Hilfe bei der ersten Elektronikschaltung

Ich interessiere mich seit kurzem für Elektronik und habe mich nach einigem Lesen entschlossen, meine eigene einfache Elektronikschaltung zu bauen, um einen 12-V-RGB-LED-Streifen mit WLAN zu steuern. Ich habe mich für den ESP8266-Chip entschieden, konzentriere mich aber im Moment noch darauf, alles miteinander zu verbinden.

Ich habe eine Frage und ein Problem:

Zu den MOSFETs:

Ich habe mich für Mosfets entschieden, nachdem ich mich über die häufig verwendeten TIP120 beschwert hatte, aber muss ich mir für meine Anwendung Gedanken über den Unterschied zwischen Standard-Mosfets und Logikpegel-Mosfets machen?

Ich habe diese beiden im örtlichen Geschäft gefunden: IRLZ44N (PBF?) und IRLB8721 (PBF?) Anscheinend ist einer der Logikpegel und der eigene Standard? Welches benutze ich? Sie haben den gleichen Preis.

Problem mit Spannungseingang:

Mein LED-Streifen benötigt 12 V, und das Breakout-Board hat einen Spannungsregler an Bord, der 4-6 V aufnimmt. Das bedeutet, dass ich den Streifen entweder direkt an eine 12-V-Versorgung anschließe und einen Weg finde, ihn für den Chip auf 5 V herunterzuregeln, oder den Streifen direkt von 5 V mit Strom versorge und dann einen Weg finde, den Streifen auf 12 V zu erhöhen. Welchen Weg würden Sie empfehlen? Ich nehme an, dass der Abstieg einfacher ist.

Und mit einer Chipaufnahme von bis zu 500 mA und einem Streifen von bis zu 1 A glaube ich nicht, dass ein Linearregler wie ein LM7805 ausreichen würde. Würde ein Abwärtswandler wie der LM2596 funktionieren? Das einzige, was mich aufhält, ist, dass ich gehört habe, dass sie aufgrund der Schaltnatur von Abwärtswandlern eine Menge Rauschen und Eingangsspannungswelligkeiten in Geräte einführen, die sich die Stromversorgung teilen. Muss ich mir darüber Sorgen machen, wenn beide an eine 12-V-Stromversorgung angeschlossen sind und sich im selben Gehäuse befinden?

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

EDIT2: Aktualisierte Schaltung

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

EDIT1: Links für MOSFET-Datenblätter wie gewünscht:

