Hallo zusammen, nach langem lesen im Forum denke/hoffe ich, genug zu wissen, um einen Digitaltransistor auszuwählen, der ein Relais steuert. Ich möchte ein Relais (5V, <100mA) mit einem GPIO des ESP32 (3.3V) schalten. Ist es korrekt, dass der "Input on Voltage" Chart am relevantesten ist? Ich bin mit dem BCR108 gestartet. Der kommt erst mit 3V an die 100mA, ist daher denke ich etwas zu knapp bemessen. Der BCR523 liegt bei 2V schon deutlich über den 100mA, sollte also passen. Sind meine Überlegungen soweit korrekt? Habe ich was wesentliches vergessen? Vielen Dank, Michael.
Michael W. schrieb: > nach langem lesen im Forum denke/hoffe ich, genug zu wissen, um einen > Digitaltransistor auszuwählen, der ein Relais steuert. > > Ich möchte ein Relais (5V, <100mA) mit einem GPIO des ESP32 (3.3V) > schalten. Ist es korrekt, dass der "Input on Voltage" Chart am > relevantesten ist? > > Ich bin mit dem BCR108 gestartet. Der kommt erst mit 3V an die 100mA, > ist daher denke ich etwas zu knapp bemessen. > > Der BCR523 liegt bei 2V schon deutlich über den 100mA, sollte also > passen. Wenn Du SMD löten kannst nimm doch einen IRLML2502. https://www.infineon.com/dgdl/irlml2502gpbf.pdf?fileId=5546d462533600a401535667fb882604 Dem reichen 2,5V am Gate um mit <80mR Rds(on) durchzuschalten.
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Ja, Mosfet ist auch eine Überlegung. Ich würde aber gern erstmal erkunden, ob ich die Digitaltransistoren korrekt verstanden habe. SMD-Löten kann ich (noch) nicht. Aber der SOT-23 ist denke ich groß genug, dass ich den hinbekomme. Gibt's den auch mit integriertem Pulldown? Am BCR523 finde ich so charmant, dass ich keine SMD oder TH-Widerstände löten brauche.
Michael W. schrieb: > um einen Digitaltransistor auszuwählen .. weil es ein möglichst exotischer Transistor sein soll? Ein beliebiger NPN wie BC547, 470 Ohm vor die Basis und glücklich sein. Jörg R. schrieb: > Wenn Du SMD löten kannst nimm doch einen IRLML2502. Neuerdings auch gerne genommen ist der AO3400. Michael W. schrieb: > Gibt's den auch mit integriertem Pulldown? Ein 'normaler' NPN braucht keinen Pulldown.
Manfred P. schrieb: > Michael W. schrieb: >> um einen Digitaltransistor auszuwählen > > .. weil es ein möglichst exotischer Transistor sein soll? > > Ein beliebiger NPN wie BC547, 470 Ohm vor die Basis und glücklich sein. Oder so. Man muss das Rad für eine solch triviale Anwendung nicht neu erfinden. > Jörg R. schrieb: >> Wenn Du SMD löten kannst nimm doch einen IRLML2502. > > Neuerdings auch gerne genommen ist der AO3400. > Michael W. schrieb: >> Gibt's den auch mit integriertem Pulldown? > > Ein 'normaler' NPN braucht keinen Pulldown. Ich vermute er meint den IRLML2502.
> Michael W. schrieb: >> um einen Digitaltransistor auszuwählen > > .. weil es ein möglichst exotischer Transistor sein soll? Nein, ein möglichst passender. Da ich eh bestelle, ist es völlig egal, ob der "expotisch" ist oder nicht. > Ein beliebiger NPN wie BC547, 470 Ohm vor die Basis und glücklich sein. D.h. aber SMD-Widerstände löten oder Platz für Throughole haben. Sehe keinen Grund dafür, wenn die Widerstände integriert sein können. > Jörg R. schrieb: >> Wenn Du SMD löten kannst nimm doch einen IRLML2502. > > Neuerdings auch gerne genommen ist der AO3400. > > Michael W. schrieb: >> Gibt's den auch mit integriertem Pulldown? > > Ein 'normaler' NPN braucht keinen Pulldown. Die Frage bezog sich auf den Mosfet. Der sollte schon einen Pulldown haben, da die GPIOs beim Reset Open Drain sind und das Relais da nicht flattern soll.
Michael W. schrieb: >> Ein 'normaler' NPN braucht keinen Pulldown. > > Die Frage bezog sich auf den Mosfet. Der sollte schon einen Pulldown > haben, Das gibt es nicht, weil es idiotisch wäre. Eine wesentliche Eigenschaft von FETs ist, dass sie am Gate keinen Strom benötigen.
