlechte Idee sein den Strom für die
> Led-Leiste über dünne Litzen durchs Breadboard zu jagen...

Da ist definitiv was dran. Aber ich dachte die 0,4A die hier fließen 
sollte das Breadbord noch abkönnen. Habe es jetzt mal schnell 
provisorisch mit dickeren Kabeln gelötet, macht aber auch keinen 
Unterschied

Gruß Stefan

Jörg R. schrieb:
> Stefan schrieb:
>> Ist der Mosfet für mein Vorhaben nicht geeignet..
>
> Doch, der ist geeignet.

Naja, eigentlich nicht für die 3V Ansteuerung durch den ESP8266. Aber 
bei dem mäßigen Strom der LEDs wird es schon noch gehen.

H. H. schrieb:
> Naja, eigentlich nicht für die 3V Ansteuerung durch den ESP8266. Aber
> bei dem mäßigen Strom der LEDs wird es schon noch gehen.

Sorry das ich hier nachfragen muß, aber ich bin noch blutiger Anfänger. 
Ich dachte für die Ansteuerung des FET ist die "Gate Threshold Voltage" 
entscheidend. Die liegt beim IRLB8721PBF laut Datenblatt bei 1,35V - 
2,35V. Sollte das mit den 3V des ESP8266 nicht eigentlich passen? Oder 
wonach muss ich bei den Daten schauen?

Jörg R. schrieb:
> Dann bin ich wieder einmal beim IRF3708.

Beim IRF3708 liegt die "Gate Threshold Voltage" bei 0,6V - 2,0V. Warum 
passt das dann besser?

H. H. schrieb:
> Aber
> bei dem mäßigen Strom der LEDs wird es schon noch gehen.

Der Aufbau mit dem LED-Streifen ist aktuell nur ein Testaufbau. Für das 
fertige Projekt sollen dann 7 dieser Streifen hintereinander geschaltet 
werden. Das sind dann 63 Watt, und somit fließen dann 2,6A. Hatte ich 
vergessen zu erwähnen, sorry.

Gruß Stefan

Stefan schrieb:
> Ich dachte für die Ansteuerung des FET ist die "Gate Threshold Voltage"
> entscheidend. Die liegt beim IRLB8721PBF laut Datenblatt bei 1,35V -
> 2,35V.

Direkt in der gleichen Zeile im Datenblatt steht, dass V_GS(th) für 
I_D=25µA gilt. Damit werden deine LEDs nicht zufrieden sein ;-)

Hallo zusammen,

Erst mal vielen herzlichen Dank für die vielen Tipps. Ich werde es dann 
mal mit einem anderen Mosfet versuchen. Ich könnte von einem Bekannten 5 
x IRLZ44N bekommen. Würde der denn auch gehen?

Gruß Stefan

Stefan schrieb:
> Was mache ich falsch?

Erstens ist der MOSFET für 4,5V spezifiziert, nicht 3V. A deinem ESP 
wird er nur mit Glück funktionieren. Lies dazu 
http://stefanfrings.de/mikrocontroller_buch/Einstieg%20in%20die%20Elektronik%20mit%20Mikrocontrollern%20-%20Band%202.pdfKapitel 
2.2.2

Zweitens: Wenn er mit Gate an GND trotzdem noch Strom fließen lässt, ist 
er kaputt.

Dittens: Die PWM wird bei deinem Wemos Modul per Software erzeugt, 
welche immer wieder für die Aufrecht-Erhaltung der WLAN Verbindung 
unterbrochen wird. Daher wird die LED immer ein bisschen flackern.

Nimm für die Erzeugung der PWM ein separates IC, zum Beispiel einen 
PCA9685.

zagge schrieb:
> Generell dürfte es auch eine eher schlechte Idee sein den Strom für die
> Led-Leiste über dünne Litzen durchs Breadboard zu jagen...

Das wäre mein vierter Punkt gewesen. Schon die Versorgung des ESP Moduls 
über Steckbrett ist problematisch, die LED Leiste erst recht.

Stefan schrieb:
> Die Masse geht durch, das habe ich durchgemessen.

Ja, aber die Kontakte vom Steckbrett (und auch die handelsüblichen 
Dupont Kabel) haben beträchtliche Übergangswiderstände. Fa fällt 
Spannung ab. Von deinen 3,3V Signalen bleibt deswegen nicht mehr viel 
übrig. Das kannst du auf einem Oszilloskop sehen.

> Aber ich dachte die 0,4A die hier fließen
> sollte das Breadbord noch abkönnen.

Es geht nicht darum, wie viel das Breadboard verträgt, ohne abzufackeln.

