Mosfet statt Relais einsetzen, einsparbare Teile

[Hans W. (hansw)]

Moin,

ich habe mir ungefähr die Schaltung im Anhang gebastelt, es waren 
schonmal noch ca 5 Bauteile mehr die ich jetzt im Plan entfernt habe.

Ich würde mir gerne noch das 5V Relais mit den Dioden einsparen und habe 
mir gedacht man könne das wohl durch einen Mosfet ersetzen.
Könnt ihr mir da ein paar Tipps geben welcher geeignet wäre?
Es gibt so 1000 Stück und es ist schwierig sich da zurechtzufinden, da 
ich auch noch nie einen benutzt habe.
Anscheinend bräuchte ich wohl einen logic- mosfet n channel, ist das 
korrekt?

Sieht evtl jmd vielleicht noch eine Möglichkeit mehr Bauteile 
einzusparen?`

Was die Schaltung macht: Mit dem Poti wird ein Schwellwert eingestellt 
ab dem der Komparator ab einer bestimmten Ausgangsspannung des 
Drucksensors MPX den Timer schaltet und der dann für 5 Sekunden das 
Ventil schaltet, wodurch wiederum der Druck am Sensor unter den 
Schwellwert fällt.

Gruß

[Matthias L. (Gast)]

Wenn du einen uC nimmst, kannst du bis auf den 5V-Regler, paar Cs und 
dem Poti selbst alles andere einsparen ;-)

Wenns nur danach geht...

Das Relais kannst du durch ein FET ersetzen, welches das Ventil direkt 
ansteuert.

[Hans W. (hansw)]

witziger Weise habe ich das sogar auch schon mit uC umgesetzt, da 
brauchte ich auch kein Poti, da er einfach bei einem bestimmten ADC Wert 
dann IO schaltet.
Hätte das aber trotzdem gerne noch so analog. Will beides länger testen, 
analog sollte das vielleicht etwas robuster sein und weniger 
fehleranfällig, denke ich mir.

Könnt ihr mir evtl bestimmte FETs empfehlen? selbst bei der FET Liste 
hier sind das mal eben 100 Stück, da weiss ich nicht ein, nicht aus.

Sieht sonst jmd vielleicht noch wie ich die Schaltung weiter 
vereinfachen könnte?

Gruß

[Purzel (Gast)]

Erstaunlich, dass Leute mit Null Ahnung Tausender Serien entwickeln...

Zur Auslese eines Fets gehoeren auch noch Strome, und Spannungen. Das 
Ventil laeuft mit 24V ?

[Falk B. (falk)]

@  Hans W. (hansw)

>Hätte das aber trotzdem gerne noch so analog. Will beides länger testen,
>analog sollte das vielleicht etwas robuster sein und weniger
>fehleranfällig, denke ich mir.

Nö, aber bei der einfachen Schaltung ist das egal.

>Könnt ihr mir evtl bestimmte FETs empfehlen? selbst bei der FET Liste
>hier sind das mal eben 100 Stück, da weiss ich nicht ein, nicht aus.

Siehe Relais mit Logik ansteuern. IRLZ34N ist dein Freund. BC337 
reicht aber auch, sind ja nur 0,3A/24V.

>Sieht sonst jmd vielleicht noch wie ich die Schaltung weiter
>vereinfachen könnte?

R3 bringt nicht viel, wenn dei Poti 50k hat.
D2 ist überflüssig
C10 und der rechts daneben wahrscheinlich auch.
D3 und der C in Reihe sind unverständlich.

[Hans W. (hansw)]

>Erstaunlich, dass Leute mit Null Ahnung Tausender Serien entwickeln...
???


Ja das Ventil läuft mit 24V und hat 8W, wie im Schaltplan geschrieben.

[Dietrich L. (dietrichl)]

Falk Brunner schrieb:
> D3 und der C in Reihe sind unverständlich.

Ist das "C" vielleicht der Kontakt und "K" die Spule eines Relais?
Oder was soll das Schaltplansymbol darstellen?

Edit: Sind das etwa 2 kaskadierte Relais? Wenn ja, wozu?

[Hans W. (hansw)]

>Erstaunlich, dass Leute mit Null Ahnung Tausender Serien entwickeln...
???
danke für das Kompliment.


>R3 bringt nicht viel, wenn dei Poti 50k hat.
Danke, werde ich drüber nachdenken, den brauchte ich vorher da ich 12V 
hatte statt 5 um einen einstellbaren Bereich besser zu definieren.