IRLB8721 - https://cdn-shop.adafruit.com/datasheets/irlb8721pbf.pdf

IRLZ44N – http://www.irf.com/product-info/datasheets/data/irlz44n.pdf

Nebenbei bemerkt - gibt es etwas, das Sie an der Schaltung ändern oder hinzufügen würden? Brauche ich irgendwo Widerstände?
Einen Schaltplan bekommst du bei Fritzing. Der Schaltplan (wie Sie gepostet haben) ist für das Verständnis einer Schaltung weniger als nützlich. Der Schaltplan ist so, als hätte man die Hardware vor sich. Um zu sehen, was es tut, müssen Sie es nachzeichnen und erneut als Schaltplan zeichnen. Machen Sie es den Menschen, die helfen möchten, einfacher, indem Sie einen richtigen Schaltplan bereitstellen.
Was ist mit den Tagen passiert, als Leute, die mit der Elektronik anfingen, langsam Wissen aufbauten, indem sie LEDs einschalten ließen, dann Knöpfe und Transistoren und Potentiometer verwendeten, um die Helligkeit zu ändern und ein- und auszuschalten .... Mit solch einfachen Dingen zu beginnen, gibt Ihnen eine großartige Grundlage eigentlich zu lernen. Allzu oft sieht man: „Ich bin neu und meine erste Schaltung ist ein Roboter, der 1000 Sprachen sprechen kann, 20 m in die Luft springt und WLAN und Bluetooth verwendet. Kann mir jemand helfen, weil ich nicht weiterkomme? Okay, vielleicht war das etwas übertrieben, aber Sie verstehen, worauf es ankommt. Fangen Sie einfach an und lernen Sie sich durch
@jre siehe meine Bearbeitung
Viel besser. Hochgestimmt.
Ausgezeichnete Beratung von @MCG
Stellen Sie Links zu den Datenblättern der spezifischen Teile bereit, nach denen Sie fragen. Wir sind alle Freiwillige hier, und wir werden nicht Ihre Arbeit machen und die Datenblätter für Sie ausgraben. Sobald wir die Datenblätter haben, wird es trivial sein zu zeigen, wie man MOSFETs mit Logikpegel von anderen unterscheidet.
Danke für deinen Vorschlag @MCG, aber ich habe weder die Zeit noch die Mittel, um mit Schaltungen zu üben. Das Bestellen von Teilen dauert hier Ewigkeiten, und wenn das funktioniert, möchte ich dies für eine kleine Projektdemonstration in der Schule verwenden. Ich habe viel recherchiert und bin den Anleitungen für Dinge gefolgt, die Sie vorgeschlagen haben. Ich weiß, dass dies nicht der Praxis in der realen Welt entspricht, aber ich hoffe, es reicht aus.
@Casper, dann haben Sie höchstwahrscheinlich eine Menge Probleme und Probleme und werden wahrscheinlich Schwierigkeiten haben zu verstehen, warum / wie einige Dinge funktionieren oder nicht funktionieren. Ohne grundlegende Übung und erworbenes Wissen kann es wirklich ein steiler Kampf nach oben werden, der die meisten Menschen von der Elektronik abhält
@MCG Also, selbst wenn ich die wirklichen Grundlagen theoretisch verstehe, denkst du immer noch, ich muss sie anwenden und üben, bevor ich eine einfache Schaltung wie diese annehme?
Ich denke, jeder sollte die Grundlagen lernen, bevor er sich auf Rennstrecken begibt. Die Tatsache, dass Sie nach Mosfets mit Logikpegel gefragt haben, zeigt dies und die Eingangsspannungen zeigen dies. Wenn Sie Ihr Wissen aufgebaut haben, brauchen Sie wahrscheinlich nicht zu fragen. Also ja, die Tatsache, dass Sie bereits feststecken oder Antworten benötigen, zeigt, dass Sie die Grundlagen anwenden und üben müssen.
Ich verstehe Ihren Standpunkt - dass ich zuerst die Grundlagen üben sollte, aber wie würde mir das helfen, dies zu verstehen: "Wenn Sie einen MOSFET für einen Mikrocontroller kaufen, ziehen Sie einen Mosfet mit Logikpegel in Betracht. Ein Mosfet mit Logikpegel bedeutet, dass er dafür ausgelegt ist vom Logikpegel eines Mikroprozessors vollständig einschalten. Der Standard-Mosfet ist für den Betrieb mit 10 V ausgelegt. Das war im Wesentlichen das, worum es bei meiner Frage ging - das zu verstehen und ob ich diese verwenden musste. Es ist nicht so, dass ich feststecke; für Eingangsspannungen wollte ich nur eine zweite Meinung zu Linearreglern - besser um auf der sicheren Seite zu sein.
Aber vielleicht nehme ich Ihren Rat an und praktiziere trotzdem die wirklichen Grundlagen. Vielleicht lerne ich daraus etwas, das ich in der Theorie / Forschung nicht gesehen habe, und verstehe etwas, das ich vorher nicht wusste. :) Vielen Dank für Ihre Hilfe.
Kinder in diesen Tagen. Zu meiner Zeit gab es LED-Streifen nur in Rot, und wir mussten sie mit echtem Draht und Lötzinn von Hand auffädeln und sie mit "Mikro" -Controllern dimmen, die wir aus Erector Set-Verbindungen, Teilen aus gescheiterten Heathkits und Klebeband herstellten. Wir hatten Arduinos, aber sie hießen Apple II und kosteten 2000 Dollar, also wagte man es nicht, einen zu braten, indem man ihn an irgendwelche Experimente anschloss. Wir mussten zu Radio Shack reiten, im Schnee, bergauf, in beide Richtungen ... Und es hat uns gefallen! Im Ernst, ich feuere dich an, OP!

Antworten (2)

Zunächst einmal willkommen in der Welt der Elektronik. Vielen Dank für das Hochladen eines Schaltplans, da er viel einfacher zu lesen ist als ein Diagramm. Ich habe ein paar Vorschläge unter Berücksichtigung Ihres Niveaus.

