Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : Led masse trennen
Hallo Leute,
ich habe für meine Modellflieger eine Doppelstromversorgungn über eine Doppeldiode und 2 Mosfetschalter gebaut. Ich habe an jedem Ausgang eine LED angeschlossen. Die Masse bzw. Minus wird über die Mosfetschlater geschaltet. So auch die LED´s mein Problem ist nur das in den Empfängern die Masse und die Plussleitung durchgeschleift sind. Bedeutet: Ein Mosfetschlater an sind beide LED´s an. Meine Frage nun gibt es irgerndwas womit ich die Masse "trennen" kann damit die LED´s auch einzeln leuchten?
Ich danke euch für eure Hilfe
Ohne Schaltplan wird das, glaube ich, nichts. Doppelstromversorgung ist eine Umschaltung zwischen zwei Akkupacks? Wozu die Doppeldiode, wo sitzt die? Die LEDs sollen anzeigen, welcher Akku gerade die Schaltung treibt? Viele Fragen die eine einfache Skizze beantworten könnte.
i_make_it
29.11.2015, 11:24
Modelflieger bedeutet ja Servos und ggf. Fahrtenregler (Elektroflug)
Also als Steuersignale 20ms positiv oder negativ Puls. (bei Analogservos)
Der Puls ist ja massebezogen.
Wenn Du die Masse trennst, auf was bezieht sich dann dein Steuersignal.
Willst Du die Masse trennen, mußt du vorher Wandler haben, die deine Steuersignale von einem massebezogenen Signal zu einem potentialfreien Differenzsignal umwanden und zurück.
Sollte es zwichen der einen Masse und der anderen einen Potentialunterschied geben, dann kommt im günstigsten Fall kein Steuersiganl an. Im ungünstigsten Fall kommt es immer wieder zu aussetzern und das erst nach einigen Flugminuten.
Anstelle die Masse zu schalten wäre es günstiger die Spannung zu schalten.
Kein Eingriff in die Steuerung und damit im Falle eines Falles kein Verlust der Zulassung der Steuerung mit den Folgen bei Schäden an Fremdeigentum. Ich weis nicht wie groß dein Model ist, aber ich habe schon mal ein Semiscale mit 4 mal 10ccm in ein Auto gesemmelt. Da war ich froh das die DMFV Haftpflicht gezahlt hat.
http://www.dmfv.aero/versicherung/versicherungen-fuer-modellflug-einzelmitglieder/
Wenn also nicht Masse sondern "Plus" trennen. Ggf. mal Angaben zu den Empfängern (bei Plural also midestens 2. Warum mehr als einer?) und welche Verbindungen (Multiplex/Futaba etc.)
Normalerweise hat man eigentlich eine Versorgung für den Empfänger und eine für Leistungssteller (Leistungsfahrtenregler, große Servos etc.) und da ist eigentlich dann nur Masse und die Siganlleitung verbunden. Plus geht von getrennten Ackus aus.
Eventuell sind auch ein paar erklärende Bilder ganz hilfreich.
Ich stelle mal nachfolgend das Layout ein.
Ich habe 2Akkus die über eine Doppeldiode auf ein Plus gehen. Masse wird über einen BC557 und einen MOSFET IRFZ44N geschaltet. Zum Ein- und Ausschalten sind 2 Polige Umschalter verbaut. Sollte der Schalter sich kaputt klappern sollte (was schon mal in Verbrennermodellen vorkommen kann), ist der MOSFET-Schalter aktiv. Die LED´s sind ja nach den FET´s angebraucht. 1x Anschalten leuchten beide LED´s da im Empfänger die Masse und Plussleitung an allen Ausgängen miteinader verbunden sind. Mir geht es drum ob es möglich ist das nur die LED leuchtet wenn ich den zugehörigen Schalter einschalte.
Die Spannung die Geschaltetet werden muss ist ein 5Zelliger NIMH-Akku mit 6V.