>D2 ist überflüssig
ohne hatte ich Störungen am 555, bzw es hat nich richtig funktioniert.

>C10 und der rechts daneben wahrscheinlich auch.
steht so im Datenblatt des Drucksensors

>D3 und der C in Reihe sind unverständlich.
Welchen C meinst du? Das Relaissymbol ist etwas komisch im Programm, 
gehört das evtl zum Relais was du meinst?
D3 -> ohne aktiviert sich die Schaltung nach dem Abschalten wieder von 
alleine...anscheinend Störimpulse beim Abschalten des Ventils

Das eine ist ein Relais und das andere ist ein Magnetventil, dargestellt 
als Relais

[Falk B. (falk)]

@  Hans W. (hansw)

>Welchen C meinst du? Das Relaissymbol ist etwas komisch im Programm,

Es ist vollkommen falsch.

>gehört das evtl zum Relais was du meinst?

Ja.

>D3 -> ohne aktiviert sich die Schaltung nach dem Abschalten wieder von
>alleine...anscheinend Störimpulse beim Abschalten des Ventils

Logisch, das ist die Freilaufdiode vom Magnetventil. Kann man aber nicht 
erkennen, bei dem unsinnigen Symbol.

[Falk B. (falk)]

Ach ja, dann ist noch ein Fehler im Schaltplan. Dein Magnetventil hängt 
an 5V nicht 24V. Das kommt davon, wenn man schlechte Schaltpläne 
zeichnet.

Schaltplan richtig zeichnen

[Hans W. (hansw)]

Naja für das Symbol kann ich ja nix :-/

Danke für den Hinweis mit dem Fehler, das kommt von "auf die Schnelle", 
der alte Plan sieht doch besser aus oder?


>Das kommt davon, wenn man schlechte Schaltpläne
>zeichnet.
Das kommt davon, das ich mir versuche mir das "Elektro-Zeugs" nebenbei 
etwas am Wochende beizubringen und es nicht richtig gelernt/studiert 
habe :-)

Zum R3, ist es nicht sinnvoll den drin zu haben falls das Poti auf "0" 
gedreht wird?

[Falk B. (falk)]

@  Hans W. (hansw)

>Danke für den Hinweis mit dem Fehler, das kommt von "auf die Schnelle",
>der alte Plan sieht doch besser aus oder?

Dein Relais hängt dort an 12V, immer noch zu wenig für ein 24V Relais 
;-)

>Zum R3, ist es nicht sinnvoll den drin zu haben falls das Poti auf "0"
>gedreht wird?

Nö, es ist ja ein Poti. Der Widerstand zwischen den Enden bleibt gleich, 
nur der Spannungsabgriff ändert sich.

[Hans W. (hansw)]

OMG, du hast recht, danke. Falsch gezeichnet aber richtig zusammengebaut
;-)

Ich hab den Plan nochmal etwas umgezeichnet, ists jetzt "schick"? :-)


Gibts denn ausser dem R3 noch irgendetwas was ich irgendwie einsparen 
könnte, vielleicht irgendwas ersetzen um die Anzahl der Teile ingesamt 
zu reduzieren?
Habe beim Prototyen schon soo ewig lange als Anfänger rumgelötet bis es 
funktioniert hat, das wollte ich mir etwas ersparen, da ich mir noch so 
5-6 Stück für Versuche basteln möchte.

Ist es denn überhaupt sinnvoll das 5V Relais durch FET zu ersetzen?

Gruß

[Falk B. (falk)]

@  Hans W. (hansw)


>Ich hab den Plan nochmal etwas umgezeichnet, ists jetzt "schick"? :-)

Ja, aber ein neur Fehler an C10/C11.

>Habe beim Prototyen schon soo ewig lange als Anfänger rumgelötet bis es
>funktioniert hat, das wollte ich mir etwas ersparen,

Übung macht den Meister.

>Ist es denn überhaupt sinnvoll das 5V Relais durch FET zu ersetzen?

Im Prinzip schon.

[Hans W. (hansw)]

oh danke.

Ich wollte es dann erstmal mit dem BC337 versuchen, da ich so einen noch 
irgendwo rumliegen habe.


Den Widerstand habe ich aus (5V-0,7V)/(0,333/100hfe)=1290 Ohm
Wäre das so richtig? Für hfe sollte man die niedrigste nehmen laut 
Beschreibung.

Ich habe dazu eine (dumme) Frage: Ist das mit dem max power dissipation 
600mW nur auf den Basis Strom und Spannung bezogen? Sonst hätte ich 
gedacht ich hätte auch die 8Watt vom Magnetventil am Transistor?

