Wie benutzt man einen Transistor als Schalter?
Hallo,
ich möchte meinen Transistor als Schalter für eine LED verwenden. Dabei möchte ich jedoch die LED nicht "vor" den Transistor Schalten (so dass der - Pol der Led zum Drain (mittlerer pin des mosfet Transitors) führt, sondern "nach" dem Transistor, sodass Source (rechter pin) zum Pluspol der LED führt. Den Transistor steuere ich über einen Arduino. Außerdem nutze ich eine externe Stromquelle. Wenn ich Gate über einen digitalen Pin am Arduino Steuere, Drain an den Pluspol meiner externen Stromversorgung anschließe, und Source an den Ground des Arduino(ground von externer Stromversorgung und Arudino sind nicht verbunden) und über die LED an den Minuspol der externen Stromversorung anschließe, macht die LED irgendwas. Wenn ich jedoch die Schaltung so habe und die LED vor den Transistor schalte(wie oben beschrieben, was ich nicht haben möchte) funktioniert es. Wie kann ich dieses Problem lösen?
vielen Dank im vorraus
hier eine Skizze
4 Antworten
Wenn du die LED an der Versorgungsspannung hängen hast, und die Verbindung von der Kathode zu GND mit einem MosFET Unterbrechen willst (so, wie man das oft macht), wird ein N-Channel Mosfet dafür benutzt.
Man kann es auch umgekehrt machen, einen MosFET zwischen Versorgungsspannung und die LED legen (natürlich immer mit Vorwiderstand), dann wäre das ein "High-Side" Schalter, und dazu benötigt man dann einen P-Channel MosFET.
Dadurch ändert sich aber die Logik der Ansteuerung, bei der erste Variante leuchtet die LED, wenn das Gate des MosFETs "high" ist und ist bei einem "low" ist die LED ausgeschaltet, mit einem P-Channel MosFET ist es genau anders herum.
https://wolles-elektronikkiste.de/der-mosfet-als-schalter
https://wolles-elektronikkiste.de/wp-content/uploads/2022/04/n_vs_p_channel_mosfet-1024x561.png
Dafür gibt es zwei interessante Bauteile:
- BUZ11
- ULN2003
Der BUZ 11 ist ein "Logic Level FET". Der kann sehr starke Ströme nach Masse durch schalten wenn das Gate eine Logikspannung "fühlt". Das Gate kann man direkt an den Arduino anschliessen.
Der ULN2003 hat 7 Treiberstufen mit Schutzdioden gegen Indusktionsspannungen. Auch die schalten hohe Spannungen und mittlere Ströme nach Masse wenn der Eingang ein HIGH vom Mikrocontroller bekommt.
Es gibt für die Arduinos kleine Platinen mit ULN2003 fertig aufgebaut zu kaufen.
Das Hauptproblem deiner Schaltung ist, dass der Arduino und deine externe Stromversorgung zwei verschiedene Masse-Bezugspunkte haben. Dadurch hast du ganz andere Spannungen an den Bauteilen anliegen, als du sie erwartest. Du musst die Masse vom Arduino (GND) direkt mit der Masse der externen Stromversorgung (Minuspol) verbinden, nicht mit der Source vom MOSFET.
Weiterhin solltest du noch einen Widerstand zwischen dem digitalen Ausgang vom Arduino und dem Gate einbauen (bspw. 1 kOhm), da sonst beim Anschalten für einen sehr kurzen Augenblick ein sehr hoher Strom fließen kann, der dem Arduino schaden kann. Um es ganz sauber zu gestalten, kann noch ein Widerstand zwischen Gate und Masse eingebaut werden (bspw. 10 kOhm), um das Gate sofort zu entladen, sobald der digitale Ausgang abgeschaltet wird.
Wie du die Schaltung erweitern bzw. ändern musst, habe ich oben beschrieben. Welche Information fehlt dir denn noch zum Verständnis?
okay ich habs mals jetzt so nachgebaut, aber es funktioniert noch nicht.
Dein Beschrieb ist leider nicht so einfach nachvollziehbar. Und es ist sehr schwer einfach mit einem "wall-of-text" den Fehler zu finden.
Es wäre am besten wenn du dein Vorhaben schnell skizzieren würdest und dann das Bild in die Frage zu posten. Oder zumindest die Frage etwas in Absätze zu gliedern, damit man weiss was zu welcher Schaltung gehört...
Im Allgemeinen willst du doch diese zwei Schaltungen bauen?
Ich hab jetzt mal schnell ne Skizze gemacht (komme mit den Schaltplan nicht so gut klar). Bei der Schaltung verhalten sich die Transistoren(bei gleichem Modell) unterschiedlich und bei manchen bleibt die LED einfach an, egal was ich über den Arduino porgammiere.
Wie muss ich denn die Schaltung erweitern. Wenn ich einfach den Ground der des arduino und der Stromversorgung verbinde entsteht ja ein kurzschluss wenn ich den Transistor schalte.