30939
Dies ist nochmal der Schaltplan zur Schaltung, die Masse ist auf dem Schaltplan zusammen da diese im Empfänger miteinander Verbunden ist und ich diese nicht trennen kann.
30943
Der Schaltplan ist wohl noch etwas optimierungsbedürftig. Die beiden Zweige sind im Layout symmetrisch, im Schaltplan aber unterschiedlich, vermutlich ein Zeichenfehler. Verglichen mit dem Layout ist es im Schaltplan wohl der obere Zweig. Wenn das so ist, fliesst der Strom jetzt über den Schalter, nicht über den MOSFET (das kann man so machen, aber der Schalter wird es evt. nicht lange machen wollen, wenn die Ströme höher sind). Zweck des eingebauten Bipolartransistors ist unklar, es gilt aber im allgemeinen als unschicklich, den Emitter eines NPN mit dem positivsten Punkt der Schaltung zu verbinden, ein Überschreitung der maximalen Emitter-Basis Spannung ist sehr wahrscheinlich. Doppeldiode dient als Verpolschutz? Dafür sollte eine Einfachdiode auch genügen.
Im Anhang ein Schaltplanentwurf zur allgemeinen Diskussion. Was noch fehlt: Verpolschutz, falls nötig und Schutz des MOSFET vor ESD.
30944
i_make_it
30.11.2015, 07:54
@ben2003: auch in der zweiten Variante sind beide Zweige immer noch verschieden.
30946
Wobei sich mir der Sinn von S1 (bei einem Modellflugzeug wo niemand mitfliegt um ihn zu betätigen) nicht erschließt.
Die Funktion zwichen den Akkus wechseln zu können, macht für mich nur Sinn, wenn sie automatisch erfolgt wenn ein Akku leer ist.
An sonsten schleppt man grade bei einem Flugmodell doch nur totes Gewicht mit.
Wenn ich schon landen muß um den Schalter umzulegen, kann ich auch gleich den Akku wechseln.
@ i make it: Der sinn der Schalter ist das ich wenn ich gelandet bin die Stromversorgung kappen kann, da ich ohne das abbauen der Fläche nicht an den Akku komme. DANKE IM SCHALTPLAN IST DIE B RICHTIG
@ranke, wenn in deinem Schaltplan der schalter Kaputt geht, fließt der Gatestrom über 1k Widerstand ab? Somit ist die Stromversorgung tot? Oder bin ich falsch? Transistor ist verbaut um ggf. Taster oder Magnetschalter zu verwenden.
@ranke, wenn in deinem Schaltplan der schalter Kaputt geht, fließt der Gatestrom über 1k Widerstand ab? Somit ist die Stromversorgung tot? Oder bin ich falsch?
Nein, da bist Du ganz richtig. Wenn es besser wäre bei einem Schalterdefekt die Stomversorgung nicht mehr abschalten zu können, zieht man das Gate per Pullup (parallel LED) hoch und schaltet nach Masse. Wenn man wirklich sehr unzuverlässige Schalter verwenden will, könnte man auch mehrere parallel schalten um zusätzliche Redundanz zu schaffen. Der mechanische Schalter kann in der einen wie in der anderen Variante auch durch einen Transistor ersetzt oder ergänzt werden, aber das war bisher noch nicht gefragt.
Okay, wie setzte ich dann den Transistor ein? Ich möchte über den mechanischen Schalter ein und aus schalten. Bei Schalterdefekt soll die Versorgung anbleiben. Das ist egal was für Schalter verwendet werden, wir hatten schon bei allen das Problem das die durch die Vibrationen kaputt gehen...