Edit:
Ops, es müssten natürlich 1,2k sein und nicht 12 im Schaltplan.

Oder sollte ich diesen allgemeinen Standardwert 4,7k nehmen?

Ich habe auch einen BD 675A, wäre der nicht noch besser?

Gruß

[Matthias L. (Gast)]

>Wäre das so richtig?

Im Prinzip ja. Aber damit stellst du maximal den genannten Strom ein. 
Braucht das Ventil a bizerli mehr, blockiert das der Transistor. Also 
ist das eher als als Obergrenze zu sehen. Du kannst den LastStrom von 
333mA auch vergrössern. Das nennt man dann Sättigen. Also quasi denn 
Basiswiderstand so berechnen, als ob du 500mA Last hättest..

>im Schaltplan.
Tippfehler bei Dir. Aber die Verschaltung eines npn Transistors solltest 
du dir nochmal ansehen. SO wird das nicht funktionieren.

>power dissipation 600mW nur auf den Basis Strom und Spannung bezogen?
Jein. Zumindest nicht auf die 8W des Magnetventiles. Die 
PowerDissipation ist auf den gesamten Transistor bezogen, also gilt:
P = Ib * Ube + Ic * Uce
denn diese beiden Komponenten erzeugen Wärme im Transistor.

[Hans W. (hansw)]

ah ich glaube ich habe den Transistor falsch dran und er würde jetzt 
durchschalten, wenn der Schwellenwert nicht erreicht ist und beim 
Erreichen abschalten. Also genau umgekehrt wie ich das möchte, sehe ich 
das richtig?

[Jens G. (jensig)]

>Was die Schaltung macht: Mit dem Poti wird ein Schwellwert eingestellt
>ab dem der Komparator ab einer bestimmten Ausgangsspannung des
>Drucksensors MPX den Timer schaltet und der dann für 5 Sekunden das
>Ventil schaltet, wodurch wiederum der Druck am Sensor unter den
>Schwellwert fällt.

Um noch mal auf die Anfangsbeschreibung zurückzukommen:

Ist es wirklich klug, das Ventil sensorgesteuert einzuschalten, und dann 
zu glauben, zeitgesteuert nach 5s im richtigen Moment abgeschaltet zu 
haben?
Ich kenne zwar Deinen konkreten Einsatzzweck nicht, aber wenn es eine 
normale Drucksteuerung werden soll, wo bei einem bestimmten Drcuk 
eingeschaltet, und bei einem anderen bestimmten Druck abgeschaltet 
werden soll, würde ich das ganze komplett sensorgesteuert machen, und 
nicht einmal sensor-, dann zeitgesteuert.

Man muß auch bedenken, daß, wenn der Druck nach den 5 Sekunden noch 
nicht weit genug gefallen ist, um den Komparator wieder umschwenken zu 
lassen, dann (Komparatorausgang also immer noch auf L), dann würde sich 
die Schaltung sozusagen in dem Zustand verklemmen (der 555 wäre in dem 
Zustand wohl nicht wieder re-triggerbar, und Dein Kessel platzt).

Übrigens wäre eine komplett sensorgesteuerte Schaltung (also für ein- 
und ausschalten) auch wesentlich einfacher - man könnte den 555 komplett 
einsparen.

[Falk B. (falk)]

@  Jens G. (jensig)

>normale Drucksteuerung werden soll, wo bei einem bestimmten Drcuk
>eingeschaltet, und bei einem anderen bestimmten Druck abgeschaltet

Macht er doch praktisch.

>Man muß auch bedenken, daß, wenn der Druck nach den 5 Sekunden noch
>nicht weit genug gefallen ist, um den Komparator wieder umschwenken zu
>lassen, dann (Komparatorausgang also immer noch auf L), dann würde sich
>die Schaltung sozusagen in dem Zustand verklemmen

Nö, die Schaltung ist statisch getriggert.

>Übrigens wäre eine komplett sensorgesteuerte Schaltung (also für ein-
>und ausschalten) auch wesentlich einfacher - man könnte den 555 komplett
>einsparen.

;-)

[Hans W. (hansw)]

Danke für die Hinweise.
Daran hatte ich auch schonmal gedacht, dann bräuchte ich einen 
Fenster-Komparator, oder?
Kannst du mir da noch ein paar Hinweise geben, dann versuche ich das 
auch mal umzusetzen.