Stefan schrieb:
> Der Aufbau mit dem LED-Streifen ist aktuell nur ein Testaufbau. Für das
> fertige Projekt sollen dann 7 dieser Streifen hintereinander geschaltet
> werden.

Das wäre dann schon der nächste grobe Fehler. Denn dann fällt an den 
langen dünnen Leiterbahnen der LED Streifen signifikant Spannung ab. Zum 
Ende hin werden die LEDs immer dunkler.

Normalerweise machen die Hersteller der LED Streifen Angaben, wie lang 
man sie maximal verketten soll. Meine Tochter hat einen weißen Streifen 
installiert, wo maximal 3 Meter empfohlen wurden. Die hat sie im um 
einen Spiegel herum geklebt. Trotz Einhaltung der 3 Meter sah schon 
Kacke aus, da sie den Helligkeitsunterschied zwischen Anfang und Ende 
nun direkt nebeneinander liegen hatte. Ich habe ihr natürlich geholfen, 
das nachzubessern.

Stefan schrieb:
> Ich könnte von einem Bekannten 5
> x IRLZ44N bekommen. Würde der denn auch gehen?

Ist auch nicht für 3V tauglich.

Stefan ⛄ F. schrieb:
> Das wäre dann schon der nächste grobe Fehler. Denn dann fällt an den
> langen dünnen Leiterbahnen der LED Streifen signifikant Spannung ab. Zum
> Ende hin werden die LEDs immer dunkler.

Die 7 LED Leisten sind ja nur jeweils 30 cm lang, sind als U-Form 
angeordnet, und ich habe an beiden Enden eine Spannungsversorgung. Das 
habe ich schon getestet, da war kein Helligkeitsunterschied zu sehen.

Trotzdem danke für den Hinweis.

H. H. schrieb:
> Ist auch nicht für 3V tauglich.

Ok, ich habe jetzt 3 x den IRF3708 bestellt. Hoffe der kommt noch vor 
dem Feiertag an. Ich werde dann berichten ob es funktioniert hat. Vielen 
Dank für eure Hilfe.

Gruß Stefan

Gerald B. schrieb:
> Warum muß man mit aller Gewalt jedes Problem mit einem MOSFET erschagen
> wollen?

Man muss nicht, aber es kann durchaus Sinn machen.

> Ein npn Transistor, bzw. eine Kombi aus einem npn und einem
> MOSFET der dann mit einer höheren Gatespannung angesteuert wird.

Man kann für jeden Kinderkram eine beliebig aufwendige Lösung erfinden.

> In diesem Fall würde ich einem BC337, oder was ähnliches nehmen.
> ...
> Die schlechteste Stromverstärkungsgruppe hat minimal hfe 160, also muß
> man mindestes ein 160el des gewünschten Ausgangsstromes als Basisstrom
> fließen lassen.

Du hast den Schaltbetrieb nicht verstanden, der ist erheblich weit weg 
von Deinen 160.

Vielleicht kann hier jemand helfen und uns einen der vielen Threads 
verlinken, wo das erklärt wurde. Da Du erst 9 Jahre im Forum bist, 
kannst Du diese Grundlagen ja noch nicht gelesen haben.

Stefan schrieb:
> Ok, ich habe jetzt 3 x den IRF3708 bestellt.

Lasse Dich nicht irritieren und bleibe bei Deiner Schaltung mit einem 
FET.

Gerald B. schrieb:
> Die schlechteste Stromverstärkungsgruppe hat minimal hfe 160, also muß
> man mindestes ein 160el des gewünschten Ausgangsstromes als Basisstrom
> fließen lassen.

Das gilt aber nur für wenige mA, nicht für 100mA und schon gar nicht für 
800mA.

Manfred schrieb:
> Vielleicht kann hier jemand helfen und uns einen der vielen Threads
> verlinken, wo das erklärt wurde.
http://stefanfrings.de/mikrocontroller_buch/Einstieg%20in%20die%20Elektronik%20mit%20Mikrocontrollern%20-%20Band%202.pdf
Kapitel 2.2

Für die vom TO genannten 2,6A reicht der BC337 aber ohnehin nicht.

Hallo zusammen,

Die IRF3708 Mosfets sind heute angekommen, und ich habe diese in meine 
Schaltung eingebaut.

Der Mosfet schaltet jetzt durch und die Helligkeit lässt sich auch über 
PWM verändern. ABER: Wenn ich den Ausgang des Wemos D1 Mini auf Maximum 
setzte, dann erreicht die LED Leiste nur ca. 10% ihrer maximalen 
Helligkeit.