Danke für eure Hilfe
OK, ein neuer Vorschlag. Es gibt jetzt einen S1, der aktiviert die Batterie wenn geöffnet, dann leuchtet auch die LED. Die LED bekommt jetzt nur etwa 1mA, weil sie den Strom über den Pullup (470 Ohm) bezieht und dabei die Gatespannung nicht zuweit herunterziehen soll. Das reicht normalerweise für eine Anzeige aus, eventuell eine Low-current LED wählen. Eine genaue Dimensionierung kann ich jetzt nicht machen (ich kenne weder Spannungen noch Ströme). S2 schaltet genauso über den Transistor (S2 geöffnet = Batterie aktiv). Wenn einer oder beide Schalter geschlossen sind, ist die Batterie inaktiv. Falls die umgekehrte Funktion von S2 gewünscht wird (also S2 geschlossen = Batterie aktiv), könnte man an der Stelle von S2 eine Brücke einsetzen und S2 statt des 4k7 zwischen Basis und Minus einsetzen.
30947
Super ich danke dir für deine Mühe! aber laut Zeichnung müsste ich ja pro Akku 2 Schalter verbauen? Ich habe es mit einem Umschalter gedacht zu bauen? Ist das Möglich?
Gehen denn die Bauteile was ich habe? FET IRFZ44N/ Transistor ist ein PNP BC557?
Spannung die geschalten wird sind 6V Akku bzw 6,6V LIFEPO, Stom ist nicht genau zu sagen was da durchgeht aber MAX. belaufen sich kurzzeitig auf ca. 15A
Peter(TOO)
30.11.2015, 15:09
Hallo,
Bei Schalterdefekt soll die Versorgung anbleiben. Das ist egal was für Schalter verwendet werden, wir hatten schon bei allen das Problem das die durch die Vibrationen kaputt gehen...
Tja, es gibt zwei Arten eines Schalterdefekts!
Er kann den Stromkreis dauernd unterbrechen oder auch kurzschliessen.
Schalter ist eben auch nicht Schalter!
Es gibt Schalterkonstruktionen, welche bei einem mechanischen Defekt einen garantierten Zustand annehmen.
In der Elektrotechnik ist der Schütz das bekannteste Element mit solchen Eigenschaften.
Grundsätzlich ist ein Schütz ein Relais.
Als Schütz darf aber so ein Relais nur bezeichnet werden, wenn konstruktiv sichergestellt ist, dass der Stromkreis in jedem Fall sicher unterbrochen wird. Bei einem Schütz muss indes auch noch gewährleistet werden, wenn der Kontakt verschweiss ist oder eine Feder gebrochen ist.
MfG Peter(TOO)
aber laut Zeichnung müsste ich ja pro Akku 2 Schalter verbauen?
Der Transistor ist ja nicht notwendig, nur eine weitere Möglichkeit zu schalten. Wenn ein mechanischer Schalter genügt dann nimm den S1 und lasse Transistor, S2 und die beiden Widerstände an der Basis des Transistors einfach weg. Die Schaltung ist jetzt so, dass der jeweilige Akku dann zugeschaltet wird, wenn der Schalter nicht leitet. Ob das an einem defekten Schalter liegt, oder daran, dass der Schalter ausgeschaltet ist, ist der Elektronik egal.
Das ist egal was für Schalter verwendet werden, wir hatten schon bei allen das Problem das die durch die Vibrationen kaputt gehen...
Bist Du sicher dass das die Vibrationen waren? Wenn das nach dem von Dir geposteten Schaltplan / Layout gebaut war, dann ist der gesamte Strom immer über den Schalter geflossen. Schau Dir Deinen Schaltplan diesbezüglich nochmal genau an. Ich vermute, Du hast die Schalter dadurch elektrisch überlastet.
6V bis 15A sollte soweit passen. Am besten, Du probiert es mal, den BC557 brauchst Du nicht, für den IRFZ44N finde ich im Moment kein Datenblatt, aus dem ich den On-Widerstand bei UGS von etwa 5V ablesen könnte. Falls er zu warm wird, sollte man als Ersatz einen Logic-Level Mosfet auswählen.
So ich habe die Schaltung jetzt mal in einen Schaltplan umgesetzt:
30950
Datenblatt für den IRFZ44N:
http://www.reichelt.de/IRFZ-44N/3/index.html?&ACTION=3&LA=446&ARTICLE=8820&artnr=IRFZ+44N&SEARCH=irfz44n
Wäre schön wenn es mit denen geht da ich da noch ein paar liegen habe.
