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techniken:schalten
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techniken:schalten [2017/02/02 15:00] c.jaedicke |
techniken:schalten [2017/12/11 01:26] d.golovko [Die Grundschaltung] |
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| =====Wie man eine Glühbirne An- und Ausschaltet===== | =====Wie man eine Glühbirne An- und Ausschaltet===== | ||
| Eine wichtige Funktion des Arduino, ist das Schalten von elektronischen Komponenten. So ist das An- und Ausschalten einer LED eine leichte Übung. Bei dieser Schaltung ist der Arduino gleichzeitig Spannungsquelle und Schaltungslogik der LED. Möglich ist diese Schaltung, da eine LED mit 20-30mA zurechtkommt und der Arduino maximal 50mA liefern kann. Versucht man nun einen Verbraucher zu schalten, der einen höheren Laststrom benötigt (> 50mA), wird der Arduino zerstört.\\ | Eine wichtige Funktion des Arduino, ist das Schalten von elektronischen Komponenten. So ist das An- und Ausschalten einer LED eine leichte Übung. Bei dieser Schaltung ist der Arduino gleichzeitig Spannungsquelle und Schaltungslogik der LED. Möglich ist diese Schaltung, da eine LED mit 20-30mA zurechtkommt und der Arduino maximal 50mA liefern kann. Versucht man nun einen Verbraucher zu schalten, der einen höheren Laststrom benötigt (> 50mA), wird der Arduino zerstört.\\ | ||
| - | Um dieses Ungemach zu verhindern sollte man eine sog. Schaltstufe verwenden um „große Lasten“ zu schalten. Die Schaltstufe trennt Spannungsquelle und Schaltlogik voneinander indem der „Schaltstrom“ des Arduino benutzt wird um die größere Spannungsquelle über einen Transistor zu schalten. | + | Um dieses Ungemach zu verhindern, sollte man eine sog. Schaltstufe verwenden um „große Lasten“ zu schalten. Die Schaltstufe trennt Spannungsquelle und Schaltlogik voneinander, indem der „Schaltstrom“ des Arduino benutzt wird um die größere Spannungsquelle über einen Transistor zu schalten. |
| - | <note important>Falls ihr einen Motor oder einen anderen Induktiven Verbraucher schalten wollt dann lest diesen Artikel bis zum Ende! Sonst passieren schlimme Dinge!</note> | + | <note important>Falls ihr einen Motor oder einen anderen induktiven Verbraucher schalten wollt, dann lest diesen Artikel bis zum Ende! Sonst passieren schlimme Dinge!</note> |
| ==== Die Grundschaltung ==== | ==== Die Grundschaltung ==== | ||
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| Im Labor haben wir zwei Arten solcher Transistoren solche die mit 3.3V (Teensy) auskommen und solche die 5V (Arduino) benötigen. | Im Labor haben wir zwei Arten solcher Transistoren solche die mit 3.3V (Teensy) auskommen und solche die 5V (Arduino) benötigen. | ||
| - | Ist die Spannung am Gate identisch mit der Spannung an Source dann sperrt der Transistor. In diesem Fall fließt zwischen Drain und Source kein Strom, die Glühbirne ist aus. Damit man ein Spannungsunterschied erzeugen kann muss der Pin des Arduino welcher am Gate angeschlossen ist auf HIGH (+5V/+3.3V) gesetzt werden. Wichtig: Der Ground des Arduino muss mit dem Ground der Spannungsquelle verbunden sein, sonst kann der Transistor nicht "Vergleichen" ob die Spannung am Gate identisch ist mit der an Source oder nicht. | + | Ist die Spannung am Gate identisch mit der Spannung an Source dann sperrt der Transistor. In diesem Fall fließt zwischen Drain und Source kein Strom, die Glühbirne ist aus. Der Spannungsunterschied wird erzeugen indem der Pin des Arduino eine Spannung am Gate anlegt (Pin HIGH), die Glühbirne leuchtet. Wichtig: Der Ground des Arduino muss mit dem Ground der Spannungsquelle verbunden sein, sonst kann der Transistor nicht "Vergleichen" ob die Spannung am Gate identisch ist mit der an Source oder nicht. |
| - | <note important>Zusammengefasst: Ein MOSFET ist wie ein variabler Widerstand, dessen Widerstand zwischen Drain-Source abhängig ist von der Spannungsdifferenz zwischen Gate-Drain. Ist die Differenz null dann ist der Widerstand sehr groß und der Schalter geschlossen </note> | + | <note important>Zusammengefasst: Ein MOSFET ist wie ein variabler Widerstand, dessen Widerstand zwischen Drain-Source abhängig ist von der Spannungsdifferenz zwischen Gate-Source. Ist die Differenz null, dann ist der Widerstand sehr groß und der Schalter geöffnet (Abb. {{ref>grundschaltung}} links). Ist die Differenz groß genug zwischen Gate-Source, dann wird der Widerstand zwischen Drain-Source klein und es kann Strom fließen (Abb. {{ref>grundschaltung}} rechts). Überlegt euch, warum man Glühbirne und MOSFET nicht in ihrer Position tauschen darf! Welche Spannung müsste das Gate annehmen, wenn man es dennoch tut?</note> |
| <figure grundschaltung> | <figure grundschaltung> | ||
| - | {{ :Techniken:mosfet_schalter.jpg?500 |Grundschaltung eines MOSFET-Schalters}} | + | {{:Techniken:mosfet_schalter.jpg?500 |Grundschaltung eines MOSFET-Schalters }} |
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| + | {{ :Techniken:mosfet_schalter_ein.jpg?500 |Grundschaltung eines MOSFET-Schalters, ein}} | ||
| <caption>Grundschaltung eines Arduino-MOSFET-Schalters</caption> | <caption>Grundschaltung eines Arduino-MOSFET-Schalters</caption> | ||
| </figure> | </figure> | ||
techniken/schalten.txt · Zuletzt geändert: 2020/12/08 17:01 von d.golovko
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