Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik 12V 4A mit Mikrocontroller schalten?

Du suchst nach dem Begriff "3,3V logic level fet". Unter dem wirst Du 
fündig.

Chris schrieb:
> um eine Gleichspannung mit 12V und maximal 4A zu schalten. Dabei werden
> keine hohen Frequenzen benötigt, es geht wirklich nur um ein/aus im
> Minutenbereich.
Nimm einen Highside-Smartswitch. Der ist dann auch gleich noch 
kurzschlussfest...

- https://www.google.com/search?q=smartswitch+highside

Lothar M. schrieb:
> Nimm einen Highside-Smartswitch. Der ist dann auch gleich noch
> kurzschlussfest...

Nenn mal einen Typ, damit man auch gleich eine Preiseinschätzung für die 
"Luxusklasse" erhält. Low-side und narrenfest ginge doch auch.

Oder einfach einen günstigen AO3400, wenn es die Anwendung zuläßt.

Chris schrieb:
> Unter
> hätte ich schon eine Schaltung gefunden

Ja, man muss halt die Entscheidung treffen, ob man bei dem Verbraucher 
die Minusverbindung trennen will oder die Plusverbindung.

Minus ist einfacher, und scheint dir auszuteichen, ein LowLogicLevel 
N-Kanal MOSFET wie IRF3708 oder IRL6244 schafft deine 4A problemlos.

Die 240 Ohm in der unteren (MOSFET) gezeigten Schaltung können auch 0 
Ohm oder 1k sein, es geht dabei nicht um Strombegrenzung wie bei der 
oberen (NPN) Schaltung.

Die (Freilauf-)Diode parallel zur Glühlampe ist nur bei induktiven 
Verbrauchern nötig (stört sonst aber auch nicht). Aber der MOSFET muss 
auch den Einschaltstrom/Anlaufstrom des Verbrauchers schaffen, falls das 
eine Glühlampe oder ein Motor ist also erheblich mehr als der Nennstrom.

Eventuell muss man sich noch Gedanken um Kurzschluss der Last machen.

Chris schrieb:
> hätte ich schon eine Schaltung gefunden.

Genau diese Schaltung kannst du nehmen und als Motzfet nimmst du den 
IRF3708. Wenn der am Gate zuverlässig regelmäßig seine 3 Volt zu fressen 
bekommt, ist er weitestgehend zufrieden. Damit kann er dann gut 7A 
schalten. Der Belastungsstrom für deinen GPIO-Ausgang beträgt nur 0,3mA.

GND-Verbindung nicht vergessen!

Lothar M. schrieb:
> Nimm einen Highside-Smartswitch. Der ist dann auch gleich noch
> kurzschlussfest...

Perfekt - Danke!

Chris schrieb:
> So einen GPIO würde ich jetzt gerne
> verwenden, um eine Gleichspannung mit 12V und maximal 4A zu schalten.

...und achte auf die Masseführung, sonst zerschiesst du evtl. den GPIO.

Michael B. schrieb:
> N-Kanal MOSFET wie ... oder IRL6244

Meinst du vielleicht den IRLML6244?
Viel Reserve hätte der bei 4A nicht.

Rainer W. schrieb:
> Meinst du vielleicht den IRLML6244?

Ja.
M liegt zu nah neben Backspace..

> Viel Reserve hätte der bei 4A nicht.

Aber er reicht, wenn es keinen Einschaltstromstoss gibt.

Rainer W. schrieb:
> Viel Reserve hätte der bei 4A nicht.

Wieso nicht? Der hat doch 1W! Da ist doch massiv Reserve!

LG, Sebastian

Marcel V. schrieb:
> Genau diese Schaltung kannst du nehmen und als Motzfet nimmst du den
> IRF3708.

Der wird nicht mehr hergestellt und ist nur noch bei ganz wenigen 
Händlern lieferbar. Bei AlịExpress gibt es ausschließlich gefälschte, 
bei ebay könnte es 2 oder 3 Händler mit echten geben.

Wenn der IRLML6244 nicht ausreicht wäre der IRLR6225 (IRLR6225TRPBF) 
eine von vielen möglichen Alternativen.

Rainer W. schrieb:
> Meinst du vielleicht den IRLML6244?
> Viel Reserve hätte der bei 4A nicht.

