Welchen FET für welche Anwendung? [Archiv]

Florian

01.08.2006, 18:25

N'Abend! :o)
Ich brauche für meinen Roboter verschiedene "Stromschalter" für verschiedene Anwendungen, die ich per AVR-Ausgangspin schalten kann.
Relais wollte ich mir ersparen und FETs erschienen mir sinnvoll, wie mir auch tobimc bereits sagte! ;o)

Im RN-Wissen habe ich bereits folgendes gefunden:
https://www.roboternetz.de/wissen/images/2/21/Fetschaltstufe.jpg

Welchen FET-Typ (MOSFET/JFET/etc. bzw. N/P) würdet ihr für das Schalten per AVR empfehlen, bei welchem Typ fällt möglichst wenig Spannung ab bzw. wie viel?

Ich müsste bei einer Anwendung 5V (max.50mA) schalten und diese müssten auch möglichst genau erhalten bleiben, immerhin habe ich in einen Schaltregler mit +-1% investiert! *g*

Bei der zweiten und dritten Anwendung müssen 12V bei einmal 2A und einmal 500mA geschaltet werden, hier spielt der Spannungsabfall eine weniger große Rolle, aber natürlich sollte es nicht ewig viel sein.

Welche FETs würdet ihr mir für diese Anwendungen empfehlen?

Viele Grüße,
Florian

BASTIUniversal

01.08.2006, 18:43

Hi!
Wenn du mit einem Controllerpin schalten willst, solltest du einen "Logic-Level" FET nehmen. Die Typen schalten schon bei ca. 5V fast komplett durch. "Normale" FET's schalten erst bei höheren Spannungen komplett durch (soll heißen, da haben sie den geringsten Widerstand)...aber da könnte ein Treiber wie der ICL7667 weiterhelfen.

Reichelt hat z.B. als Logic-Level (LL) FET den IRLZ 34N im Angebot (N-Kanal). Bei 5V am Gate hat der einen R dson von 46mOhm. Geeigent ist der für bis zu 55V und 27A.
Im SO 8 Gehäuse gibt's bei Reichelt noch z.B. den IRF 7403, der dürfte sich für deine 5V eignen...der hat nen R dson bei 4,5V von 33mOhm.
Schau einfach mal bei Reichelt und lad dir dazu die Datenblätter (bzw. nutz die Suchfunktion von IRF).

MfG

dennisstrehl

01.08.2006, 18:47

Geeignete MosFET Familien wäre in diesem Fall wohl IRLZ und IRF74xx (SMD)

Die Frequenz, mit der du schalten willst, musst du auch beachten, bei höheren Frequenzen wird das ohne Treiber ggf. nix mehr.
Dann wäre z.B. ein IRLR110 gut, der hat ne extrem kleine gate-Kapazität.

MfG

Florian

01.08.2006, 18:52

Hallo BASTIUniversal!
Danke erstmal soweit, ich werde mir die Typen gleich mal ansehen.

Hallo dennisstrehl!

FrequenzLiegt bei allen FETs unterhalb aller Erwartungen, maximal ein Mal pro Sekunde, öfter werde ich den Roboter wohl nicht ein und ausschalten! *g*
Die FETs sollen dem Ein- bzw. Ausschalten und Zuschalten der Komponenten und Sensoren dienen.
Bei den Sensoren ist halt der möglichst geringe Spannungsabfall wichtig.

Danke erstmal soweit!

Viele Grüße,
Florian

Manf

01.08.2006, 21:10

N'Abend! :o)
Ich brauche für meinen Roboter verschiedene "Stromschalter" für verschiedene Anwendungen, die ich per AVR-Ausgangspin schalten kann.

Sehr schöne Frage, es hat ja schon einige Anworten gegeben die auf gute Fets aufmerksam machen. (Logic Level mit begrenzter Gateladung)

Wenn es um analoge Sensoren geht und ein gemeinsames GND-Potential benötigt wird, dann wären wohl auch P-Kanal FETs interessant.
Manfred

Florian

01.08.2006, 21:30

Hallo Manfred!

Sehr schöne FrageIch sehe das mal positiv! *g*

analoge SensorenBei der ersten Anwendung (5V TTL mit möglichst kleinen Spannungsverlusten schalten) geht es speziell um das aktivieren/deaktivieren von analogen Sensoren, wie z.B. eines Gyroskops oder auch der bekannten Sharp-Sensoren.
Damit die Messwerte möglichst genau bleiben soll halt möglichst kein Spannungsabfall erfolgen.