Welchen Logic-Level Mosfet würdest du mir für die Schaltung empfehlen?
Diese LED´s sollten es werden:
http://www.reichelt.de/LEDs-5-mm/LED-5MM-2MA-GN/3/index.html?&ACTION=3&LA=2&ARTICLE=21625&GROUPID=3019&artnr=LED+5MM+2MA+GN
Der Gruppenstrom ist jetzt bei diesen LED´s mit 2mA angegeben. Sollte doch noch gehen oder muss ich den On-Widerstand verkleinern?
Bezüglich der defekten Schalter die defekte sind OHNE die Schaltung von mir aufgetreten. Sind auch Schalter bei den zu kaufenden Stromversorgungen kaputt gegangen...
Ich möchte mich nochmal recht herzlich bei dir für deine Hilfe bedanken!!! Ich bin froh das es Leute wie dich gibt!!!
Die Doppeldiode ist eingesetzt da ich den Spannungsabfall von ca. 0,7V nutzen möchte. Um die Servos nicht zu überlasten
Den Schaltplan kann ich nicht öffnen, möglicherweise ein von der Forensoftware nicht unterstützes Dateiformat? pdf, jpg, png oder tiff sollten gehen.
Nochmal zum IRFZ44N. Das dritte Dokument im Reichelt-link enthält die notwendige Info. Aus Fig. 3 (Seite 3) lese ich bei UGS 5V und UDS 6V einen RDS(ON) von etwa 0,018 Ohm. Bei 15A errechnet sich eine Verlustleistung von 15A * 15A * 0,018Ohm = 4 Watt. Das TO220 Gehäuse hat ohne Kühlkörper etwa einen Wärmewiderstand von 60°/Watt. Damit errechnet sich bei 20°C Umgebungstemperatur eine Temperatur am Chip von 20° + 4 * 60° = 260°C. Zulässig wären maximal 175°C. Das könnte beunruhigen. Eine Nachrechnung für die Doppeldiode zeigt aber, dass diese bei 15A etwa 10W verbrät, bei einem ähnlichen Gehäuse. Es wäre also zuerst ein Ausfall der Doppeldiode zu erwarten. Nachdem die 15A ein mutmasslicher, kurzzeitiger Spitzenwert sind, ist die Sache vielleicht nicht kritisch. Viele Dinge funktionieren auch dann, wenn man das rechnerisch nicht belegen kann. Ich würde vorschlagen, man baut das mal so auf und probiert ob es geht und prüft, wo etwas warm wird. Man kann evt. noch ein Kühlblech anbringen.
LEDs: Die LEDs sind gut geeignet, sie bekommen durch die Vorwiderstände 4,7kOhm + 470 Ohm bei 6V - 1,5V knapp 1mA. Das ist fast so hell wie 2mA ohne die LED grenzwertig zu belasten.
Schalterdefekte: Ich akzeptiere, dass in Deiner Anwendung mechanische Schalter Kontaktprobleme haben, warum das so ist müssen wir ja nicht haarklein ausdiskutieren. Entsprechend Deiner Erfahrung haben wir jetzt die Schaltung ausgelegt.
Doppeldiode: Bleibt unter den gegebenen Umständen natürlich in der Schaltung. Sinnvoll wäre dann sicher, wenn man den Pullup-Widerstand (4,7kOhm) an das Gate zum Mosfet vor der Doppeldiode (also direkt an den Pluspol der Batterie) anschließt: er bekommt dann erstens die volle Spannung, zweitens auch nur dann, wenn der betreffende Akku tatsächlich angeschlossen ist.
Ich werde den Schaltplan heute Abend nochmal einstellen! Komisch das der sich nicht öffnen lässt. Den Pullon habe ich auch vor der Diode angeschlossen. Wenn ich jetzt S1 schließe fließt die Gate-Spannung ab, im Zustand aus. Ist dort Stromverbrauch da? mA Bereich?