Der TO möchte high-side, Du möchtest Reserve, da drängt sich doch 
geradezu dieser Typ auf: 
https://www.reichelt.de/ch/de/highside-netzschalter-n-ch-63v-11a-38mr-d-pak-bts-432-smd-p115933.html?search=highside&&r=1
Damit wird die LED schon leuchten. Und am besten gleich im 10er Pack, 
wegen der Reserve ;-)

Stefan K. schrieb:
> Der wird nicht mehr hergestellt

Wenn der nicht mehr hergestellt wird, wie soll es dann ohne ihn 
weitergehen? Einen vernünftigen Ersatztyp, geschweige denn was Besseres, 
habe ich bis Dato noch nicht gesehen.

Mi N. schrieb:
> da drängt sich doch geradezu dieser Typ auf:

Das schon, aber nicht zu einem Preis von 28 Euro/Stück. Dann bist du 
Ruck Zuck bei fast 280 Euro, ohne Versandkosten.

Marcel V. schrieb:
> Mi N. schrieb:
>> da drängt sich doch geradezu dieser Typ auf:
>
> Das schon, aber nicht zu einem Preis von 28 Euro/Stück. Dann bist du
> Ruck Zuck bei fast 280 Euro, ohne Versandkosten.

Den Preis muß man zahlen, wenn man high-side mit Reserve und 110% 
Sicherheit haben möchte.
Da reichen eben nicht die popeligen 20 cent für einen IRLML6244 oder 
AO3400.

Jörg P. schrieb:
>> Der TO möchte high-side,
>
> Wo schreibt er das?

Chris schrieb:
> Lothar M. schrieb:
>> Nimm einen Highside-Smartswitch. Der ist dann auch gleich noch
>> kurzschlussfest...
>
> Perfekt - Danke!

Soll der TO machen wie er will.

Soll ich auch noch meinen Senf dazugeben? Highside Switching mit 4 
Bauteilen. Kein LL P-Kanal nötig.

Mi N. schrieb:
> geradezu dieser Typ auf:
> 
https://www.reichelt.de/ch/de/highside-netzschalter-n-ch-63v-11a-38mr-d-pak-bts-432-smd-p115933.html?search=highside&&r=1

Man achte auf die Angaben "38mR" :-(

Früher (tm) war die Einheit für den elektrischen Widerstand einmal das 
Ohm mit dem Einheitenzeichen 'Ω'.
https://de.wikipedia.org/wiki/Internationales_Einheitensystem#Abgeleitete_Gr%C3%B6%C3%9Fen_und_Einheiten

Mit dem BTS432E2 werden bestimmt die Probleme der Welt gelöst und als 
obsolet wird der sowieso schon gelistet. Bei dem Preis muss man selbst 
bei Einzelstücken schon etwas verzweifelt sein, um den einzusetzen.

Matthias S. schrieb:
> Highside Switching mit 4
> Bauteilen. Kein LL P-Kanal nötig.

Ein bis zwei Bauteile mehr, als bei einem LL-N-Kanal, aber schaltet eben 
langsamer ab ;-)

Rainer W. schrieb:
> aber schaltet eben
> langsamer ab ;-)

Wie lange dauert es denn, über 2,2k das Gate zu entladen? Das ist für 
die Anwendung des TE völlig wurscht. Jaja, ich habe dein Emoji 
gesehen...

Rainer W. schrieb:
> Ein bis zwei Bauteile mehr, als bei einem LL-N-Kanal

Highside schalten ist meist viel problemloser, weil die 
Masseverhältnisse gewahrt bleiben. Aber zu meckern gibts halt immer was.

Chris schrieb:
> Hi,
>
> ich habe hier einen Mikrocontroller, der an seinen GPIOs 3,3V bei
> maximal 5 mA liefern kann. So einen GPIO würde ich jetzt gerne
> verwenden, um eine Gleichspannung mit 12V und maximal 4A zu schalten.
> Dabei werden keine hohen Frequenzen benötigt, es geht wirklich nur um
> ein/aus im Minutenbereich.
>
> Unter
> 
https://forum.arduino.cc/t/transistor-steuern-damit-dieser-ein-relais-auf-masse-schaltet-f-alarmanlage/506594/12
> hätte ich schon eine Schaltung gefunden, allerdings liegt die mit dem
> 240 Ohm Vorwiderstand deutlich über den maximal 5 mA, die mein
> Controller verkraftet.
>
> Was gibt es sonst noch für Möglichkeiten bzw. wie kann ich diese
> Schaltung so anpassen, dass es auch mit 5 mA klappt?

Was spricht denn gegen Optokoppler und herkömmliches Relais mit 
Freilaufdiode wenn du nur im Sekunden bis Minutenbereich ein- und 
ausschalten willst?