Viele Grüße,
Florian

ManniMammut

01.08.2006, 22:01

Ich hab noch nicht so viel Erfahrung auf diesem Gebiet, aber wieso wird sofort auf FETs eingegangen? Nen einfacher Transistor müsste es doch auch bringen, oder?

Klärt mich bitte auf ;-), Manni

Florian

01.08.2006, 22:08

Hallo Manni!
Wenn ich das richtig sehe, dann braucht ein FET kaum Schaltstrom, kann sehr hohe Ströme schalten und hat einen kleinen Spannungsabfall.
Bitte korrigiert mich, wenn ich falsch liege! ;o)

Viele Grüße,
Florian

dennisstrehl

01.08.2006, 22:57

Kommt erstmal auf die Baugröße an :\
Wenn man was kleines braucht, nimmt man besser nen bipolaren. Kleine MosFETs mit kleinem Rds(on) sind sehr teuer. (Wenn einer nen günstigen Typ in To-92 kennt nur her damit)
Wenn aber für nen To-220 genug Platz ist und man eh größere Leistungen schalten möchte, sollte man aufgrund der geringen Verstärkungsfaktoren von Leistungs-Bipos auf MosFETs zurückgreifen. Wenn Leistungs-Bipos um den Faktor 200 verstärken würde, würde das wohl anders aussehen, aber z.B. der 2n3055 hat deutlich weniger als 100, wodurch man dann schon ne Treiberschaltung braucht...

Für Anwendungen, wo eine extrem kleine Dropspannung gefordert ist, gibt es meist bessere MosFETs.
Bei kleinen Leistungen, z.B. analogen Sensoren ist es meist günstiger nen Bipo zu nehmen, der hat dann zwar minimal mehr Drop, kostet aber auch nur ein Zehntel. (IRLZ34N -> 0,37€ oder so, BC337-40 -> 0,04€)

Es hängt also von allen möglichen Faktoren ab, was nun besser ist.

MfG

m.a.r.v.i.n

02.08.2006, 12:03

Für das Schalten von Sharp IR Entfernungssensoren (GP2D12 o.ä.) ist z.B. der BS170 mit seinem hohen Rds(on) überhaupt nicht geeignet. Das hat sich beim c't-Bot gezeigt. Die Sharp Sensoren erzeugen nämlich sehr hohe Peakströme.

Da ich keinen Alternativ P-Kanal Typ im TO92 Gehäuse finden konnte, habe ich mir jetzt ein paar IRFD 9024 bei Reichelt bestellt. Die gibt es im 4poligen DIL-Gehäuse. Ich hoffe, dass dieser Typ als Ersatz für den BS170 taugt.

Gruß m.a.r.v.i.n

Edit:
Sorry Fehler meinerseits, beim c't-Bot werden BS250 P-FETs eingesetzt, keine BS170 N-FETs. Der BS250 hat einen Rds(on) von 14 Ohm!!!

Florian

02.08.2006, 12:32

Hallo m.a.r.v.i.n!

Für das Schalten von Sharp IR Entfernungssensoren (GP2D12 o.ä.) ist z.B. der BS170 mit seinem hohen Rds(on) überhaupt nicht geeignet. Das hat sich beim c't-Bot gezeigt.Gut zu wissen, also ist für mich dieses RDSon entscheidend, ob der FET für meine Anwendungen geeignet ist oder nicht!?
Wie klein sollte RDSon für die Anwendung mit den Sensoren sein?

IRFD 9024Hat der auch einen logic-level?

Was ich jetzt noch nicht ganz verstanden habe ist, ob ich nun einen n- oder p-MOSFET brauche, der n-MOSFET braucht, wenn ich das richtig verstanden habe, eine positive Schaltspannung und der p-MOSFET eine Negative!?

Viele Grüße,
Florian

dennisstrehl

02.08.2006, 13:39

Ich hab mal aufgezeichnet wie MosFETs in den meisten Fällen als Schalter verwendet werden. In deinem Fall wäre wahrscheinlich beides möglich, im einen Fall wird der Stromkreis aber auf der negativen Seite unterbrochen und im anderen Fall auf der positiven Seite.

Der N-Kanal MosFET (NMOS) würde bei 0V abschalten und bei 5V den Sensor einschalten. Beim P-Kanal MosFET ist es genau andersherum, 5V ausgeschaltet und 0V eingeschaltet.