Wenn ich jetzt S1 schließe fließt die Gate-Spannung ab, im Zustand aus. Ist dort Stromverbrauch da? mA Bereich?
Ja, bei 6V und 470 Ohm Pull-up etwa 13mA im ausgeschalteten Zustand.
Okay lässt sich das noch verringern?
Okay lässt sich das noch verringern?
Auf etwas unter 10 mA, wenn man die Widerstände noch erhöht. Dabei sollte der Vorwiderstand der LED mindestens 8-10 mal so groß sein wie der Pull-Up. Das kann man soweit treiben, bis die LED zu dunkel wird. Am besten, Du probierst mal wie hoch man mit dem Vorwiderstand bei 6V für die LED gehen kann damit sie noch gut erkennbar leuchtet. Das wäre dann der Vorwiderstand für die LED, ein Zehntel von dem Wert nehmen wir als Pull-Up.
Wenn das nicht reicht kann man auch mit etwas mehr Schaltungsaufwand (Transistor kommt wieder dazu) weiterkommen.
Okay bedeutet: Nehme ich einen 10k Vorwiderstand wird der Pull-UP ein 1k Widerstand.
Die Schaltung wird bei Lagerung abgeklemmt aber bei Standzeit auf dem Flugplatz wird sie ja nicht abgeklemmt. Und da steht das Modell mit angeklemmter Stomversorgugng auch gut und gerne mal eine Stunde ohne bewegt zu werden. Deshalb ist es schön wenn die Stromversorgung im ausgeschalteten Zustand so wenig wie möglich verbraucht.
Peter(TOO)
01.12.2015, 14:13
Hallo,
Bat1+ O---+------------------+----
| |
| O
o / + Schaltung
/
o
| - Schaltung
| O
| |
| |----+---
+-------+-----||<+
| | |--+
___ | |
LED \ / | |
V --- |
--- | | |
| | | R2 |
--- | | |
| | --- |
R1 | | | |
| | | |
--- | |
| | |
+-------+--------+
|
Bat1- O
Ganz ohne Ruhestrom.
R1 = entsprechend der LED anpassen
R2 = 10-100k
MfG Peter(TOO)
Hallo Peter, da stehe ich aber auch wieder vor dem Problem mit dem Schalter. Ich weiß das du geschrieben hast das es auch Schalter gibt die einen gewissen Sollzustand annehmen bei defekt. Wir verbauen aber nur Kleinstschalter. Mini-Schiebeschalter o. Kippschalter.
Ich habe den Schaltplan mal nochmal grob gezeichnet:
30955
- - - Aktualisiert - - -
Könnte man auch die LED über einen eigenen Transiostor steuern? Wüde das den Stromverbrauch in aus Reduzieren?
Ich habe es mir so vorgestellt:
30956
Peter(TOO)
01.12.2015, 18:02
Hallo,
Könnte man auch die LED über einen eigenen Transiostor steuern? Wüde das den Stromverbrauch in aus Reduzieren?
Ich habe es mir so vorgestellt:
30956
SO besser nicht!!!
Wenn S1 geschaltet wird, brennt der PNP durch.
1. den 2ten 10k kannst du weg lassen.
2. Den PNP ersetzt du mit einem NPN und vertauscht Emitter und Collector.
An Stelle des Transistors könnte man auch einen kleinen FET nehmen, einfach parallel zum ersten FET schalten.
LED und Vorwiderstand kommen dann gegen UBAT+
Da nun praktisch kein Strom durch die Gates fliesst, kann man den Pull Up Widerstand im Bereich einiger 100k wählen, dann fliesst kaum ein Ruhestrom, wenn ausgeschaltet ist.
MfG Peter(TOO)
So ich habe Peter sein Vorschlag mal in einen Schaltplan umgesetzt und würde euch bitten nochmal zu prüfen ob das so richtig ist.
30959
Den Mosfet für die LED würde ich gerne aus Platzgründen gerne als SMD einsetzen, dort würde ich auch den IRFZ44N(S) einsetzen. Ist ein Pull Widerstand von 470Ohm okay?