Verwenden Sie Low-Side-Gate-Treiber

Der ESP8266-Chip gibt 3,3-V-Logiksignale aus, die keinen Standard-MOSFET vollständig einschalten könnten. Allerdings gibt es viele großartige integrierte Lösungen, um dieses Problem anzugehen, wie z. B. Low-Side-Gate-Treiber. Ein großartiges Beispiel ist der billige und einfach zu bedienende TC427 . Es ist für 12-V-Betrieb und 3,3-V-Logikeingänge gekennzeichnet. Verwenden 1 μ F Und 0,1 μ F Entkopplungskondensatoren in der Nähe des Chips und Sie haben eine einfache, aber effektive Schnittstelle zwischen Ihrem SOC und dem FETS. Sie benötigen zwei davon, um drei FETs anzusteuern (2 Treiber/Chip). Was die FET-Auswahl betrifft, so macht sie bei einem so niedrigen Strom (ca. 333 mA pro FET) keinen signifikanten Unterschied, obwohl der IRLB8721 einen niedrigeren EIN-Widerstand und eine niedrigere Gate-Ladung hat, was im Allgemeinen den globalen Leistungsverlust verringern sollte.

Verwenden Sie einen 5-V-Linearregler

Beginnen Sie der Einfachheit halber mit einem 3-poligen Linearregler (Typ 7805). Wie Transistor sagte, ist es ineffizient, aber bei Strömen unten handhabbar 100 M A . Schaltregler sind komplex und sollten nicht von Anfängern gebaut werden. Wie auch immer, der typische Stromverbrauch für ESP8266 mit 1024 Paketen bei -65 dBm (sehr wahrscheinlich Ihre Situation) beträgt 62 mA, was sich auflösen sollte 0,434 W im Linearregler. Verwenden Sie einen geeigneten Kühlkörper, um ihn kühl zu halten. Wenn Sie mit dem ESP8266 senden möchten, erhöht sich die Leistung und Sie benötigen einen geeigneten Schaltregler (von der Stange, bauen Sie zu diesem Zeitpunkt keinen von Grund auf neu).

Pass auf dich auf

Überprüfen Sie Ihre Verbindungen, bevor Sie Strom anlegen. Viel Spaß mit diesem Projekt.

Danke für deine Antwort! Ich habe jemanden gefunden, der Code für eine ähnliche Anwendung geschrieben hat: „Wenn die App startet, sendet sie wiederholt Pakete an das Netzwerk (so dass alle Geräte im Netzwerk sie empfangen) und wartet auf eine Antwort erhält ein Antwortpaket mit dem Inhalt „acknowledged“. Da der Controller so programmiert ist, dass er auf jedes Paket mit dem String „acknowledged“ antwortet, wissen wir, dass dies unser LED-Controller ist.“ Ich nehme dann an, dass die Leistung über das hinausgeht, was der 7805 verarbeiten kann?
Wenn Sie den SOC zum Senden verwenden, kann der Chip bis zu 215 mA (1,5 W Verlust im Regler) verbrauchen. Verwenden Sie daher einen guten Kühlkörper (10-15 Grad/W), um den Linearregler auf einer sicheren Betriebstemperatur zu halten.
Cool! Das ist wirklich hilfreich und macht es für mich noch einfacher.

Da die 12-V-LED-Schaltung die hohe Leistung benötigt, ist es sinnvoll, das Netzteil darauf zu optimieren. Verwenden Sie ein 12-V-Netzteil mit einer Nennstromstärke > 1 A.

Sie haben keinen Strombedarf für die 5-V-Schaltungen angegeben, daher müssen Sie dies selbst herausfinden. Beispiel: Wenn der erforderliche Strom bei 5 V 0,1 A beträgt, wäre die Verlustleistung eines Linearreglers (Typ 7805). P = v ICH = ( 12 − 5 ) 0,1 = 0,7   W . Das wäre überschaubar. Für höhere Ströme wäre ein Abwärtswandler effizienter.

Ich habe gehört, dass Abwärtswandler aufgrund der Schaltnatur viel Rauschen und Eingangsspannungswelligkeiten bei Geräten verursachen, die sich die Stromversorgung teilen. Muss ich mir darüber Sorgen machen, wenn beide an eine 12-V-Stromversorgung angeschlossen sind und sich im selben Gehäuse befinden?

Dies ist ein Problem für Audio- und analoge Elektronik, wo das Rauschen die Signale stört. Die digitale Logik verfügt über einen eingebauten Rauschabstand und ist weniger anfällig für Rauschen als analoge Signale. Für diese Anwendung sind Sie in Ordnung, vorausgesetzt, Sie befolgen gute Verdrahtungspraktiken. Verbinden Sie die 5-V- und 12-V-Masse nur an einem Punkt miteinander.

Hilfe bei der ersten Elektronikschaltung
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