Also der Druck bewegt sich im Bereich vom 10-20mbar und ist schneller 
auf Umgebungsdruck zurück als man Piep sagen kann.
Dann würde es blitzschnell Klack-Klack machen, wäre das egal? Dachte mir 
mit kleiner Pause wäre es besser.

Ich hab das erste komplett ohne Timer gebastelt, aber da hat es nicht 
ganz ausgereicht von der Zeit her. Das nächste war mit Kondensator, aber 
da waren die Zeiten zu unterschiedlich. Bevor irgend etwas platzt sind 
schon längst Schläuche und Plastikstopfen weggeflogen :-)

Im Schaltplan ist falsch, dass das Relais an den Collector des 
Transistors müsste und nicht an den Emitter, richtig?

Wäre ein BD675 besser/genauso gut geeignet wie ein BC377?


Gruß

[Jens G. (jensig)]

@ Falk Brunner

>Macht er doch praktisch.

hmm - beim Einschalten ja. Aber zeitgesteuertes abschalten muß nicht 
immer einen bestimmten Druck entsprechen, wenn da noch undefinierbare 
Störgrößen mit reinspielen.

>Nö, die Schaltung ist statisch getriggert.

Ich glaube, da muß man aufpassen. Den 555 gibt's von unterschiedlichen 
Herstellern, und die hatten manchmal diverse Unterschiede - manchmal 
statisch getriggert, manche flankengetriggert. Ob das heute noch so ist, 
kann ich jetzt nicht genau sagen. Jedenfalls hatte mir sowas damals 
einen Strich durch die Rechnung gemacht, weil die 555 leicht 
unterschiedlcihes Eingangsverhalten aufwiesen.
Aber ok, da hier offensichtlich ohnehin ohne Hysterese gearbeitet wird, 
sollte dieser Zustand eigentlich kaum auftreten, denn der Sensor+Komp. 
sollten ja sofort wieder umschwenken, sobald der Druck ein klitzekleines 
Stück abgesunken ist.

[Jens G. (jensig)]

>Daran hatte ich auch schonmal gedacht, dann bräuchte ich einen
>Fenster-Komparator, oder?
>Kannst du mir da noch ein paar Hinweise geben, dann versuche ich das
>auch mal umzusetzen.

Nicht Fensterkomparator, sondern Komparator mit Hysterese. Mal danach 
suchen.
Grundprinzip besteht darin, daß man über einen R den Ausgang des Komp. 
auf den +-Eingang rückkoppelt (Mitkopplung), so daß zw. ein und 
ausschalten ein Todbereich entsteht.
Aber wenn es wirklich ganz schnell einen Druckausgleich gibt, dann 
könnte die ZEitschaltung auch ok sein.

[Hans W. (hansw)]

ach was mir noch dazu einfällt, vielleicht liege ich ja gar nicht so 
falsch.

Ich möchte ja das in jedem Fall Umgebungsdruck vorherrscht. Auch eine 
Sekunde würde da schon reichen. Wie gesagt, max 20mbar.

Würde ich jetzt den unteren Wert definieren,dann müsste ich doch den 
Offset vom Sensor nehmen. Der ist bei jedem Sensor anders. Ausserdem 
kann der sich nicht verschieben?

edit:
mit Rückkopplungs R hatte ich das auch schon probiert, hatte mir jetzt 
aber keinen Vorteil gebracht. Bzw habe ich das so gesehen.

Der Druck steigt langsam auf 20mbar und fällt dann ca in einer Sekunde 
wieder durch das Ventil auf Umgebungsdruck.

[Hans W. (hansw)]

Ist es jetzt so richtig?


Mit der Basiswiderstandsberechnung tue ich mich schwer.

(5V - 1,4V Darlington Steuerspannung)/(zur Sicherheit 0,5A statt 0,3A/ 
Current Gain) =5400 Ohm

Wobei Current gain mit 750 mit für 1,5A und 3V angegeben ist, sonst 
nicht.

Wie mache ich das da am besten?

Ich habe jetzt 1K genommen da mir 5K irgendwie zu hoch erscheint.

Wie heisst die Steuerspannung eigentlich im Datenblatt? Base Emitter On 
Voltage? Bei Dioden heisst es zumindest Forward Voltage, aber das finde 
ich hier nicht.


Hatte Falk sich jetzt vertan mit dem BC377 oder habe ich da noch etwas 
nicht gecheckt?

