NE555 + Mosfet

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malzeit
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NE555 + Mosfet

Beitrag von malzeit » 27.01.2018 21:26:13

Hallo Zusammen,

da mich mal wieder die Langeweile im Griff hat:

Ich versuche grade einen Benzindüsenreiniger zu bauen. Pumpe mit Lösemittel schon besorgt und Apparatur aufgebaut. Damit das Lösemittel durch die Benzindüsen fließt, müssen diese geöffnet sein; also 12V druff und schon sind die offen. Dummerweise werden die verdammt heißt und schmelzen nach ein paar Sekunden dahin. Also benötige ich ein Taktsignal, 20ms on, 20ms off, 20ms on... so als wenn die Vollast im Auto auf der Autobahn laufen würden.

Soweit so gut, ein NE555-Modul fertig verdrahtet für Linkshänder wie mich bei eBay gekauft:
[https://www.ebay.de/itm/DE-Lager-NE555- ... SwhplaVclR]

Eingestellt auf 50Hz lt. Multimeter.
Jetzt brauch es nur noch ein Mosfet mit ausreichend Ampere... max 10A Peakleistung lt. Düsenvertreiber und 2A "Dauerleistung".
Habe mich da für das
[http://www.irf.com/product-info/datashe ... rlz44n.pdf]
entschieden.

Jetzt meine Fragen:
a) passt der Mosfet?
b) wie hoch muss der Widerstand am G(ate) des Mosfets sein und reicht überhaupt die Ausgangsleistug des NE555 (200mA)?

Wenn kein Elektrontechniker hier rumschwirrt, dann ist es auch Wurscht, ist eh nur gegen die Langeweile 8)
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Cae
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Re: NE555 + Mosfet

Beitrag von Cae » 27.01.2018 23:38:39

Sieht fuer mich okay aus. Ein paar Punkte fallen mir auf:
  • Wenn dein MosFET heiss wird, arbeitet er im Linearbereich, d.h. er wird nicht voll durchgeschaltet. Die Gatespannung ist dann zu niedrig. Der Gatestrom ist dagegen vernachlaessigbar, da im Mikroampere-Bereich (das Gate ist kapazitiv angekoppelt und wenn es erstmal voll geladen ist, "passt" keine Ladung mehr hinein, d.h. es gibt keinen Stromfluss).
  • Du hast keine Freilaufdiode [1] vorgesehen. Ich gehe davon aus, dass deine Duesen induktiv sind, d.h. eine Spule verwenden. Wenn du diese einfach ausschaltest, verbleibt ein Magnetfeld in der Spule, welches kurz danach eine Gegenspannung induziert. Diese ist locker um Faktor 10 groesser als die vorherige Betriebsspannung und killt dir mit Vergnuegen die Ansteuerung.
  • Die Frequenzmessung von Multimetern ist meistens eher als Schaetzwert zu sehen (spielt hier keine grosse Rolle).
Gruss Cae

[1] https://www.mikrocontroller.net/article ... ilaufdiode
If universal surveillance were the answer, lots of us would have moved to the former East Germany. If surveillance cameras were the answer, camera-happy London, with something like 500,000 of them at a cost of $700 million, would be the safest city on the planet.

—Bruce Schneier

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malzeit
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Re: NE555 + Mosfet