Hier das Testprogramm welches ich zuerst verwendet habe:

void setup() {
  analogWriteRange(1023);
}

void loop() {
    for(int i=0; i<1023; i++){
    analogWrite(D7, i);
    delay(1);
  }
  for(int i=1023; i>0; i--){
    analogWrite(D7, i);
    delay(1);
  }
}

Un hier das Testprogramm zum konstanten Test mit dem maximalen 
Ausgangswert:

void setup() {
  analogWriteRange(1023);
  analogWrite(D7, 1023);
}

void loop() {
  delay(1);
}

Leider musste ich feststellen dass die Batterie meines Multimeter leer 
ist und ich habe keine mehr da, daher kann ich die Spannung welche 
maximal an der LED Leiste anliegt aktuell nicht messen. Ich werde morgen 
eine neue besorgen. Kann ich überhaupt bei einem PWM Signal die Spannung 
sinnvoll mit einem normalen Multimeter messen?

Hat trotzdem noch jemand direkt eine Idee für mich was ich falsch machen 
könnte? Ich verzweifle langsam.

Gruß Stefan

Stefan schrieb:
> Kann ich überhaupt bei einem PWM Signal die Spannung
> sinnvoll mit einem normalen Multimeter messen?

Gegenfrage: Was willst du mit dem bescheuerten analogWrite()?
Solange die Ansteuerung der LEDs nicht vernünftig funktioniert, hast du 
bei deinen Messmitteln nur Scherereien mit dem PWM-Signal.
Wenn du magst, lass die LED ganz langsam blinken, so dass du auf dem 
Multimeter vernünftige, zuverlässige Werte ablesen kannst.

Wolfgang schrieb:
> Solange die Ansteuerung der LEDs nicht vernünftig funktioniert, hast du
> bei deinen Messmitteln nur Scherereien mit dem PWM-Signal.
> Wenn du magst, lass die LED ganz langsam blinken, so dass du auf dem
> Multimeter vernünftige, zuverlässige Werte ablesen kannst.

Danke für den Tipp. Werde ich morgen versuchen sobald das Multimeter 
wieder funktioniert.

Ich habe jetzt den IRF3708 Mosfet ganz ohne den ESP8266 getestet.

Wenn ich fest 3,3V am Gate anlege kommen an der LED Leiste nur  ca. 13V 
Spannung an, die LED Leiste leuchtet nur sehr dunkel. Lege ich fest 5V 
am Gate an, dann kommen an der LED Leiste die gewünschten 24V an, und 
die LED Leiste hat die volle Helligkeit.

Alle 3 erhaltenen Mosfets verhalten sich gleich. Heist das jetzt ich 
habe einen "FAKE" Mosfet erhalten, der nicht die garantierten 
Spezifikationen einhält?

Könnt ihr mir eine Quelle nennen wo man hochwertige Bauteile erhält ohne 
gleich 5€ oder mehr Versandkosten zu bezahlen?

Stefan schrieb:
> Alle 3 erhaltenen Mosfets verhalten sich gleich. Heist das jetzt ich
> habe einen "FAKE" Mosfet erhalten, der nicht die garantierten
> Spezifikationen einhält?

Offensichtlich. Ein Foto der MOSFETs könnte das bestätigen.


> Könnt ihr mir eine Quelle nennen wo man hochwertige Bauteile erhält ohne
> gleich 5€ oder mehr Versandkosten zu bezahlen?

http://www.kessler-electronic.de/Halbleiter/Transistoren/I/IRF/IRF3708_i518_7378_0.htm

Für Kleinstbestellungen 2,50€ P&P.

Hier ein Foto des MOSFET.

Stefan schrieb:
> Hier ein Foto des MOSFET.

Fälschung.

H. H. schrieb:
> Fälschung.

Kannst du einen Hinweis geben woran man das erkennt?

Stefan schrieb:
> H. H. schrieb:
>> Fälschung.
>
> Kannst du einen Hinweis geben woran man das erkennt?

In dem Fall sofort am Logo.

H. H. schrieb:
> Stefan schrieb:
>> Ich könnte von einem Bekannten 5
>> x IRLZ44N bekommen. Würde der denn auch gehen?
>
> Ist auch nicht für 3V tauglich.

Warum eigentlich, bei 3V am Gate macht der IRLZ44N laut Datenblatt Fig.3 
20A ?

warum_eigentlich schrieb:
> Warum eigentlich, bei 3V am Gate macht der IRLZ44N laut Datenblatt Fig.3
> 20A ?

Da hat vermutlich wieder jemand ganz schlaues das Datenblatt gelesen. 
Dort hat er in der Tabelle nur für 4V und für 5V einen garantierten 
Maximalwert für R_DS gefunden und daraus vermutlich den Schluss gezogen, 
dass der FET bei anderen Werten für U_GS nicht zu gebrauchen ist ;-)

Stefan schrieb:
> Kann ich überhaupt bei einem PWM Signal die Spannung
> sinnvoll mit einem normalen Multimeter messen?