N-Kanal MosFETs haben bei ansonsten gleichen Daten meist einen höheren Rds(on), das hängt mit den unterschiedlichen elektrischen Eigenschaften der unterschiedlich dotierten Materialien zusammen, deswegen würde ich einen N-Kanal nehmen.

Logic-Level MosFETs heißen z.B. IRL oder IRLZ. (Edit: Das L sollte natürlich fett sein und nicht das Z :oops: )

Ich denke, der vorgeschlagene IRLZ34N ist für den Sensor auf jeden Fall geeignet. 34 mOhm * 50 mAmpere ergäbe einen Spannungsabfall von 1,7mV. Falls du den idealen MosEFT dafür suchst, nimmst nen IRL1404. Ein Rds(on) von 0,004 Ohm ergäbe einen Spannungsabfall von 0,2mV.
Ein BC337 mit 20 mA Basisstrom ergibt in der Simulation einen Spannungsabfall von etwa 30mV, wahrscheinlich wird das in Wirklichkeit ewas mehr sein.

Für 500mA und 2 Ampere würden auch IRLZ34N reichen. Bei 2 Ampere läge der Spannungsabfall vorraussichtlich ne Ecke unter 100mV (Diagramm im Datenblatt ist da zu Ende),der Transistor würde also gerade mal leicht warm werden.

MfG

Florian

02.08.2006, 14:30

Hallo dennisstrehl!
Na das hört sich ja schonmal gut an, damit kann ich weiterdenken! *g*

Ich hab mal aufgezeichnet wie MosFETs in den meisten Fällen als Schalter verwendet werden.Danke schonmal dafür!

Der N-Kanal MosFET (NMOS) würde bei 0V abschalten und bei 5V den Sensor einschalten. Beim P-Kanal MosFET ist es genau andersherum, 5V ausgeschaltet und 0V eingeschaltet.Achso, jetzt verstehe ich das Prinzip, danke für die Erleuchtung! O:)

N-Kanal MosFETs haben bei ansonsten gleichen Daten meist einen höheren Rds(on), das hängt mit den unterschiedlichen elektrischen Eigenschaften der unterschiedlich dotierten Materialien zusammen, deswegen würde ich einen N-Kanal nehmen.N-Kanal hat einen höheren RDSon und deshalb würdest Du einen (oder meinst Du keinen) nehmen!?
Ich dachte immer je kleiner RDSon, desto besser!?

Logic-Level MosFETs heißen z.B. IRL oder IRLZ.Achso, also sind die MOSFETs, die Du genannt hast zum größten Teil keine Logic-Level, sondern nur normale, haben aber trotzdem bei 5V einen guten Durchlass.
GUT! ;o)

Ein BC337 mit 20 mA Basisstrom ergibt in der Simulation einen Spannungsabfall von etwa 30mV, wahrscheinlich wird das in Wirklichkeit ewas mehr sein.Hui, das ist ja doch schon ganz schön kräftig, dann nehme ich wirklich einen FET.

Falls du den idealen MosEFT dafür suchst, nimmst nen IRL1404. Ein Rds(on) von 0,004 Ohm ergäbe einen Spannungsabfall von 0,2mV.Perfekt, das klingt wie Gold in meinen Ohren! *g*
Nungut, 1,75€ sind schon ganz schön happig, aber ich denke ich werde diesen FET nehmen!
Das ist jetzt aber, wenn ich das richtig sehe, ein NMOS, richtig!?
http://www.irf.com/product-info/datasheets/data/irl1404.pdf

Für 500mA und 2 Ampere würden auch IRLZ34N reichen. Bei 2 Ampere läge der Spannungsabfall vorraussichtlich ne Ecke unter 100mV (Diagramm im Datenblatt ist da zu Ende),der Transistor würde also gerade mal leicht warm werden.Das klingt auch nicht schlecht!
http://www.irf.com/product-info/datasheets/data/irlz34n.pdf

Gut, dann habe ich ja meine FETs zusammen! ;o)
Einen Vorwiderstand am Gate brauche ich ja bei FETs nicht extra, wie bei den "normalen" Bipolar-Transistoren an der Basis!?

Danke nochmals!