Beitrag von malzeit » 28.01.2018 00:08:41

Erstmal dickes Danke für die Antworten.
Ein paar Gegenfragen
Cae hat geschrieben: ↑ zum Beitrag ↑
27.01.2018 23:38:39
  • Wenn dein MosFET heiss wird, arbeitet er im Linearbereich, d.h. er wird nicht voll durchgeschaltet. Die Gatespannung ist dann zu niedrig. Der Gatestrom ist dagegen vernachlaessigbar, da im Mikroampere-Bereich (das Gate ist kapazitiv angekoppelt und wenn es erstmal voll geladen ist, "passt" keine Ladung mehr hinein, d.h. es gibt keinen Stromfluss).
Da es 4 Düsen sind (also auch 4 Mosfets) wollte ich diese sauber auf eine Metallschiene schrauben, ich denke/meine/glaube dass die dann genug gekühlt werden, ansonsten kommt da ein Peltier hinten drauf oder ich sprüh mit Kältespray :roll:
[*]Du hast keine Freilaufdiode [1] vorgesehen. Ich gehe davon aus, dass deine Duesen induktiv sind, d.h. eine Spule verwenden. Wenn du diese einfach ausschaltest, verbleibt ein Magnetfeld in der Spule, welches kurz danach eine Gegenspannung induziert. Diese ist locker um Faktor 10 groesser als die vorherige Betriebsspannung und killt dir mit Vergnuegen die Ansteuerung.
Wäre diese hier passend? [https://www.conrad.de/de/si-gleichricht ... 81854.html]
Verstehe ich richtig-> wenn der Motor weiterdreht, habe ich quasi einen Dynamo der Spannung aufbaut; dieses kann ein vielfaches der ursprünglichen Betriebsspannung sein und wird dann quasi (sobald die Sperrspannung überschritten wird, hier 50V) über die Diode abgeleitet in Richtung +.
In meinem Falle bleibt dann "was an Restmagnetismus" in meiner Spule und das baut sich evtl./wahrscheinlich zu einer hohen Spannung auf und "knallt" dann Rückwärts über den Mosfet in das NE555 Modul?
[*]Die Frequenzmessung von Multimetern ist meistens eher als Schaetzwert zu sehen (spielt hier keine grosse Rolle).
Ich hab noch ein Oszi anzubieten, aber da muss ich jedesmal nachschlagen wie das genau funktioniert, ist aus altem DDR-Bestand und staubt vor sich hin, aber danke dennoch für den Hinweis; ob nun 40 Hz oder 60 Hz da rauskommen ist mir wurscht.

Gruß und Danke nochmal!
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BenutzerGa4gooPh

Re: NE555 + Mosfet

Beitrag von BenutzerGa4gooPh » 28.01.2018 17:07:33

malzeit hat geschrieben: ↑ zum Beitrag ↑
28.01.2018 00:08:41
Wäre diese hier passend? [https://www.conrad.de/de/si-gleichricht ... 81854.html]
50 V Sperrspannung, 6 A Durchlassstrom lt. Conrad könnten für Freilaufdiode für Induktivität mit Betriebskennzahlen 12 V / 10 A Spitze knapp sein. Bei dem geringen Preis testen, eventuell mehr Durchlassstrom.
Sie sollte mindestens die Versorgungsspannung als Sperrspannung verkraften — eine Reserve von 20 % tut preislich nicht weh. Der zulässige Spitzendurchlassstrom der Diode muss mindestens dem Betriebsstrom des Relais entsprechen. Die Dauerstrombelastbarkeit darf auch geringer ausfallen, da übliche Relaisanwendungen nur mit geringen Frequenzen schalten (einige Hertz). Eine kleine 1N4148 (Nachfolger der 1N914) kann für bis zu 1 A eingesetzt werden. Allerdings lohnen sicht derartige Tricksereien kaum noch, da Dioden sehr billig sind. Wer auf Nummer sicher gehen will nimmt eine Diode, deren Nennstrom größer oder gleich dem Relaisstrom ist.
https://www.mikrocontroller.net/article ... ilaufdiode
@Cae ist von elektromagnetischem Öffnen/Schließen steuerbarer Duesen ausgegangen. Piezoelektrische Antriebe (Kapazität wesentlich, Strombegrenzung durch Widerstände) gibt es jedoch auch häufig. Wenn ich mich recht erinnere, gab es für Dieselmotoren mal piezoelektrische Einspritzdüsen. Mich wundert 10 A Peak, 2 A Dauerstrom. Piezoantrieb, Kapazität?
Verstehe ich richtig-> wenn der Motor weiterdreht, habe ich quasi einen Dynamo der Spannung aufbaut ...
Ziemlich "Durcheinander" dein Text, plötzlich Elektromotoren? Selbstinduktion tritt beim (Ein- und) Ausschalten beliebiger/aller Induktivitäten auf. Freilaufdiode für Kurzschluss der Induktivität (Durchlassrichtung entgegen Betriebsspannung) zur Vermeidung von Spannungsspitzen, Schonung von Schaltern. Spannngspitze, wenn Ausschalten ohne parallele Last erfolgt.
Nach dem Abschalten der Speisespannung sorgt die Selbstinduktion der Spule dafür, dass der Strom zunächst in der ursprünglichen Richtung weiter fließt. Ohne Freilaufdiode führt das zu einer Spannungsspitze, die sich zur Betriebsspannung addiert und die Schaltstrecke schädigen oder zerstören kann. Mit einer Freilaufdiode wird die Spannungsspitze jedoch auf die Durchlassspannung der Diode (bei Silizium etwa 0,7 V) begrenzt. Das schützt die elektronischen Bauteile (beispielsweise Halbleiter wie Transistoren), aber auch Schaltkontakte sehr effektiv vor Überspannung (im Bild auf maximal 12,6 V). Der Strom fließt über die Diode und die Energie des Magnetfeldes, die der grün markierten Fläche entspricht, wird größtenteils im ohmschen Widerstand der Spule und zu einem kleinen Teil in der Diode in Wärme umgewandelt.
https://de.m.wikipedia.org/wiki/Schutzdiode
2. Bild: Spannungsverlauf ohne und mit Schutzdiode
Theorie hilft bei Dimensionierung: http://elektronik-kurs.net/elektrotechn ... an-spulen/

