Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Mosfet IRLU 2905Z an Attiny schaltet nur 200mA


von Thomas (Gast)


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Hallo zusammen,

auch wenn ich vielleicht zerissen werde, trotzdem meine Frage...

Ich hab einen Attiny der an einem PIN das Gate eines (Logic Level) 
Mosfets IRLU 2905Z hat. Um den PIN zu schützen (davor war hier ein 
normaler Transistor gehangen) geht der PIN noch über einen 12k 
Widerstand - meinem Verständnis nach brauche ich diesen Schutzwiderstand 
zwar an einem Mosfet nicht mehr, es ändert aber auch nichts wenn ich ihn 
weglasse.

Der IRLU 2905Z hat auf seiner Drain-Seite die Last (VCC<->LAST<->Drain) 
und auf seiner Source-Seite nur noch Ground.

Das ganze System (ATTINY + MOSFET) wird über 4xAA Batterien mit 6V 
versorgt.

Funktionieren tut das ganze eigentlich ganz gut, ist der ATTINY-PIN LOW 
so sperrt der MOSFET, geht der PIN auf HIGH so steuert er duch.

Das Problem ist nun: Die Last (ein Arduino Mega Board mit WiFi und einem 
relativ großen LCD) scheint nicht mehr als 200mA zu bekommen.

In meiner jugendlichen Naivität hatte ich gedacht dass ein LogicLevel 
Mosfet voll durchsteuert (> 1 Ampere) sobald zwischen GATE und SOURCE 5 
Volt anliegen.

Falsch gedacht?

Schaltplan habe ich bei diesem simplen Aufbau leider keinen, würde ich 
notfalls schnell hinzeichnen wenn etwas unklar ist.
Das Datenblatt des MOSFETs habe ich angehängt.

Wenn mich jemand auf meinen Fehler hinweisen könnte wäre ich recht 
glücklich!

Thomas

PS: Das ganze ist eine modifizierte Badezimmerwaage die das gemessene 
Gewicht von den PINs des LCDs der Originalwaage abliest. Realisiert wird 
das (momentan) über einen Arduino Mega mit Wifi-Shield und I2C 
LCD-Display.
Damit es auf Batterien laufen kann brauche ich aber den Attiny im 
Deep-Sleep der auf einen Tastendruck aufwacht und dem Mega-Board Strom 
gibt.

: Verschoben durch Admin
von Markus (Gast)


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Thomas schrieb:
> Das Problem ist nun: Die Last (ein Arduino Mega Board mit WiFi und einem
> relativ großen LCD) scheint nicht mehr als 200mA zu bekommen.

Was macht die Batterien-Spannung? Mal unter Last messen, wenn sie direkt 
und ohne FET angeschlossen ist.

von Thomas (Gast)


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Batteriespannung werde ich mal unter Last messen.
Ich hatte es aber auch schon mit einem Labornetzteil auf 6V versucht 
welches bis zu 2 Ampere liefern könnte.
Es wird aber nur 200 mA gezogen.

Ich hatte auch schon versucht VCC des LCD-Displays (dieses flackert 
ziemlich weil es nicht genug Strom bekommt) direkt mit an DRAIN des 
Mosfets anzuschließen - auch keine Änderung.

Thomas

von MaWin (Gast)


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Thomas schrieb:
> Ich hatte auch schon versucht VCC des LCD-Displays (dieses flackert
> ziemlich weil es nicht genug Strom bekommt) direkt mit an DRAIN des
> Mosfets anzuschließen

VCC an Drain?

Du nimmst doch dem Board Masse, oder ist das dein Fehler.

von Thomas (Gast)


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Ich meinte natürlich das LCD direkt an VCC.
Die Schaltung ist ja VCC<->LAST<->DRAIN.

Sorry :-)

Vielleicht hat auch das Arduino Board Probleme soviel Strom 
bereitzustellen?
Versorgen tu ich es momentan noch über den USB-Stecker (weil dieser 
keinen Spannungsregler hat) - aber eben mit meinen 6V über USB-VCC.
Im Schematic des Arduino-Boards sehe ich da auch keine Probleme - nach 
der F1 und dem C8 scheint USBVCC direkt aufs 5V-Rail zu gehen.
(Schematic anbei).
(Okay, da kommt noch ein FDN340P, aber das sollte ja auch kein Problem 
sein)

Thomas

von Thomas (kosmos)


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im angehängen Bild siehst du wie du vorgehen musst.

Links ist der Strom den du schalten möchtest und unten die D-S Spannung 
am Schnittpunkt siehst du welche G-S Spannung du benötigst.

Ich habe mal als Beispiel 3A und eine D-S Spannung von 6V gewählt du 
liegst zw. den beiden Spannungskurven 3V und 3,5V die du am Gate anlegen 
musst.

Leider hast du kein Bild oder Zeichnung deiner Schaltung geschickt.

