PL9823 LED-Strip mit MOSFET schalten

[Tobi L. (s4ge)]

Hi,
ich will einen Strip aus 38 Stück PL9823-F5 LEDs mit einem MOSFET 
schalten. Und zwar nur ein einziges mal beim Anlegen der 
Versorgungsspannung. Hintergrund ist, dass die PL9823-F5 beim Anlegen 
der Spannung immer blau leuchten, egal was man mit der Datenleitung 
anstellt.
Wer genaueres wissen will, das hier ist der Thread mit der Problematik:
Beitrag "PL9823 blitzen bei anlegen der Stromversorgung sofort hell auf"

Jedenfalls habe ich ein MOSFET vorgesehen, um die Spannung erst auf die 
LEDs loszulassen, wenn der Controller wach ist, dann darauf zu warten 
bis die Spannung auch da ist (Hatte das ganze vorher mit einem Relais 
augebaut ... vielleicht ist dieser Punkt unnötig, weil das MOSFET ja 
schnell ist) und dann direkt das Register in den LEDs überschreibe, 
damit man das blaue Aufleuchten nicht mehr sieht.

Habe das ganze jetzt mal auf dem Breadboard aufgebaut und leider 
schaltet das MOSFET die LEDs nicht ganz aus. Ich habe inzwischen auch 
herausgefunden, dass ich es zu dick ausgelegt habe und bei 5V noch im 
linearen Bereich ist. Habe jetzt ein IRF3707 vorgesehen, konnte es aber 
noch nicht testen.

Jedenfalls jetzt meine Frage:
Wenn ich die Datenleitung von den LEDs löse, dann schaltet das MOSFET 
doch ordentlich und die LEDs sind dann wirklich aus, wenn keine Spannung 
am Gate anliegt. Ist die Datenleitung verbunden, dann leuchten die LEDs 
schwach, trotz 0V am Gate.
Wie gesagt, ich weiß inzwischen, dass das MOSFET zu dick ist, aber mich 
würde echt interessieren, was das mit der Datenleitung der LEDs zu tun 
hat. Einfach nur damit ich nicht dumm sterben muss. :)


Zweite Sache:
Mache das ganze wirklich nur als Hobby. Trotzdem wollte ich jetzt mal 
den Anspruch erhöhen und habe mal einen Schaltplan gezeichnet. Habe 
versucht alles nach besten Wissen und Gewissen zu designen, aber mir 
fehlt dabei einfach die Sicherheit, die jemand hat, der das auch 
professionell macht.
Würde mich sehr über ein paar konstruktive und gut gemeinte Hinweise zu 
der Schaltung freuen.

Viele Grüße
Tobi

[Rahul D. (rahul)]

Sehe ich es richtig, dass du die Masse schaltest?
Unpraktisch: Die wird auch für das Digitalsignal als Bezug verwendet.
Dein MOSFET hebt das GND-Potential (wenn auch nur minimal) an.

Schalte deine LEDs highside!

Tobi L. schrieb:
> Zweite Sache:
> Mache das ganze wirklich nur als Hobby. Trotzdem wollte ich jetzt mal
> den Anspruch erhöhen und habe mal einen Schaltplan gezeichnet. Habe
> versucht alles nach besten Wissen und Gewissen zu designen, aber mir
> fehlt dabei einfach die Sicherheit, die jemand hat, der das auch
> professionell macht.
> Würde mich sehr über ein paar konstruktive und gut gemeinte Hinweise zu
> der Schaltung freuen.

Der ist doch einwandfrei übersichtlich.
Ich musste nur die LEds suchen...

[Tobi L. (s4ge)]

Rahul D. schrieb:
> Unpraktisch: Die wird auch für das Digitalsignal als Bezug verwendet.
> Dein MOSFET hebt das GND-Potential (wenn auch nur minimal) an.

Danke für den Tipp, da hätte ich nicht dran gedacht.


Rahul D. schrieb:
> Schalte deine LEDs highside!