Viele Grüße,
Florian

dennisstrehl

02.08.2006, 14:58

Huch, ich wollte schreiben dass die N-Kanal MosFETs nen kleineren Rds(on) haben. Sonst würde das wirklich wenig Sinn machen *kopftisch*

Logic-Level MosFETs heißen z.B. IRL oder IRLZ.
Achso, also sind die MOSFETs, die Du genannt hast zum größten Teil keine Logic-Level, sondern nur normale, haben aber trotzdem bei 5V einen guten Durchlass.

Moment, welche hatte ich denn genannt? IRLZ34N ist Logic-Level. Die IRF74xx -er sind größtenteils auch Logic-Level FETs, auch wenn sie kein L im Namen haben.

Vorwiderstand kann man verwenden, damit die MosFETs langsamer schalten, wodurch wiederrum weniger Störungen verursacht werden. Oder um den Umschaltstrom zu begrenzen, denn durch die Gate-Kapazität fließt nen kurzen Moment lang nen beachtlicher Strom durch den Controller-Pin.

Nungut, 1,75€ sind schon ganz schön happig, aber ich denke ich werde diesen FET nehmen!
Das ist jetzt aber, wenn ich das richtig sehe, ein NMOS, richtig!?
Sind die < 2mV Spannungsabfall am IRLZ34N wirklich schon zu viel ? :-s Und ja, das ist ein NMOS.

MfG

Florian

02.08.2006, 15:13

Huch, ich wollte schreiben dass die N-Kanal MosFETs nen kleineren Rds(on) haben. Sonst würde das wirklich wenig Sinn machen *kopftisch*Das macht doch nichts, deswegen brauchst Du doch nicht gleich Deine masuchistischen Fähigkeiten unter Beweis stellen! *g* O:)

Moment, welche hatte ich denn genannt? IRLZ34N ist Logic-Level. Die IRF74xx -er sind größtenteils auch Logic-Level FETs, auch wenn sie kein L im Namen haben.Achso, mein Fehler! *kopftisch*

Vorwiderstand kann man verwenden, damit die MosFETs langsamer schalten, wodurch wiederrum weniger Störungen verursacht werden. Oder um den Umschaltstrom zu begrenzen, denn durch die Gate-Kapazität fließt nen kurzen Moment lang nen beachtlicher Strom durch den Controller-Pin.Wie groß würdest Du diesen wählen, wenn der AVR über ein Flachbandkabel über 20-30cm den MOSFET schalten soll!?´
Und wie groß müsste er sein, wenn der FET auf der selben Platine mit dem AVR ist, ich weiß ja nicht, ob es da irgendwie einen Unterschied gibt?! ;o)

Sind die < 2mV Spannungsabfall am IRLZ34N wirklich schon zu viel?Naja, gute Frage!
Ich gehe lieber auf Nummersicher, auch wenn es mich ein halbes Vermögen alleine für die FETs kostet! *g*
Es kann sein, dass sich die Spannungsabweichungen im doppelten bis dreifachen Maße im Sensorausgangssignal niederschlagen, genau konnte ich das leider noch nicht testen! ;o)

Viele Grüße,
Florian

dennisstrehl

02.08.2006, 15:35

Also ich würde einfach nen Widerstand von 220 Ohm davorschalten. Zusammen mit den ca. 30 Ohm vom Controller-Pin ergibt das 250 Ohm, bei 5V also im Worst-Case 20mA.

MfG

Florian

02.08.2006, 15:39

Hallo dennisstrehl!
220 Ohm, ok!
Wenn ich jetzt 1k nehmen würde, dann würde er einfach nur, durch den begrenzten Strom langsamer schalten, also einen langsamer ansteigenden Pegel (leicht abgerundeten) besitzen!?

Danke nochmal Du und auch die Anderen haben mir sehr weitergeholfen! :o)

Viele Grüße,
Florian

dennisstrehl

02.08.2006, 15:58

Wenn ich jetzt 1k nehmen würde, dann würde er einfach nur, durch den begrenzten Strom langsamer schalten, also einen langsamer ansteigenden Pegel (leicht abgerundeten) besitzen!?

Ja. Wobei das immernoch eine sehr schnelle Rundung wäre, irgendwas im µs-Bereich.

MfG

Florian

02.08.2006, 16:10

Achso, danke! ;o)

m.a.r.v.i.n

02.08.2006, 20:37

Wenn es um analoge Sensoren geht und ein gemeinsames GND-Potential benötigt wird, dann wären wohl auch P-Kanal FETs interessant.

Da muß ich doch nochmal nachhaken. Wäre demnach ein P-FET wohl doch die klügere Wahl? Gemeinsame Masse für Controller und Sensor leuchtet mir ein.