Michael W. schrieb: > Digitaltransistor auszuwählen, der ein Relais steuert. Ich nehme an, dass grundlegende Kenntnisse von "normalen" Transistoren fehlen... Seit Urzeiten waren und sind BC237B und BC547B mit Basisvorwiderstand die Lösung für Relaisansteuerungen...
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2,5V logic PowerMOSFETs gibt es auch nicht erst seit gestern, damit erspart man sowohl den Serienwiderstand als auch die Freilaufdiode bei gleichzeitig vernachlässigbaren Durchflussverlusten.
Mark S. schrieb: > damit erspart man sowohl den Serienwiderstand als auch die Freilaufdiode Aber man erkauft ihn sich bei Ansteuerung durch einen uC mit einem zusätzlichen Pull-Down.
Mark S. schrieb: > 2,5V logic PowerMOSFETs gibt es auch nicht erst seit gestern Kannst du mir sagen, an welchem Parameter man PowerMOSFETs erkennt? Bei z.B. DigiKey findet sich mit der Bezeichnung nichts und laut Wikipedia sind das im Allgemeinen MOSFETs ab 1A Strombelastbarkeit. Darunter fallen ja auch die o.g. Unter https://www.mikrocontroller.net/articles/Relais_mit_Logik_ansteuern wird die Freilaufdiode als MUSS beschreiben und ist auch in der MOSFET-Schaltung enthalten. > damit erspart man sowohl den Serienwiderstand als auch die Freilaufdiode bei > gleichzeitig vernachlässigbaren Durchflussverlusten. Gilt das für alle MOSFETs in den höheren Leistungsklassen? Worin ist das begründet? Einige der MOSFETs haben in der Schematik eine Diode (integral inverse junction diode) zwischen S/D, andere nicht. Ich nehme an, das hat etwas damit zu tun? Oder ist die implizit immer vorhanden und nur nicht überall aufgeführt? Edit: hab mir die Schaltung nochmal angeschaut. Diode im MOSFET hin oder her, warum sollte die am Relais entfallen? Ohne die wird das doch immer eine inverse Störspannung in die Schaltung einspeisen, mit völlig unvorhersehbarem Effekt. Was übersehe ich hier?
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Mani W. schrieb: > Michael W. schrieb: >> Digitaltransistor auszuwählen, der ein Relais steuert. > > Ich nehme an, dass grundlegende Kenntnisse von "normalen" > Transistoren fehlen... > > Seit Urzeiten waren und sind BC237B und BC547B mit Basisvorwiderstand > die Lösung für Relaisansteuerungen... Zum einen sind in https://www.mikrocontroller.net/articles/Relais_mit_Logik_ansteuern andere "normale" Transistoren aufgeführt. Die genannten sind daher höchstens "eine Lösung" und nicht "die Lösung". Die Lösung mit Bipolar-Transistor + Basiswiderstand ist mir bekannt. Ein Pulldown der Basis ist sicher kein Muss, wird aber oft als best practice empfohlen. Diese Schaltung (BJT + Basiswiderstand + Pulldown) wird offenbar in Form von "Digitaltransistoren" schon integriert angeboten. Ich verstehe ich nicht, warum es "verboten" sein soll, sich die mal anzuschauen und zu diskutieren. Weil es "schon immer so" gemacht wurde, lasse ich nicht gelten, dann dürfte auch kein MOSTFET in der Diskussion auftauchen.
Michael W. schrieb: > Diese Schaltung (BJT + Basiswiderstand + Pulldown) wird > offenbar in Form von "Digitaltransistoren" schon integriert angeboten. "wurde", nicht "wird". Solche Teile sind einfach aus der Mode gekommen. Speziell die BCR108 und BCR523 gibt es nicht mehr bzw. nur noch Reste (oder Fälschungen?). Digikey hat genau noch einen einzigen (DRDNB16W-7), der in deinem Fall passen könnte. Die meisten vertragen auch keine 24V. > Ich verstehe ich nicht, warum es "verboten" sein soll, sich die mal > anzuschauen und zu diskutieren. Es ist nicht verboten, im Gegenteil, anscheinend muss man mal drüber reden. Aber für Neuentwicklungen mag die niemand, deshalb ist das schwierig. Noch dazu nimmt man bei ≥100mA nur noch in Spezialfällen bipolare Transistoren, ganz unabhängig von den Widerständen.