Ich würde von AVR zum Gate mal einen kleineren Widerstand ausprobieren 
300 Ohm und zw. Gate und Source 10 kOhm damit er sicher ausschaltet.

Außerdem die Spannungen an allen Punkten mal messen.

von Thomas (kosmos)


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kann mir nicht vorstellen das das Arduino2560 Board zu schwach ist, habe 
gestern Abend erst einen Gewebehochtöner über einen 1kOhm Widerstand 
dran betrieben. Für einen MOSFET sollte das auf jedenfall reichen, ich 
hatte das Arduino Bord aber extern versorgt läuft es bei dir vielleicht 
nur über USB?

von Dietrich L. (dietrichl)


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Thomas schrieb:
> Die Last (ein Arduino Mega Board mit WiFi und einem
> relativ großen LCD) scheint nicht mehr als 200mA zu bekommen.

Wie versorgst Du denn das Arduino-Board? Wenn Du das über den normalen 
Powersupply-Anschluss X1 machst, brauchst Du mehr als 5V, denn da kommt 
ja noch eine Schutzdiode D1 und der 5V-Regler IC1.

Gruß Dietrich

von Thomas (Gast)


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Strom bekommt der Arduino Mega über den USB-Anschluss, nicht über den 
DC-Inputjack (da ich ja auf jeden Fall den Dropout des Regulators dort 
umgehen will.

Hier mal schnell in Fritzing hingekritzelt wie es aussieht.
Außerdem der Programmcode des Attinys (ich denke dieser ist 
fehlerfrei...).

Thomas

von Markus (Gast)


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Häng mal das Gate direkt an +5V. Schaltet er dann?
Der 12k kannst dir schenken. Oder noch besser du schaltest den 
Widerstand von Gate nach GND, damit der FET sicher ausgeschaltet ist bei 
Reset etc.

Und überbrücke mal Drain-Source, reicht dann die Spannung?

von Gerhard W. (gerhard_w)


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ist das ein normaler USB-Anschluß von nem PC?
Der liefert höchstens 5V und meist auch nur um die 100mA.
Meß mal, ob die Spannung einbricht, wenn Du Board+Display einschaltest.

von Thomas (Gast)


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Nee, PC hat damit garnichts zu tun.
Ich bekomme 6V aus Batterien und speiße diese (über einen Mosfet) in den 
USB-Anschluß des Arduino MEGA.

Thomas

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Thomas schrieb:
> Ich hab einen Attiny der an einem PIN das Gate eines (Logic Level)
> Mosfets IRLU 2905Z hat. Um den PIN zu schützen (davor war hier ein
> normaler Transistor gehangen) geht der PIN noch über einen 12k
> Widerstand

12K sind zuviel. Laß den weg bzw. schalte ihn - wie von anderen schon 
gesagt - zwischen Gate und Source, damit der MOSFET auch bei 
abgeklemmtem µC sicher sperrt.

> Funktionieren tut das ganze eigentlich ganz gut, ist der ATTINY-PIN LOW
> so sperrt der MOSFET, geht der PIN auf HIGH so steuert er duch.
>
> Das Problem ist nun: Die Last (ein Arduino Mega Board mit WiFi und einem
> relativ großen LCD) scheint nicht mehr als 200mA zu bekommen.

Und? Die Frage ist doch nicht, wieviel Strom das Board bekommt, 
sondern wieviel Spannung. Dein Ziel sollte sein, dem Arduino-Board 
mindestens 5V zukommen zu lassen (oder wieviel es braucht). Strom nimmt 
es sich dann schon so viel wie es eben braucht.

Aber da du hier fragst, scheint ja irgendwas nicht zu funktionieren. 
Wieviel Spannung kommt denn an deinem Arduino-Board an? Und wieviel 
Spannung bleibt im eingeschalteten Zustand über deinem MOSFET (Drain 
nach Source) stehen?

> Das ganze System (ATTINY + MOSFET) wird über 4xAA Batterien mit 6V
> versorgt.

Womöglich bricht ja auch die Batteriespannung zu sehr ein? Wieviel 
Spannung liefern denn die Batterien unter Last? Ist dir auch klar, daß 4 
AA Zellen nur im fabrikneuen Zustand eine Spannung von 6V haben? Halb 
leer sind es nur noch 4.8V und kurz vor leer noch 3.6V.


XL

von Thomas (Gast)


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@Markus + XL:
Es scheint tatsächlich so zu sein als bricht die Spannung zu sehr ein.
Betreibe ich das Teil mit Netzgerät so habe ich genau 6V und nach dem 
Mosfet ca. 5.6V - scheinbar verliere ich über den Mosfet ca. 400mV - 
kann das sein?

Ich werde jetzt mal mit frischen AA-Batterien (statt AAA) testen. 
Vielleicht sind diese hier auch schon ein bisschen fertig.
Der Mosfet hängt nun direkt am Pin des Attiny, der 12k Widerstand 
zwischen Source und Drain.