Dann brauche ich entweder ein P-Kanal MOSFET oder muss die Gate-Spannung 
boosten, oder?
Wahrscheinlich ist da ein P-Kanal MOSFET die einfachere Lösung.

[Rahul D. (rahul)]

Tobi L. schrieb:
> Dann brauche ich entweder ein P-Kanal MOSFET oder muss die Gate-Spannung
> boosten, oder?

ja... (einfachste Antwort auf "Oder"-Fragen...)

[Roland P. (pram)]

Oder einen "high side switch"
https://www.infineon.com/cms/en/product/power/smart-power-switches/high-side-switches/
Musst mal schauen, ob es auch welche für 5V gibt.

[Tobi L. (s4ge)]

@Rahul
Kennst du zufällig ein geeignetes P-Kanal MOSFET für -5V Gate-Spannung? 
Ich will das ganze am Ende auf eine Lochrasterplatine löten, also wäre 
es gut, wenn es kein SMD ist.

Leider finde ich da bei Reichelt nichts geeignetes. Die kleinsten in 
geeigneter Bauform, die ich finden kann, haben ein V_GS(th) = -4.0V 
(max). Hatte mal gelesen, dass man von diesem Wert ungefähr das doppelte 
auf das Gate bringen soll, damit das MOSFET sicher schaltet.

Gibt es da in der Arduino Welt irgendein Standard-Bauteil für die 
Aufgabe?

@Roland
Danke für den Tipp!
Schau ich mir gleich mal an.

[Rahul D. (rahul)]

Tobi L. schrieb:
> Kennst du zufällig ein geeignetes P-Kanal MOSFET für -5V Gate-Spannung?

Nein, aber vielleicht wirst du hier fündig:
https://www.mikrocontroller.net/articles/MOSFET-%C3%9Cbersicht

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

Tobi L. schrieb:
> brauche ich entweder ein P-Kanal MOSFET
Ja, nimm einEN geeigneten P-Kanal Mosfet mit einer Ugsth von ca 1-2V.

Schalte niemals die Masse eines Bauteils weg, wenn das mit weiteren 
Signalen mit der restlichen Schaltung verbunden bleibt. Denn wenn  du 
die Masse hochohmig legst, geht sie hoch nach Vcc, und wenn dann an 
einer Signalleitung noch 0V (aka Low) anliegt, dann ist dieses Liw auf 
einmal -5V gegenüber dem GND des abgeschalteten Bausteins. Und der darf 
aber üblicherweise dort lt. Datenblatt nur bis zu -0,3V sehen.

BTW: die derzeitige Aufgabe hat mit digitaler Elektronik nichts zu tun, 
sondern ist pure Analogtechnik. Ich habe den Thread entsprechend 
unsortiert.

[Tobi L. (s4ge)]

Rahul D. schrieb:
> Nein, aber vielleicht wirst du hier fündig:
> https://www.mikrocontroller.net/articles/MOSFET-%C3%9Cbersicht

Bin die Liste mal durchgegangen, aber es ist wirklich schwierig etwas 
geeignetes zu finden. Wenn Ugsth im richtigen Bereich liegt, dann ist es 
meistens ein SMD und mir macht die maximale Leistung oder der maximale 
Strom einen Strich durch die Rechnung.

In der Theorie kann da ein Maximum von 2.3A fließen, das macht dann bei 
5V eine Leistung von 11.5W.

Habe jetzt bei Reichelt diesen hier rausgesucht: 
https://cdn-reichelt.de/documents/datenblatt/A100/AOD409_SPEC.pdf

Wäre das ein geeigneter MOSFET?
Mir fehlt da leider die Erfahrung, um alle Werte richtig einschätzen zu 
können.


Lothar M. schrieb:
> BTW: die derzeitige Aufgabe hat mit digitaler Elektronik nichts zu tun,
> sondern ist pure Analogtechnik. Ich habe den Thread entsprechend
> unsortiert.

Sorry, dann hab ich das falsch beurteilt. Danke fürs verschieben.