Heißt das, dass die Verwendung eines N-FETs Auswirkungen auf das gemessene Signal des Sensors hätte?
Hat das schon mal jemand untersucht?

Gruß m.a.r.v.i.n

dennisstrehl

02.08.2006, 21:47

Beides hätte Auswirkungen auf die Versorgungsspannung vom Sensor und damit auch auf das Messergebnis.
Aber ich denke, wenn die Masse nur um 0,2mV abweicht (das wäre der Fall mit dem IRL1404) dann macht das nun wirklich keinen Unterschied.
Eine zu dünne Leiterbahn bzw. Kabel zum Sensor würde da wohl schon mehr Mist machen.

Natürlich könnte man es auch mit P-Kanal MosFETs machen. Die Rds(on)e sind aber bei P-Kanälen wie gesagt höher.
Dann würde halt die Versorgungsspannung statt der Masse nicht mehr ganz stimmt. Ob das problematisch ist, ist eine Frage des verwendeten Sensors.

MfG

m.a.r.v.i.n

02.08.2006, 22:09

OK, vielen Dank. Jetzt hab ich es auch kapiert.

Gruß m.a.r.v.i.n

kalledom

02.08.2006, 23:11

Hallo,
Wenn der GND per N-FET zu den Sensoren geschaltet wird, hängen alle Eingänge, die zu Sensoren führen 'in der Luft'. Ob der Plus 'durchgelassen' wird und Ausgleichströme zwischen Plus, Sensor-Ausgängen und Controller-Eingängen fließen ist ungewiß. Es ist eine sehr unsaubere Lösung und in etwa so, als würde bei 230VAC der Null geschaltet und nicht die Phase.
Ich empfehle den Plus per P-FET zu schalten.
Wie schon richtig gesagt, der Spannungsabfall auf Leiterbahnen und Zuleitungen dürfte höher liegen, als der Spannungsabfall bei einem gut angesteuerten, durchgeschalteten P-FET mit niedrigem Rdson.

Florian

03.08.2006, 08:48

Also sollte ich doch einen P-FET nehmen!?
Was Kalle da sagt ist ja doch nicht ganz unbegründet.
Welche Alternative gibt es in der Reihe der P-FETs?

Viele Grüße,
Florian

Ps: Ihr merkt, ich habe mit den Dingern noch nie gearbeitet! *g*

kalledom

03.08.2006, 09:32

Der IRF9Z34N sieht gut aus.
P-HexFET, Rdson = 0,1 Ohm, Imax 19A, bei 5V am Gate 5A Strom, TO-220 Gehäuse, eine Freilaufdiode ist auch schon drin.
Den gibts bei Reichelt für 50 Cent und beim 'C' für 51 Cent.
Bei 50mA Strom zum Sensor ist der Spannungsabfall nur 5mV !

PS: Weiterer Vorteil des P-FET, nach dem Einschalten und während Reset sind die Pins des Controllers hochohmig, Tendenz nach Plus. Wenn Du für jedes Gate einen PullUp-Widerstand 1k verwendest, bleibt der P-FET sauber hochohmig.

Florian

03.08.2006, 11:19

Hallo Kalledom!
Ok, dann steige ich also auf P-FET um! ;o)

bei 5V am Gate 5A StromWarum am Gate?
Ich dachte das wäre nur die Steuerleitung!?

Bei 50mA Strom zum Sensor ist der Spannungsabfall nur 5mV!Hmmm, das ginge noch, aber eigentlich ist mir das ein wenig zu viel! *g -> knickrig*
1mV von mir aus! ;o)

Danke, dass ihr für mich die Datenbanken wälst! O:)

Viele Grüße,
Florian

kalledom

03.08.2006, 12:06

Hallo Florian,
lade Dir mal das Datenblatt vom IRF9Z34N. Da ist u.A. ein Diagramm, daß eine Kurve des Source-Drain-Stroms im Zusammenhang mit der Gate-Source-Spannung zeigt. So wie beim Transistor ein ausreichender Basisstrom fließen muß, um einen bestimmten Collektor-Emitter-Strom zu schalten, muß beim FET eine ausreichende Gate-Spannung anliegen. Bei 5V am Gate kannst Du beim IRF9Z34N laut Diagramm unbesorgt 5A schalten.