Gibts ein- bis mehrkanalig auch als günstige Fertig-Module zu kaufen. Da 
brauchste dann bloß die gewünschte Versorgungsspannung des Verbrauchers 
(hier also 12V) + Masse sowie den GPIO und die Masse deines 
Microcontrollers anschließen und fertig biste..
Verlustleistung nahe null (mal abgesehen vom Haltestrom vom Relais) und 
der Laststrom kann selbst bei den Fertigmodulen locker 10-30A (je nach 
verbautem Relais) betragen.

Jörg P. schrieb:
> IRLML2502 geht auch.

Der ist mit 80 mOhm wohl dem Tode geweiht, wie willst Du bei 4A Last die 
1,3 Watt Abwärme beherrschen?

Wenn es wirklich HigSide sein soll, die (Grund)Schaltung wurde nun zum 
drölftunderten Mal gepostet und sollte sich so langsam herumgesprochen 
haben:
Beitrag "Re: 12V 4A mit Mikrocontroller schalten?"

AMDFreak schrieb:
> Was spricht denn gegen Optokoppler und herkömmliches Relais

Wer ein Relais per Optokoppler ansteuert, hat Grundlagen der Elektronik 
nicht verstanden.

Manfred P. schrieb:
> AMDFreak schrieb:
>> Was spricht denn gegen Optokoppler und herkömmliches Relais
>
> Wer ein Relais per Optokoppler ansteuert, hat Grundlagen der Elektronik
> nicht verstanden.

Immer wieder schön, dass manche hier denken, die Weisheit mit dem Löffel 
gefressen zu haben...

Relais per Optokoppler anzusteuern ist natürlich nicht erforderlich, da 
das Relais natürlich an sich bereits Schalt- und Lastseite galvanisch 
trennt...
Anstelle eines normalen Transistors für das Schalten des Relais kann man 
aber problemlos auch einen Optokoppler nehmen.
Ist dann quasi doppelt isoliert, falls doch mal der unwahrscheinliche 
Fall auftritt, dass im Relais die galvanische Trennung versagt. Bei 
Netzspannung oder gar darüber hinaus demzufolge durchaus sinnvoll.
Die kaufbaren Module nutzen diese Schaltungsart ebenfalls. Der 
Kostenunterschied zwischen nem billigen Transistor und nem 
Fototransistor im Optokoppler ist nicht allzu hoch und man gewinnt wie 
gesagt noch etwas Sicherheit.
Bei 12V Lastspannung ist die Lösung rein technisch gesehen natürlich 
Overkill. Allerdings kann es je nach zu schaltendem Laststrom auch hier 
sinnvoll sein. Bei den 4A vom Threadersteller allerdings unkritisch.

Da der Threadersteller aber noch recht unbewandert scheint, war meine 
Lösung ein Relais-Fertigmodul für ein paar Euronen vorzuschlagen. Und 
eben diese nutzen wie gesagt quasi allesamt die Ansteuervariante mit 
Optokoppler. ;)

AMDFreak schrieb:
> Relais per Optokoppler anzusteuern ist natürlich nicht erforderlich, da
> das Relais natürlich an sich bereits Schalt- und Lastseite galvanisch
> trennt...

Das ist allerdings oft auf den Relaisboards so. Liegt zum Teil daran, 
das so die Unterschiede zur Bestückung anderer Varianten geringer 
ausfallen. In dem Falle wäre das die Variante Optokoppler und Relais mit 
separater Stromversorgung für den Spulenkreis.

Dieter D. schrieb:
>> Relais per Optokoppler anzusteuern ist natürlich nicht erforderlich, da
>> das Relais natürlich an sich bereits Schalt- und Lastseite galvanisch
>> trennt...
>
> Das ist allerdings oft auf den Relaisboards so.

Die Masse dieser China-Boards ist einfach nur dämlich gemacht und kein 
Händler zeigt das zugehörige Schaltbild. Eigentlich immer steuert der 
Optokoppler einen Transistor an, der dann den Spulenstrom treibt.

Ein Optokoppler kann Sinn geben, wenn das Netzteil für die Relaisspule 
galvanisch von der Ansteuerung getrennt sein muß - Sonderfälle abseits 
der Arduinos.

Es gibt Boards, die das können und andere, wo der Optokoppler einfach 
nur als überflüssiger Stromverbraucher agiert.