Danke für die Hilfe !

Thomas

von Markus (Gast)


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Thomas schrieb:
> scheinbar verliere ich über den Mosfet ca. 400mV -
> kann das sein?

Nein, bei 200mA Laststrom garantiert nicht, nie!
Da sollte höchstens ein paar mV abfallen. Dein FET, hat ca. 20mOhm, das 
ist nichts.

Thomas schrieb:
> Der Mosfet hängt nun direkt am Pin des Attiny, der 12k Widerstand
> zwischen Source und Drain.

Der Widerstand soll zwischen Gate und Source sein.

Nochmals,
überbrücke mal den FET von Drain nach Source mit einer Verbindung.
Was fliesst dann für einen Strom?
Und was für eine Spannung liegt dann noch an?
Um wieviel bricht sie ein?

von Thomas (Gast)


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@Markus:
Okay, bei dem Widerstand habe ich mich verschrieben - der hängt 
tatsächlich zwischen GATE und SOURCE (den beiden äußeren PINs).

Meinst du also ich soll direkt zwischen Drain und Source das Amperemeter 
dazwischenhängen, ohne weitere Last am Drain oder mit?

Thomas

von Thomas (Gast)


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Wenn die Last idle ist messe ich 90mA zwischen Source und Drain.
Sobald die Last aktiv wird messe ich bis zu 200mA.

Spannung zwischen Source und Drain ist dabei irgendwo im mV Bereich.
Spannung über die Last (also zwischen VCC und Drain):
Wenn Idle: 5,4 V, wenn aktiv: 5,1 V

von Thomas (Gast)


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Batterie direkt:

- Keine Last: 5,7V
- Last Idle: 5,49V
- Last aktiv: 5,3V

Über FET sind die Spannungen so ziemlich die gleichen, außer die aktiv, 
die geht auch 5,2 V runter.

von Thomas (Gast)


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Also nochmal gemessen.

Batterie direkt idle: 5,5V
Batterie direkt aktiv: 5,3V

Batterie über FET idle: 5,4V
Batterie über FET aktiv: 5,02 - 4,99 V (das ist evtl. schon zu wenig für 
die ganze Peripherie denke ich ...)

von Markus (Gast)


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Thomas schrieb:
> Batterie direkt:
>
> - Keine Last: 5,7V
> - Last Idle: 5,49V
> - Last aktiv: 5,3V

Da siehst du schön, wie die Batteriespannung einbricht. Darum solltest 
du erst mal für die Fehlersuche die Schaltung an einer stabilen Spannung 
(Labornetzeil) betreiben.

Thomas schrieb:
> Batterie direkt idle: 5,5V
> Batterie direkt aktiv: 5,3V
>
> Batterie über FET idle: 5,4V
> Batterie über FET aktiv: 5,02 - 4,99 V (das ist evtl. schon zu wenig für
> die ganze Peripherie denke ich ...)

Zwischen welchen Punkten wurde der letzte Wert gemessen? Denn da fehlen 
wieder 0.3V.
Finde das etwas komisch. Stimmt die gezeichnete Schaltung oben wirklich?

Und dem ATtiny solltest du zwischen den Speisungspins noch ein CX (100nF 
Keramik-Kondensator) spendieren.

Mach danach mal folgendes:
Mit 5V von Labornetzteil speisen.
Den FET einschalten mit ATtiny (Last ist nun aktiv 200mA)
und nun:
1. Spannung messen direkt am ATtiny zwischen 5V und GND.
2. Spannung messen direkt am FET zwischen Gate und Source.
3. Spannung messen direkt am FET zwischen Drain und Source.
4. Spannung messen direkt am Arduino-Board an den USB-Pins zwischen 5V 
und GND.
5. Spannung messen direkt am Arduino-Board an den Steckerleisten-Pins 
zwischen 5V und GND.

Was gibt das für Werte?

von Mike (Gast)


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Thomas schrieb:
> A100_IRLU2905Z_IR.zip

Wofür soll eigentlich dies Doppelverpackung gut sein. Ist schon wieder 
Julklapp-Zeit?

Weihnachten ist doch gerade erst vorbei.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Thomas schrieb:
> Wenn die Last idle ist messe ich 90mA zwischen Source und Drain.
> Sobald die Last aktiv wird messe ich bis zu 200mA.
>
> Spannung zwischen Source und Drain ist dabei irgendwo im mV Bereich.
> Spannung über die Last (also zwischen VCC und Drain):
> Wenn Idle: 5,4 V, wenn aktiv: 5,1 V

Wenn die Spannung nicht über dem FET hängen bleibt und die Eingangs- 
spannung stabil ist (nicht Batterie, sondern Labornetzteil), dann hast 
du noch irgendwo einen Verlustwiderstand von

(5.4V-5.1V) / (200mA-90mA) = 2.7 Ohm.

Prüfe mal die Kabel und Steckverbinder.


XL

von Thomas (kosmos)


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