5mV Spannungsabfall sind zu viel ???
Wie genau sind denn die 5V stabilisiert ? Wie hoch ist das Rauschen und 'Nachregeln' auf diesen 5V ? 10mV ?
Ich vermute mal, daß auf den Leiterbahnen und Leitungen mehr Spannungsabfall entsteht als am FET. Im Übrigen sind die 0,1 Ohm bei Rdson ein Maximalwert. Lade Dir mal das Datenblatt.

Florian

03.08.2006, 12:23

Hallo Karl-Heinz!
Ich habe Dich oben falsch verstanden ...! ;o)
Mein Fehler.
Ich dachte am Gate müssten 5A fließen, um den FET zu schalten! *lol -> brett vorm kopf*
Das Datenblatt habe ich neben mir liegen (auf dem Desktop).
Ja, mir sind 5mV etwas zu viel, die ganzen Störungen addieren sich ja, das ist mein Problem.
Der Schaltregler liefert +-1%, also +-0,05V bzw. 50mV.
Wir sind dann schon bei fast 60mV Störungen (theoretischer Wert).
Nungut, das macht den Kohl auch nicht fett, aber mir wäre weniger lieber.

Im Übrigen sind die 0,1 Ohm bei Rdson ein Maximalwert.Ja, das hängt ja vom Strom ab, der fließt, richtig!?

Viele Grüße,
Florian

PS: Die ADC-Referenzspannung ist nochmal genauer, +-0,1%.

kalledom

03.08.2006, 12:41

Hallo Florian,

Ja, das hängt ja vom Strom ab, der fließt, richtig!? JEIN; ich kann es nicht sagen. Fragen wir doch mal den Manfred oder shaun ?
Eigentlich ist Rdson mit max 0,1 Ohm angegeben, und die dürften dann auch da sein, ganz gleich ob 5mA oder 5A fließen.
Aus der Praxis heraus würde ich mir um 5mV = 0,1% nicht die geringsten Gedanken machen. Ich würde Leiterbahnen und Verbindungen dicker auslegen und eine Super-stabile Spannungsquelle aufbauen.

Florian

03.08.2006, 12:54

Nagut, wenn Du das so sagst!
Die Praxiserfahrungen, die Du hast, kann ich nicht bieten, deshalb vertraue ich Dir mal! *g*

Verbindungen dickerWie dick?
Ich habe bisher immer so um die 0,4mm verwendet und außenherum GND.

Viele Grüße,
Florian

Manf

03.08.2006, 13:08

http://pdf1.alldatasheet.co.kr/datasheet-pdf/view/68346/IRF/IRF9Z34N.html

In dem Bereich in dem die Kurven in Bild 1 und 2 die Steigung 1 haben ist der Widerstand linear, er ist bei Ugs = -5V so um 0,2 - 0,3Ohm (je nach Temperatur 25°C bis 175°C. (siehe auch Bild 4)

Da er ja nicht warm wird, wird er nach Bild 2: 0,2Ohm haben, die 0,1 Ohm erreicht er erst ab Ugs = -7,5V.
Alles nach Datenblatt, die Werte können auch etwas streuen.

Trotzdem finde ich ist er gut geeignet.
Manfred

dennisstrehl

03.08.2006, 13:27

Fall du drauf bestehst, dass dir der 9Z34N dafür zu schlecht ist, kannste nen IRF7416 nehmen, der schaltet auch mit Logic-Leveln und hat einen Rds(on) von 35mOhm @ 4,5V.

Die Lösung mit N-MosFET ist zwar so nicht gebräuchlich, aber ich würde sie nicht unbedingt als unsauber bezeichnen

> Ob der Plus 'durchgelassen' wird und Ausgleichströme zwischen Plus, Sensor-Ausgängen und Controller-Eingängen fließen ist ungewiß.

Der Sensor wird seine Ausgangspins, sei es hochohmig oder nicht, auf 5V ziehen (was anderes hat er ja nicht zur Verfügung). Der Controller-Eingang ist auch relativ hochohmig. Wo sollten da also Ausgleichströme fließen?

Wenn der Sensor irgendwie Daten vom Controller erhalten soll, dann muss man dagegen aufpassen. Wenn der Sensor noch Vcc bekommt und Masse weggeschaltet ist, und man zieht einen der Eingangspins auf Low, wird die vermutlich vorhandene Interne Schutzdiode aktiv, der Strom fließt dann von Vcc zur Sensor-Masse, dann durch die Schutzdiode und dann in den AVR-Pin, der AVR würde dann quasi unbeabsichtigt den Sensor versorgen.
Ebenso muss man aber aufpassen, wenn man Vcc am Sensor abschaltet. Wenn man dann einen der Eingangspins auf Vcc zieht, passiert das gleiche andersherum.