Bauform B. schrieb: > Michael W. schrieb: >> Diese Schaltung (BJT + Basiswiderstand + Pulldown) wird >> offenbar in Form von "Digitaltransistoren" schon integriert angeboten. > > "wurde", nicht "wird". Solche Teile sind einfach aus der Mode gekommen. > Speziell die BCR108 und BCR523 gibt es nicht mehr bzw. nur noch Reste > (oder Fälschungen?). Digikey hat genau noch einen einzigen (DRDNB16W-7), > der in deinem Fall passen könnte. Die meisten vertragen auch keine 24V. > >> Ich verstehe ich nicht, warum es "verboten" sein soll, sich die mal >> anzuschauen und zu diskutieren. > > Es ist nicht verboten, im Gegenteil, anscheinend muss man mal drüber > reden. Aber für Neuentwicklungen mag die niemand, deshalb ist das > schwierig. Noch dazu nimmt man bei ≥100mA nur noch in Spezialfällen > bipolare Transistoren, ganz unabhängig von den Widerständen. Vielen Dank, das hilft sehr weiter, die Thematik einzuordnen. Dann werde ich (wie hier inzwischen mehrfach empfohlen) auf MOSFET gehen und einfach mal lernen, SMD-Widerstände zu löten (die gibt's ja auch in Anfänger-geeigneten Packungsgrößen). Bleibt nur noch die Frage, ob mit/ohne Freilaufdiode und warum :-)
Michael W. schrieb: > Bleibt nur noch die Frage, ob mit/ohne Freilaufdiode und warum Wenn du eine Spule hart ausschaltest, also auch ein Relais, brauchst du immer eine Freilaufdiode in Sperrichtung über der Spule. Das hat nichts mit der Bodydiode in MOSFets zu tun, denn die sitzt an der falschen Stelle. Die Gegen-EMK, verursacht durch das Relais, muss auch am Relais mit einer Freilaufdiode gekillt werden, weil sie sonst auf die Versorgung durchschlägt. Bei deinem kleinen Relais reicht auch eine kleine Standarddiode wie die 1N4148 oder 1N4151.
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Die Freilaufdiode kann bei den üblicen PowerMOSFETs entfallen, da sie den Überspannungsimpuls problemlos ableiten können - Stichwort Avalanche rating. Bei den Bipolartypen ist das eher ungewiß. Daran zu erkennen dass im Datenblatt keine Angaben zu Avalanche ratings auftauchen. Btw ein pull-down am uP-Port ist keinesfalls zwingend, schadet aber auch nicht.
Michael W. schrieb: > hab mir die Schaltung nochmal angeschaut. Diode im MOSFET hin oder > her, warum sollte die am Relais entfallen? Ohne die wird das doch immer > eine inverse Störspannung in die Schaltung einspeisen, mit völlig > unvorhersehbarem Effekt. Was übersehe ich hier? Hab den Schaltplan nicht gefunden, ich geh mal davon aus, dass das Relais an +5V hängt und vom Transistor nach Masse durchgeschaltet wird. Beim Abschalten will der Strom weiterfließen (wegen der Induktivität der Relaisspule), das führt dazu, dass die Spannung am Drain (oder Kollektor) ansteigt, bis der Strom einen Weg gefunden hat. Dieser Weg könnte sein: - Freilaufdiode nach 5V - Avalance-Effekt des FETs. Hab hier für solche Zwecke zB https://www.onsemi.com/pdf/datasheet/ntd5804n-d.pdf, die begrenzen bei um die 40V. Solange die Energie klein genug ist, halten die das aus. Man darf das natürlich auch "Pfusch" nennen. Auch sind die für ein Mini-Relais deutlich überdimensioniert von der Strombelastbarkeit, Platzbedarf. Was immer gern übersehen wird, ist der Anwendungsfall. Geht's um eine Neuentwicklung für Stückzahlen, wo Preis, Größe, Verfügbarkeit eine Rolle spielen, oder um drei Bastelplatinen, wo es ums Lernen geht und man das nimmt, was die Bastelkiste gerade hergibt. Die Blickwinkel der Antworten sind sehr verschieden, je nachdem was man in die Frage reininterpretiert.
Michael W. schrieb: > Ein Pulldown der Basis ist sicher kein Muss, wird aber oft als best > practice empfohlen. Ein BJT ist stromgesteuert. Wo soll der Strom herkommen, falls der steuernde µC-Pin im high-Z Zustand ist.