[Falk B. (falk)]

@  Hans W. (hansw)


>(5V - 1,4V Darlington Steuerspannung)/(zur Sicherheit 0,5A statt 0,3A/
>Current Gain) =5400 Ohm

Ist fast Ok, fehlt aber noch der Übersteuerungsfaktor von 2-3. AUsserdem 
hat der LM555 ca. 1,5V Spannungsabfall gegen VCC.

>Ich habe jetzt 1K genommen da mir 5K irgendwie zu hoch erscheint.

Ist OK.

>Hatte Falk sich jetzt vertan mit dem BC377

Nö. Für 300mA reicht der, auch wenn er nur eine Stromverstärkung von 60 
hat. Macht bei 300mA und Faktor 3 ca. 150 Ohm für R3.

[Hans W. (hansw)]

Danke schön.

Ich glaube, ich habe meinen Fehler mit der max power 680mW  beim BC337 
gefunden habe.

Wäre 0,7V * 0,333A = 0,23W Dissipation richtig?

[Falk B. (falk)]

@  Hans W. (hansw)

>Ich glaube, ich habe meinen Fehler mit der max power 680mW  beim BC337
>gefunden habe.

>Wäre 0,7V * 0,333A = 0,23W Dissipation richtig?

Ja.

[Jens G. (jensig)]

>Ich möchte ja das in jedem Fall Umgebungsdruck vorherrscht. Auch eine
>Sekunde würde da schon reichen. Wie gesagt, max 20mbar.

>Der Druck steigt langsam auf 20mbar und fällt dann ca in einer Sekunde
>wieder durch das Ventil auf Umgebungsdruck.

Ok. Dann gebe ich mich geschlagen ;-)

>Wäre 0,7V * 0,333A = 0,23W Dissipation richtig?

Wenn die 0,7V einfach eine Diodenspannung darstellen sollen, dann ist 
die Annahme falsch. Denn Uce im eingeschalteten Zustand entspricht ja 
nicht einer Diodenspannung, sondern ist unabhängig davon (zumindest bei 
einfachen (non-Darlington) Transistoren).
Es gibt Transis, die liegen da deutlich unter 100mV.
Um das genauer bestimmen zu können, mußt Du im Datenblatt nach Uce_sat 
(oder so ähnlich) (Sättigungsspannung) gucken. Am besten in ein 
entsprechendes Diagramm, sofern da eins drin ist, da die 
Sättigungsspannung abhängig ist von Ib und Ic.

[Falk B. (falk)]

@  Jens G. (jensig)

>>Wäre 0,7V * 0,333A = 0,23W Dissipation richtig?

>Wenn die 0,7V einfach eine Diodenspannung darstellen sollen, dann ist
>die Annahme falsch. Denn Uce im eingeschalteten Zustand entspricht ja

Es ist UCE beim BC337 laut Datenblatt.

[Jens G. (jensig)]

>Wie heisst die Steuerspannung eigentlich im Datenblatt? Base Emitter On

Ube oder so, Basis-Emitter-Spannnung (bei den Details der Bezeichnung 
kochen aber viele Hersteller ihre eigenen Süppchen).

[Jens G. (jensig)]

>Wie heisst die Steuerspannung eigentlich im Datenblatt? Base Emitter On

Ube oder so, Basis-Emitter-Spannnung (bei den Details der Bezeichnung 
kochen aber viele Hersteller ihre eigenen Süppchen).
Bei Fairchild scheint es tatsächlich Base Emeitter On Voltage zu heisen.


@ Falk Brunner (falk)

>Es ist UCE beim BC337 laut Datenblatt.

Ok - hatte gerade mal nachgeschaut. Gilt für 500/50mA
Im NXP-DB gibts aber deutlich mehr Infos dazu incl. Diagramme. Da sieht 
man dann die typ. Werte für Uce_sat und Ube_sat, die dann deutlich 
niedriger sind als der Max-Wert.
Aber wenn man auf der sicheren Seite sein will, dann nehme man den 
Max-Wert.

[hansw (Gast)]

vielen herzlichen Dank, vorallem euch beiden
:-)

[Hans W. (hansw)]

Hi,

ich habe ein kleines Problem.

Die Schaltung funktioniert beim ersten Anschließen an 24V, dadurch wird 
ja der 555 getriggert. Das Ventil wird für 5 Sekunden geschaltet.

Danach aber schaltet beim Aufgeben vom Druck auf den MPX das Ventil und 
fällt sofort wieder zurück, also ohne die 5 Sekunden. Hat jmd vielleicht 
eine Idee woran das liegen könnte?

Gruß