12V-Last mit 5V schalten

[Tim B. (timi257)]

Hallo zusammen,

ich habe momentan ein kleines Problem:

Ich möchte eine 12V Last im Auto mit einem Arduino schalten. Mein Plan 
war eigentlich, dass ich einfach die Masse der Last mit einem 
n-Kanal-MOSFET schalte, den ich eh noch hier rumliegen hatte.

Das Problem ist jetzt, dass ich leider an die Masse der Last nicht 
rankomme, sondern nur an den "Anschluss", an den 12V für "an" und 0V für 
"aus" angelegt werden müssen.

Hier eine Skizze:
                            12V
                            |
                            |
          5V oder 0V --{Schaltung}
                            |
                            |
                           Last
                            |
                            |
                           Masse

Da das "Gate" ja nur maximal 5V annehmen kann, ist eine solche Schaltung 
mit einem n-Kanal-MOSFET ja leider nicht mehr möglich (weil UGS kleiner 
wäre als UDS).
Mit einem p-Kanal-MOSFET würde nach meinem Verständnis zwar der Zustand 
"an" funktionieren, aber durch die 5V würde ich ja nie auf "aus" kommen, 
oder?

Es kann sein, dass das alles sehr einfach ist, aber ich stehe leider 
grade echt auf dem Schlauch.. :(

Kann mir vielleicht jemand von euch sagen, wie ich das Ganze am Besten 
hinbekomme?

P.S.: Mit einem Relais würde es natürlich funktionieren, allerdings wäre 
ja auch die Leistungsaufnahme dort um einiges höher als mit MOSFET oder 
Transistor o.ä...

Liebe Grüße und schon mal vielen Dank

Tim

[Frodo G. (reichs-bastler-73)]

Tim B. schrieb:

> P.S.: Mit einem Relais würde es natürlich funktionieren, allerdings wäre
> ja auch die Leistungsaufnahme dort um einiges höher als mit MOSFET oder
> Transistor o.ä...

Ich habe mal was von sogenannten bistabilen Relais gehört. Diese Relais 
haben zwei Spulen. Die brauchen einen Impuls an der ersten Spule, dann 
ist es  ein. Bei einem Impuls an einer zweiten Spule schaltet das Relais 
dann aus.

So was könnte die Lösung sein!

PS: Ich hab mit FETs leider kaum Erfahrung ...

[Dietrich L. (dietrichl)]

Tim B. schrieb:
> Mit einem p-Kanal-MOSFET würde nach meinem Verständnis zwar der Zustand
> "an" funktionieren, aber durch die 5V würde ich ja nie auf "aus" kommen,
> oder?

Daher brauchst Du noch einen Pegelwandler: NPN (oder NMOS) an Masse mit 
Kollektorwiderstand an +12V.

Als Anregung (hier allerdings nicht mit FETs):
https://www.mikrocontroller.net/articles/Transistor#Wie_kann_ich_mit_5V_vom_Mikrocontroller_12V_und_mehr_schalten.3F

Gruß Dietrich

[Wolfgang (Gast)]

Tim B. schrieb:
> Liebe Grüße und schon mal vielen Dank

Vielleicht klinkst du dich bei dieser Diskussion mit ein. Da geht es um 
das selbe Problem. Den ATtiny kannst du dir einfach weg denken.

Beitrag "Transistor per PWM Steuern"

[Hermann G. (df2ds)]

Sicherlich geht das problemlos mit einem p-Kanal FET.
Beispielsweise hier:
http://www.bristolwatch.com/ele/tr1.htm
Viel Erfolg!
  Hermann

[Wolfgang (Gast)]

Hermann G. schrieb:
> Sicherlich geht das problemlos mit einem p-Kanal FET.

Aber nicht, wenn mit der Ansteuerung zwischen 0 und 5V umgeschaltet 
wird. Da mit das funktioniert, muss ein zusätzlicher Transistor her oder 
die Ansteuerung muss zwischen 0 und high-Z (ohne Schutzdioden) 
umschalten.

[Axel S. (a-za-z0-9)]

Tim B. schrieb:
> Ich möchte eine 12V Last im Auto mit einem Arduino schalten.

(Rest gesnipt)

Am einfachsten und sichersten geht das mit einen ProFET (aka Smart 
Highside Switch) wie z.B. BTS432. Das ist ein n-Kanal-MOSFET zusammen 
mit Pegelwandler und Spannungserzeugung für das Gate. Der kann direkt 
mit deinem Logiksignal gesteuert werden. Außerdem hat so ein ProFET 
diverse Schutzschaltungen an Bord und ist nahezu unkaputtbar.

[Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)]

Wolfgang schrieb:
> Aber nicht, wenn mit der Ansteuerung zwischen 0 und 5V umgeschaltet
> wird. Da mit das funktioniert, muss ein zusätzlicher Transistor her oder
> die Ansteuerung muss zwischen 0 und high-Z (ohne Schutzdioden)
> umschalten.

Doch, klar geht das. Genau das machen die verlinkten Fig. A und Fig. B 
aus dem Link

Hermann G. schrieb:
> Beispielsweise hier:
> http://www.bristolwatch.com/ele/tr1.htm

da ist der Transistor auch schon bei. Im Auto ist allerdings ein BTS 
Highside Switch robuster und narrensicher.

[Wolfgang (Gast)]

Matthias S. schrieb:
> Doch, klar geht das. Genau das machen die verlinkten Fig. A und Fig. B
> aus dem Link

Zwischen P-Kanal FET und Ansteuersignal sehe ich da verdammt deutlich 
einen Pegelwandler in Form des zusätzlichen Transistors ...

[Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)]

Wolfgang schrieb:
> Zwischen P-Kanal FET und Ansteuersignal sehe ich da verdammt deutlich
> einen Pegelwandler in Form des zusätzlichen Transistors ...

Ja, eben. Im von Hermann geposteten Link sind sie doch drin - das hast 
du aber nicht angesehen. Hier nochmal für dich.

[Joschua C. (Gast)]

Entweder Pegelwandler mit zusätzlichem Transistor wie bereis erwähnt 
(elegant, einfach, funktional)

https://de.wikipedia.org/wiki/Gate-Treiber#Ansteuerung_einzelner_Transistoren

Oder

http://www.electro-tech-online.com/attachments/bootstrapped-mosfet-png.12289/

eine Bootstrapschaltung. Wobei die nicht dazu in der Lage ist, den 
Transistor eingeschaltet zu lassen, sondern eigentlich nur für den 
gepulsten Betrieb genutzt wird.