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Re: NE555 + Mosfet

Beitrag von r4pt0r » 29.01.2018 18:39:54

Einspritzventile werden üblicherweise im Ultraschallbad gereinigt und dabei je nach Verschmutzung 10-20x für ca 1sek angetaktet, was auch manuell problemlos machbar ist.

Sowas kostet inkl. abschliessender Durchflussmessung/-kalibrierung, Beurteilung des Spritzbildes und Prüfprotokoll normalerweise ca 30-50EUR für 4 Ventile. Wenn du nicht alle paar Tage Ventile reinigen musst lohnt der Aufwand sich eigentlich nicht, ansonsten solltest du dir ggf über ein kleines Ultraschallbad Gedanken machen - die gibts mittlerweile für recht schmales Geld und sind auch hervorragend zur Reinigung anderer Teile geeignet (Vorsicht mit Alu, richtigen Reiniger verwenden!).

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Re: NE555 + Mosfet

Beitrag von malzeit » 29.01.2018 20:26:40

@Jana666
1.) korrigiere ich mich, es sind Autogasdüsen und keine Benzindüsen (frage mich grade, warum ich mich da vertan habe... Flüchtigkeitsfehler).
2.) Lese ich mir deine Anmerkungen in Ruhe durch; leider ist Elektrotechnik absolut nicht meins; liegt mutmaßlich an nicht fähigen Physiklehrern in meiner Schulzeit und falsch verdrahteten Hirnwindungen in meinem Kopf (auch Unfähigkeit genannt). Daher schonmal Danke für die Infos!
r4pt0r hat geschrieben: ↑ zum Beitrag ↑
29.01.2018 18:39:54
Einspritzventile werden üblicherweise im Ultraschallbad gereinigt und dabei je nach Verschmutzung 10-20x für ca 1sek angetaktet, was auch manuell problemlos machbar ist.

Sowas kostet inkl. abschliessender Durchflussmessung/-kalibrierung, Beurteilung des Spritzbildes und Prüfprotokoll normalerweise ca 30-50EUR für 4 Ventile. Wenn du nicht alle paar Tage Ventile reinigen musst lohnt der Aufwand sich eigentlich nicht, ansonsten solltest du dir ggf über ein kleines Ultraschallbad Gedanken machen - die gibts mittlerweile für recht schmales Geld und sind auch hervorragend zur Reinigung anderer Teile geeignet (Vorsicht mit Alu, richtigen Reiniger verwenden!).
Siehe meine Korrektur -> Gasdüsen; diese sind teilweise durch Parafin "verharzt" und durch die tollen LPG-Zusätze noch verklebt. Einzig was da wirkt ist dauerhaftes Antakten und gleichzeitigem Spülen mit Bremsenreinigern oder ähnlich aggressiven Mittelchen, aber nach ein paar Düsen 2-5 Hz-Takten tun mir immer die Finger weh und stinken tut's am Massepol der Batterie auch noch :mrgreen:

Ich besorge mir jetzt erstmal noch ein paar Dioden (kosten ja fast nix) und dann versuche ich mal mein Glück.

Gruß + Danke
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Re: NE555 + Mosfet

Beitrag von r4pt0r » 29.01.2018 21:08:39

Verwendest du "preisgünstiges" (aka billiges) Flashlube? Die besseren haben eigentlich ausreichend reinigende zusätze um verkleben der Ventile zu verhinden. Wir verwenden bei den paar verbliebenen Gasfahrzeugen in unserem Kundenstamm den Ventilschutz-Zusatz von Liqui-Moly und haben hier sehr selten Probleme mit verklebten Düsen. Bei Kurzstreckenfahrzeugen deren Ansaugtrakt notorisch stark verkokt/verharzt ist, wird Drosselklappenreiniger verwendet und/oder die Ventile wie schon gesagt im Ultraschallbad gereinigt.

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