Hängt sehr vom Multimeter ab. Ich habe eins das dann Mittelwerte 
anzeigt, das andere spinnt völlig bei allem was weder DC noch 50Hz Sinus 
ist.

warum_eigentlich schrieb:
> Warum eigentlich, bei 3V am Gate macht der IRLZ44N laut Datenblatt Fig.3
> 20A ?

Die Gate Threshold Spannung kann zwischen 1,0 und 2,0 Volt varieren. Sie 
kann also um bis zu 0,5V vom mittleren (vermutlich = typischen) Wert 
abweichen.

Laut Diagramm schafft der Transistor bei 3V die von dir genannten 20A. 
Aber wegen der möglichen Materialstreuungen musst du 0,5V weiter links 
ablesen. Da sind es nur noch 4A.

Doch Diagramme sind nur "typisch", nicht garantiert. Garantierte Werte 
stehen in den Tabellen. In diesem Fall 0,035Ω bei bei 4V und 21A. Was 
sich unterhalb von 4V abspielt kann man nur schätzen, wie ich es hier 
gezeigt habe.

Da der Stefan mit seinen 2,6A von den geschätzten 4A weit weg ist und 
mehr Strom möglich wird sobald sich der Transistor erwärmt, bin ich zu 
99% sicher, dass seine Schaltung mit einem originalen Transistor 
zufriedenstellend funktioniert hätte.

Gerald B. schrieb:
> eine Kombi aus einem npn und einem
> MOSFET der dann mit einer höheren Gatespannung angesteuert wird


Stefan ⛄ F. schrieb:
> Für die vom TO genannten 2,6A reicht der BC337 aber ohnehin nicht.

Manfred schrieb:
> Du hast den Schaltbetrieb nicht verstanden, der ist erheblich weit weg
> von Deinen 160.

Bin ich hier irgendwie der einzige, der verstanden hat, dass Gerald den 
BC337 als Gatetreiber verwenden will?

Stefan ⛄ F. schrieb:
> Die Gate Threshold Spannung kann zwischen 1,0 und 2,0 Volt varieren.

Welche V_GS für einen I_D von 250µA erforderlich ist, interessiert 
niemanden.

>> Die Gate Threshold Spannung kann zwischen 1,0 und 2,0 Volt varieren.

Wolfgang schrieb:
> Welche V_GS für einen I_D von 250µA erforderlich ist, interessiert
> niemanden.

Lies den nächsten Satz, dann verstehst du, wofür diese Info relevant 
ist. Und lies den Beitrag ganz durch, bevor du mich über den Unterschied 
zwischen erhofften und garantierten Eigenschaften belehrst. (Das wäre 
sonst bestimmt als nächstes gekommen)

Gerald B. schrieb:
> Ich bin bei ein paar cm Stripe davon ausgegangen, das da lediglich ein
> paar mA im unteren 3 stelligen Bereich zusammenkommen.

Stefan (der andere, nicht ich) schrieb, dass es um 2,6A geht.

Was er noch nicht verraten hat ist die Frequenz der PWM. Mit dem dicken 
MOSFET gehen ohne Gatetreiber nur einige 100Hz.

H. H. schrieb:
>> Kannst du einen Hinweis geben woran man das erkennt?
> In dem Fall sofort am Logo.

Was stört Dich am Logo?

Abgesehen vom schlampigen Druckbild kämen mir maximal die Proportionen 
des "I" komisch vor.

Manfred schrieb:
> H. H. schrieb:
>>> Kannst du einen Hinweis geben woran man das erkennt?
>> In dem Fall sofort am Logo.
>
> Was stört Dich am Logo?
>
> Abgesehen vom schlampigen Druckbild kämen mir maximal die Proportionen
> des "I" komisch vor.

Das ist im Original VIEL feiner.

Jörg R. schrieb:
> Sieht ein bisschen aus wie Kartoffeldruck;-)

Ich sagte ja "schlampiges Druckbild".

>> Abgesehen vom schlampigen Druckbild kämen mir maximal die Proportionen
>> des "I" komisch vor.

> Schaue mal genauer hin, ziehe das Bild mal groß.

Da fällt mir auf, dass beide die selben Chargennummern tragen, was bei 
unabhängigen Bestellungen recht unwahrscheinlich ist.

Manfred schrieb:
> Da fällt mir auf, dass beide die selben Chargennummern tragen, was bei
> unabhängigen Bestellungen recht unwahrscheinlich ist.

endless lot