Aber mit einem MOSFET für die LED ist schwer auf der Platine unterzubringen.
Ist das mit einem NPN Transistor auch möglich?
30960
Danke für eure Hilfe
Peter(TOO)
02.12.2015, 02:40
30959
Den Mosfet für die LED würde ich gerne aus Platzgründen gerne als SMD einsetzen, dort würde ich auch den IRFZ44N(S) einsetzen. Ist ein Pull Widerstand von 470Ohm okay?
Aber mit einem MOSFET für die LED ist schwer auf der Platine unterzubringen.
1. Die LED ist falsch herum gepolt.
2. legst du Wert darauf, den Akku sinnlos mit 13mA zu entladen? Da kannst du auch 47k an Statt der 470R nehmen.
Es gibt kleine FETs auch in den selben Gehäusen wie Transistoren, z.B. TO-93.
[Ist das mit einem NPN Transistor auch möglich?
30960
Nein, so nicht!
Hier hast du nur etwa 0.7V am Gate. Der Pfeil am Emitter zeigt an, dass sich hier eine normale Diode befindet.
Ein bipolarer Transistor ist ein Stromverstärker. Ic = Ib * Hfe
Ein FET ist ein Spannungs/Strom Wandler Id = Ugs * gfs
Kann aber auch als veränderlicher Widerstand betrachtet werden, da Uds/Id einen Widerstand ergibt.
MfG Peter(TOO)
Hallo, jetzt noch einmal ein Vorschlag von mir, mit vermindertem Ruhestrom im ausgeschalteten Zustand (etwa 0,3 mA pro Akku bei 6V in der vorgeschlagenen Dimensionierung).
Ist der Schalter geöffnet (wie gezeichnet), kann Basisstrom über 22k abfließen, damit fließt auch ein Kollektorstrom, der für ein positives Potential am Gate sorgt. Wird der Schalter geschlossen, sperrt der Transistor und das Gate wird über LED und 10k heruntergezogen.
30961
Peter(TOO)
02.12.2015, 18:24
Hallo,
Funktioniert so!
Den 22k könnte man noch etwas grösser machen.
Ic liegt um 1mA.
Bei einem Transistor als Schalter macht man Ib etwa 10x so gross wie nötig.
Bei einem Hfe von 100, wäre der minimale Ib also 10µA, also würde man etwa 100µA wählen. Das wären bei dir dann 56k.
Je nachdem welchen BC547 du nimmst (Der Buchstabe hinten dran (A, B oder C) ist das Hfe aber wesentlich grösser.
MfG Peter(TOO)
Hallo Peter ich habe die BC557 PNP als TYP A liegen
Peter(TOO)
02.12.2015, 19:57
Hallo,
Hallo Peter ich habe die BC557 PNP als TYP A liegen
Der hat ein Hfe von 110-220.
Deshalb habe ich mit 100x gerechnet.
MfG Peter(TOO)
Hallo Peter dann würde der Widerstand mit 2,2k doch passen?
Peter(TOO)
02.12.2015, 20:56
Hallo,
Hallo Peter dann würde der Widerstand mit 2,2k doch passen?
Potenzrechnen ist Glückssache :-)
In deinem Schema gibst du 22k an ????
Bei Ubat = 6V komme ich auf Ubat-Ube = 6V-0.7V = 5.3V
5.3V/0.1mA = 53k
Nächste Normwerte 47k oder 56k.
Der Entladestrom sollte doch möglichst klein sein.
MfG Peter(TOO)
Der Basiswiderstand am BC 557 hat 22k, nicht 2,2k, ist in der Skizze nicht ganz einwandfrei lesbar, sorry. Er kann aber - wie Peter(TOO) richtig anmerkt - auch noch etwas größer sein, dann würde der Entladestrom im ausgeschalteten Zustand noch geringer. Ich denke wir sind aber schon bald im Bereich der normalen Selbstentladung des Akkus (je nach Ah-Zahl und Technologie).
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