MfG

Florian

03.08.2006, 14:16

Ich werde, auch wenn es wohl eher unnötig ist, auf die P-FETs umsteigen.
Ich kann dann also (siehe erste Seite) mit GND am Pin schalten und mit 5V abschalten, richtig?
Ist ein wenig dumm mit den vertauschten Pegeln, aber was tut man nicht alles, damit Vcc geschaltet wird! O:)

Hmmm ... also für die zweite Anwendung würde ich den IRF9Z34N nehmen.
Gibt es für die erste Anwendung des "Sensorschaltens" einen kleineren FET im z.B. SO92-Gehäuse, mir sind die alle zu klobig?! *g*

Ich werde mir langsam meine Idealvorstellung von 0,000V Spannungsabfall abschminken! *lol*

Viele Grüße,
Florian

kalledom

03.08.2006, 14:16

Hallo Florian,
0,4 mm Durchmesser sind 0,128 mm2; halte ich für etwas dünn. Ich verwende zum Anschluß von (Elektronik-) Steckern bis ca. 1A etc. 0,25 oder 0,35 mm2.
0,5 oder 0,75 mm2 wäre unter 1A mit Kanonen auf Spatzen schießen. Diese Querschnitte dürften z.B. bei SubMinD etwas schwierig anzulöten sein.

@dennisstrehl
Mit Ausgleichstrom bei unterbrochenem GND ist von mir subjektiv und vermutlich falsch angenommen, es ist mir persönlich nicht geheuer, weil der gemeinsame Bezugspunkt weg ist. Mir schwirrt da der unterbrochene 230VAC Null durch den Kopf, was sehr unangenehm werden kann.
Würdest Du im PKW den GND schalten ? Oder doch lieber den +12V ?
Mit den Problemen bei unterbrochenen GND's, bewußt und ungewollt, bin ich zu oft konfrontiert worden; vielleicht hat sich deswegen eine gewisse Anti-Symphatie bei mir gebildet.

Der IRF7416 hat interessante Werte, leider ein SO-8 SMD-Gehäuse.

@Florian
Mit den vertauschten Pegeln kannst Du aber sicher besser leben, als beim Einschalten bis zur Programm-Initialisierung und währen jemand Rest betätigt, alles eingeschaltet wird. Nach Reset sind alle Pins Eingänge mit High-Pegel bei einem PullUp. Die N-FET's würden dann durchschalten.

PS: Wenn Lasten mit einer anderen Spannung als 5V geschaltet werden, ist natürlich ein N-FET besser und einfacher; er sollte aber einen Transistor zum Invertieren vorgeschaltet haben.

Florian

03.08.2006, 14:26

Hallo Karl-Heinz!

0,4 mm Durchmesser sind 0,128 mm2Wie kommst Du auf den Wert?
35µm (Kupferdicke) = 0,035mm
0,035mm * 0,4mm = 0,014mm^2
Oder meinst Du nicht den Leiterquerschnitt?

Der IRF7416 hat interessante Werte, leider ein SO-8 SMD-Gehäuse.Ja, das ist ein kleiner Schönheitsfehler (aus meiner Sicht), ich wollte diesen Roboter gerne noch vollständig in DIL u.ä. beenden! *komisches Anliegen, ich weiß*

Viele Grüße,
Florian

kalledom

03.08.2006, 15:05

Verbindungen dicker Wie dick?
Ich habe bisher immer so um die 0,4mm verwendet und außenherum GND. Wie kommst Du auf den Wert? Haha, ich bin von Draht-Durchmesser ausgegangen, außenherum = Abschirmung.
Leiterbahnen min. 14...16 MIL, Plus min 25 MIL, GND min 50 MIL.

dennisstrehl

03.08.2006, 15:12

Na jut, schöner und sicherer ist zugegebenermaßen mit nem P-Kanal.
Das mit dem SO-8 hatte ich ganz vergessen :oops:, sry.

> Nach Reset sind alle Pins Eingänge mit High-Pegel bei einem PullUp. Die N-FET's würden dann durchschalten.

Die internen Pullups sind nach Reset aus. (Im Mega48-Datenblatt zumindest). Und warum sollte man externe dranhängen? Bei den Ausgangstreibern vom AVR ist das imho nicht nötig.