Uwe schrieb: > Was immer gern übersehen wird, ist der Anwendungsfall. Geht's um eine > Neuentwicklung für Stückzahlen, wo Preis, Größe, Verfügbarkeit eine > Rolle spielen, oder um drei Bastelplatinen, wo es ums Lernen geht und > man das nimmt, was die Bastelkiste gerade hergibt. Die Blickwinkel der > Antworten sind sehr verschieden, je nachdem was man in die Frage > reininterpretiert. Es handelt sich um einen Bastel-Anwendungsfall. Allerdings bestelle ich eh die Woche nen Schwung Teile bei LSCParts, daher ist das Angebot dort meine "Bastelkiste" ;-)
Bauform B. schrieb: > "wurde", nicht "wird". Solche Teile sind einfach aus der Mode gekommen. > Speziell die BCR108 und BCR523 gibt es nicht mehr Ja, damit bin ich auch schon reingefallen. Die sind wohl am Aussterben. Ich nehme auch nur noch MOSFETs.
Michael W. schrieb: > Ja, Mosfet ist auch eine Überlegung. Ich würde aber gern erstmal > erkunden, ob ich die Digitaltransistoren korrekt verstanden habe. Was gibt es denn am "Digitaltransistor" zu verstehen? Das ist ein stinknormaler Transistor mit einem oder zwei Widerständen im Gehäuse. Digital ist an dem eigentlich nichts. > SMD-Löten kann ich (noch) nicht. Aber der SOT-23 ist denke ich groß > genug, dass ich den hinbekomme. Ja, eben. Wenn du den BCR108 löten kannst, dann auch den IRLML2502. Und Widerstände >= 0805 machen auch keine Probleme. Ich nehme praktisch nur 0805, weil die recht genau zwischen zwei Lötaugen auf einer 2,54mm Rasterplatine passen. Wenn man das SOT-23 um 45° dreht, paßt es auch auf 3 Lötaugen im Raster. > Gibt's den auch mit integriertem Pulldown? Am BCR523 finde ich so > charmant, dass ich keine SMD oder TH-Widerstände löten brauche. MOSFET mit integriertem Pulldown wären mir nicht bekannt. Aber du brauchst ja auch eine Freilaufdiode. Und der Footprint eines Relais ist auch nicht gerade klein. Wozu also sparen?
Michael W. schrieb: > Ich möchte ein Relais (5V, <100mA) mit einem GPIO des ESP32 (3.3V) > schalten NDC/NUD3105=SSM3K357 Da ist alles drin: MOSFET mit pull down und Z-Diode damit das Relais keine Freilaufdiode mehr braucht, bei Mouser/Digikey etc. zu haben. Gibt es auch mit 2 Kanälen aber du sagtest EIN Relais.
Michael B. schrieb: > Michael W. schrieb: >> Ich möchte ein Relais (5V, <100mA) mit einem GPIO des ESP32 (3.3V) >> schalten > > NDC/NUD3105=SSM3K357 > > Da ist alles drin: MOSFET mit pull down und Z-Diode damit das Relais > keine Freilaufdiode mehr braucht, bei Mouser/Digikey etc. zu haben. > > > Gibt es auch mit 2 Kanälen aber du sagtest EIN Relais. Ich verweise da mal auf den Beitrag Beitrag "Re: Auswahl Digitaltransistor für 5V Relais (<100mA) an 3.3V ESP32" weiter oben. Ändert die Z-Diode da etwas dran, dass man eine Freilaufdiode haben sollte? Wenn ja, warum?
Michael W. schrieb: > Ändert die Z-Diode da etwas dran, dass man eine Freilaufdiode haben > sollte? Wenn ja, warum? Man braucht dank der Z-Diode halt keine Freilaufdiode mehr, dafür braucht man unterschiedliche Modelle je nach Relaisspannung (5,12,24V gibt es von OnSemi).
Michael B. schrieb: > Michael W. schrieb: >> Ändert die Z-Diode da etwas dran, dass man eine Freilaufdiode haben >> sollte? Wenn ja, warum? > > Man braucht dank der Z-Diode halt keine Freilaufdiode mehr, dafür > braucht man unterschiedliche Modelle je nach Relaisspannung (5,12,24V > gibt es von OnSemi). Nice. Kannst du mir sagen, an welchem Parameter ich erkenne, für welche Relaisspannung der passt bzw. wie ich den richtigen auswähle?
Michael W. schrieb: > Kannst du mir sagen, an welchem Parameter ich erkenne, für welche > Relaisspannung der passt Typennummer endet mit 05, 12, 24. Ganz allgemein hilft ein Blick ins Datenblatt, niedrigste Z-Diodenspannung muss immer über höchstmöglicher Betriebsspannung liegen.
Was spricht dagegen, für alle Relais (auch 5V und 12V) den -24 Typ zu nehmen? Für die Relaiskontakte ist das gut, weil die schneller öffnen.
