5-V-SPDT-Relais an einen MOSFET mit Arduino

Ich versuche, die richtigen Komponenten zu finden, um mit einem MOSFET die gleichen Ergebnisse zu erzielen wie mit meiner aktuellen 5-V-Relaisplatine.

Der Grund dafür ist, dass ich das ganze "Klicken", das das Relais beim Ein- und Ausschalten macht, nicht mag, und ich hatte gehofft, dass die Verwendung von MOSFETs die gleichen Ergebnisse ohne all dieses Klickgeräusch erzielen würde?

Wie würde der Schaltplan aussehen, wenn ein MOSFET an die digitale Leitung eines Arduino angeschlossen wird (max. 5 V pro Pin)?

Als Beispiel dafür, wofür ich derzeit eines meiner Relais verwende:

Hier

Im obigen Bild sende ich ein Videosignal durch, je nachdem, welche Kamera ich anzeigen möchte. Andere Beispiele sind nur Ihre normalen Sendespannungen an und aus (max. 12 V).

Welche Details haben Sie von den Signalen Ihrer Kameras?
@JohnU Nein. Die vorherige Frage war, wie das Video mit Relais umgeschaltet werden kann. Diese Frage möchte die Relais loswerden.

Antworten (2)

Der Hauptunterschied zwischen Relais und MOSFETs in diesem Zusammenhang besteht darin, dass MOSFETs keine lineare Übertragungsfunktion für sie durchlaufende Signale haben.

Bei dem in der Frage gezeigten Relais durchläuft das Signal der aktiven Videoquelle die Relaiskontakte im Wesentlichen unbehelligt, ziemlich unabhängig von der Signalpolarität oder dem Signalinhalt, wie durch alle anderen elektrischen Schaltkontakte.

Bei MOSFETs müsste das Signal vorgespannt werden, um genau innerhalb des linearen Abschnitts der Leitungskurve des MOSFET zu bleiben, wenn sich der MOSFET im leitenden Zustand befindet. Zu diesem Zweck muss dem eingehenden Signal (analoges Videosignal vorausgesetzt) ​​eine DC-Vorspannung hinzugefügt werden.

Die Übertragungskennlinie eines MOSFET für Kleinsignalbetrieb sieht wie folgt aus. Siehe dieses Papier für weitere Einblicke.

MOSFET-Übertragungsfunktion

Wie hier zu sehen ist, nimmt die Leitung des MOSFET stark ab, wenn die Eingangsspannung auf Null abfällt. Was in der Grafik nicht gezeigt wird, ist, dass, sobald das Eingangssignal auf einen ausreichend negativen Wert abfällt, die Body-Diode des MOSFET unabhängig von der Spannung am MOSFET-Gate zu leiten beginnt.

Daher muss das gesamte Signal vorgespannt und eingeschränkt werden, um innerhalb des linearen Teils um den als bezeichneten Punkt zu bleiben Q. Dies kommt auf der Empfängerseite möglicherweise nicht so gut an, wenn der Empfänger nicht für die Arbeit mit einem DC-vorgespannten Videosignal ausgelegt ist.

Außerdem ändert sich das Leitungsverhalten eines MOSFET mit der Signalfrequenz, viel stärker als bei einem Metall-Metall-Kontakt wie einem MOSFET. Abhängig von dem betrachteten spezifischen MOSFET und der Frequenz des Signals wäre dies daher ebenfalls ein Problem.

Mit anderen Worten, ein MOSFET ist in dieser Anwendung kein geeigneter Ersatz für ein Relais.

Sogar Festkörperrelais funktionieren nicht, wenn sie nicht speziell für die Videosignalübertragung ausgelegt sind, da sie ebenfalls Halbleiterschaltelemente enthalten, die ein ähnliches nichtlineares Verhalten wie oben für MOSFETs angegeben haben. Also keine Option.

Es gibt spezielle ICs, die als "Video Switch" bezeichnet werden. Sie sind analoge Schalter, die zum Umschalten von Videofrequenzen ausgelegt sind und durch Logikpegelsignale gesteuert werden.

Genau das, was Sie brauchen.

Aber ich sagte auch, dass ich es auch für 12-V-Leitungen für die anderen 4 oder so Relais zu Mosfets verwenden werde.
Sie benötigen lediglich einen anderen Schaltplan für die Stromversorgung. Mit MOSFETs wahrscheinlich. :)
Müssen Sie wissen, welche Art von Mosfets, da es viele gibt.
@StealthRT Der genaue Typ der Elemente ist immer zweitrangig. Das Design ist primär.
5-V-SPDT-Relais an einen MOSFET mit Arduino
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