MfG

kalledom

03.08.2006, 15:23

@dennisstrehl
Welche Spannung liegt während Reset des µC ohne PullUp am Gate des FET an ? Wie reagiert der FET darauf ?
Der interne PullUp des µC dürfte einige KiloOhm haben, was ein Umladen des C im Gate des FET zumindest in eine Richtung verlangsamt.
Deshalb ist mir persönlich ein externer PullUp von 1k lieber. Damit wird etwas schneller umgeladen / geschaltet und es liegt immer ein definierter Pegel am Gate an, auch während Reset des µC.

Florian

03.08.2006, 15:27

Hallo Kalle!

Haha, ich bin von Draht-Durchmesser ausgegangen, außenherum = Abschirmung.
Leiterbahnen min. 14...16 MIL, Plus min 25 MIL, GND min 50 MIL.außenherum = Abschirmung = Aura! O:)
Meinst Du mit MIL mm oder 1/100mm?
Wenn es 1/100mm sind, dann liege ich ja genau im Rahmen! ;o)

Viele Grüße
Florian

dennisstrehl

03.08.2006, 15:29

@Kalle: Warum kein Pulldown, dann würd's doch gehen?

MIL = milli-inch = 2,54cm / 1000

MfG

Florian

03.08.2006, 15:57

MIL = milli-inch = 2,54cm / 1000Hmmm, nagut 0,0254mm * 14mm sind 0,3556mm^2, da liege ich doch noch etwas weiter entvernt von! ;o)
0,3556mm^2 / 35µm (0,035mm) = 10,16mm
Das finde ich doch schon ziemlich breit, so eine 1cm breite Leiterbahn, oder habe irgendwo einen Rechenfehler oder logischen Bruch!?

Viele Grüße
Florian

dennisstrehl

03.08.2006, 16:04

Also der erste Teil der Rechnung stimmt so in etwa.
1 MIL sind 0,0254mm, 14 MIL sind damit 0,3556mm. (ohne Quadrat)
Die Zeile danach lässte weg und gut ;)
25MIL -> 0,635mm
50MIL -> 1,27mm

MfG

kalledom

03.08.2006, 16:14

@dennisstrehl
Wer sorgt bei einem PullDown für High-Pegel ?
Ich kenne PIC's und einige andere, der AVR ist mir (noch nicht) so geläufig.
Die PIC's schalten bei Low den GND, bei High nix, außer bei I/O-Pins, die intern einen PullUp haben, der per Software aktiviert wurde.
Hilft aber auch nicht während Reset, da sind die I/O-Pins auf Eingang gesetzt, ziehmlich hochohmig und ohne interne PullUp's.
Wenn die Ausgänge des AVR einen Gegentakt-Ausgang haben, geht es mit einem PullDown für den Reset-Fall, da bei High tatsächlich ein Plus rausgeschaltet wird; aber ist das wirklich beim AVR so ?

@Florian
Meine gesamten Angaben, bis auf die MIL, bezogen sich auf Draht-Leitungen und nicht auf Leiterbahnen. Für Leiterbahnen gelten andere Regeln, da sie eine größere Oberfläche zum Kühlen haben und in extremen Fällen auch noch 'aufgerauht' werden, damit die Oberfläche noch größer wird.
Im Übrigen sind Leiterbahnen kürzer als Leitungen zu Senoren und Aktoren.
Geh mal auf meine Seite http://www.domnick-elektronik.de/lnksuch.htm , da sind unten zwei Links für Leiterbahn-Berechnungen.

Florian

03.08.2006, 16:24

Also der erste Teil der Rechnung stimmt so in etwa.
1 MIL sind 0,0254mm, 14 MIL sind damit 0,3556mm. (ohne Quadrat)
Die Zeile danach lässte weg und gut
25MIL -> 0,635mm
50MIL -> 1,27mmAch, Danke! *rofl*

@Kalle:
Achso, Danke!

Im SO92-Gehäuse ist euch nichts gutes bekannt?
Ich hatte eigentlich nicht vor meine gesamte Platine mit FETs vollzukleistern! ;o)
Auf einer 1/2Euro-Platine (100x80mm) sollen 1 Mal die gesamte Vcc und 6 Mal die Vs für die Sensoren geschaltet werden, da wären für die 6 FETs SO92 besser als TO220.

Viele Grüße und Danke für's Engagement
Florian