Ich setze gerne Relais ein, weil diese eben eindeutig niederohmig 
schalten. Ich habe auch Optokoppler verfügbar und schon mehr als einmal 
verbaut. An eine Kombination Optokoppler und Relais kann ich mich für 
meine Aufbauten nicht erinnern.

AMDFreak schrieb:
> dann quasi doppelt isoliert, falls doch mal der unwahrscheinliche Fall
> auftritt, dass im Relais die galvanische Trennung versagt.

Relais (aussen den billigen SongLe) SIND bereits 'doppelt isoliert', 
notwendig für SELV Schutzkleinspannungsansteuerung.

Es gibt allerdings das Problem, dass die Spule nahe dem Abreissfunken 
des Schaltkontakts sich Störungen einfängt, die man gerne von Controller 
und dessen Masseleitung getrennt hätte.

> Bei
> Netzspannung oder gar darüber hinaus demzufolge durchaus sinnvoll.

Nein.

> Die kaufbaren Module nutzen diese Schaltungsart ebenfalls.

Die verbinden Masse vor dem Optokoppler mit Masse nach dem Optokoppler 
und sind vollkommen unverstandener Pfusch.

Wenn sie WENIGSTENS eine Spannungsversorgung für den Spulenstrom und 
davon galvanisch unabhängig ein Steuerstrom für den Optokoppler hätten, 
so dass man sie mit high Pegel oder low Pegel ansteuern könnte, und 
Spulenstrom von Prozessorstrom sternförmig trennen könnte, aber Nein, 
das geht ja damit nicht.

Diese chinesischen Relaismodule sind von jemandem gebaut, der es genau 
so wie du nicht verstanden hat.

Manfred P. schrieb:
> ... und kein Händler zeigt das zugehörige Schaltbild. Eigentlich
> immer steuert der Optokoppler einen Transistor an, der dann den
> Spulenstrom treibt.
Das Schaltbild ist nun wirklich nicht so komplex, dass man das nicht 
innerhalb weniger Minuten hingezeichnet bekommt.
Spätestens, wenn dann Gnd von Eingangsseite und Relaisansteuerung 
bereits auf der PCB verbunden sind, hat es sich trotz Optokoppler mit 
der galvanischen Trennung.

> Ich setze gerne Relais ein, weil diese eben eindeutig niederohmig
> schalten.

Passend gewählte MOSFETs liegen mit ihrem R_DS(on) durchaus unter dem 
Kontaktwiderstand von Relais.

Rainer W. schrieb:
> Manfred P. schrieb:
>> ... und kein Händler zeigt das zugehörige Schaltbild. Eigentlich
>> immer steuert der Optokoppler einen Transistor an, der dann den
>> Spulenstrom treibt.
> Das Schaltbild ist nun wirklich nicht so komplex, dass man das nicht
> innerhalb weniger Minuten hingezeichnet bekommt.

Du hast es falsch verstanden: Ich möchte nicht irgendwas kaufen und 
nachforschen. Ich möchte eine ordentliche Beschreibung sehen, bevor 
ich das bestelle.

> Spätestens, wenn dann Gnd von Eingangsseite und Relaisansteuerung
> bereits auf der PCB verbunden sind, hat es sich trotz Optokoppler mit
> der galvanischen Trennung.

Treffer, versenkt - so habe ich das gemeint und laberkopp hat es in 
meinem Sinne beschrieben.

Michael B. schrieb:
> Die verbinden Masse vor dem Optokoppler mit Masse nach dem Optokoppler
> und sind vollkommen unverstandener Pfusch.
>
> Wenn sie WENIGSTENS eine Spannungsversorgung für den Spulenstrom und
> davon galvanisch unabhängig ein Steuerstrom für den Optokoppler hätten,
> so dass man sie mit high Pegel oder low Pegel ansteuern könnte, und
> Spulenstrom von Prozessorstrom sternförmig trennen könnte, aber Nein,
> das geht ja damit nicht.

Musst halt nicht das billigste der billigen China-Module als Beispiel 
nehmen. Gibt auch ein klein wenig bessere, wo du problemlos mittels 
Jumpern einstellen kannst, ob du per High- oder Low-Pegel die Relais 
einschalten möchtest ;)

Besagte galvanische Trennung via Optokoppler zwecks separater 
Stromversorgungsmöglichkeit der Relaisspulen setzen auch diese minimal 
besseren Module aber leider nicht um, denn sie stellen nur einen 
Masseanschluss bereit und verbinden also auch dort fälschlicherweise 
wieder Relaisspulenversorgungs-GND mit Optokoppler-GND und 
Microcontroller-GND.