Bauform B. schrieb: > Was spricht dagegen, für alle Relais (auch 5V und 12V) den -24 Typ zu > nehmen? Für die Relaiskontakte ist das gut, weil die schneller öffnen. Ging die Frage an Michael B., um zu wissen, ob der 24V-Typ auch für 5V geeignet wäre? Oder meinst du, der ist geeignet und die Frage ging als rethorische Frage an mich? Wäre natürlich super, die 24V-Typen sind besser verfügbar und deutlich preiswerter.
Michael W. schrieb: > Ändert die Z-Diode da etwas dran, dass man eine Freilaufdiode haben sollte? > Wenn ja, warum? Ja Man muss die U_DS des MOSFET in Grenzen halten - wie du das machst, bleibt dir überlassen. Mit der Z-Diode sinkt der Strom im Relais etwas schneller, d.h. es schaltet direkter ab - je höher die Durchbruchspannung, um so schneller. Der MOSFET muss entsprechend spannungsfest sein.
Bauform B. schrieb: > Was spricht dagegen, für alle Relais (auch 5V und 12V) den -24 Typ > zu nehmen? Für die Relaiskontakte ist das gut, weil die schneller > öffnen. Höhere EMI weil der Spannungssprung grösser ist, höhere Impulsbelastung des MOSFET aber die Summenbelastung ist vermutlich sogar kleiner da ein bisschen Energie in der Wicklungskapazität der Relaisspule versackt, aber richtig ist dass das Magnetfeld schneller abgebaut wird, das Relais schneller abfällt.
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Mani W. schrieb: > Seit Urzeiten waren und sind BC237B und BC547B mit Basisvorwiderstand > die Lösung für Relaisansteuerungen... Neumodischer Plastikmüll ... Michael W. schrieb: > Kannst du mir sagen, an welchem Parameter man PowerMOSFETs erkennt? Für Deine 100mA wurden Dir geeignete Typen genannt. Generell schaut man in die Tabelle auf "Drain-to-Source On-Resistance", ab welcher Ansteuerspannung der FET garantiert ist und natürlich auch auf "Drain-to-Source Breakdown Voltage", die oberhalb der genutzten Spannung liegen soll. Michael B. schrieb: > NDC/NUD3105=SSM3K357 > Da ist alles drin: MOSFET mit pull down und Z-Diode damit das Relais > keine Freilaufdiode mehr braucht, bei Mouser/Digikey etc. zu haben. Interessanter Exot, was kostet der? Michael B. schrieb: > braucht man unterschiedliche Modelle je nach Relaisspannung Das Toshiba Datenblatt zum SSM3K357R benennt keine Spannungen, nur 60V U(DS). Mit bis zu 2,4 Ohm @ 3V U(GS) ist das nicht der Hit.
Manfred P. schrieb: > Mit bis zu 2,4 Ohm @ 3V U(GS) ist das nicht der Hit. Wie viel Ampere willst du schalten ? Liegt bis 200mA immer noch unter dem Spannungsverlust eines Bipolartransistors, und Michael sucht was für 100mA. Manfred P. schrieb: > Interessanter Exot, was kostet der? Datenblatt gefunden, aber keinen Preis ? 43ct. Wer Ampere schalten will, nimmt halt andere wie den ZXMS6005DG für 77ct.
>> Interessanter Exot, was kostet der? > Wer Ampere schalten will, nimmt halt andere wie den ZXMS6005DG für 77ct. Tatsächlich werde ich den AO3400 und eine Freilaufdiode nehmen. Der NUD3105 ist generisch genug für alle möglichen Anwendungen, da kann ich in anderen Schaltungen auch mal nen dicken LED-Streifen dimmen. Der schaltet fast 6A und kostet gerade mal 2ct* *) https://www.lcsc.com/product-detail/MOSFETs_FOSAN-AO3400_C20628874.html
Michael W. schrieb: > Tatsächlich werde ich den AO3400 und eine Freilaufdiode nehmen Du brauchst halt auch noch einen (100k) pull down am Gate damit der MOSFET aus bleibt wenn der Prozessor den Pin noch als Eingang definiert. Daher werden es auch nicht weniger Teile als mit einem Bipolartansistor.
Michael W. schrieb: > Der schaltet fast 6A und kostet gerade mal 2ct* Ob der FET 2ct oder oder 77ct kostet, kann dir doch völlig egal sein, wenn du davon 1..10 Stück aufbaust. Der Aufwand für deine Handlöterei übersteigt diese Preisdifferenz um Größenordnungen, sobald du dir irgendetwas in Mindestlohnhöhe dafür zugestehst.
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