MOSFET-Wahl für 12-V-LED-Streifen und 3,3-V-Logik

Ich plane derzeit ein Projekt mit einem kostengünstigen WLAN-fähigen RGB-LED-Controller und könnte etwas Hilfe bei der Durchsicht meiner Stückliste und meines allgemeinen Konzepts gebrauchen.

Was ich tun möchte, ist ein relativ kostengünstiger, WiFi-fähiger RGB-LED- (Streifen-) Controller. Am Ende soll es über eine Android-App gesteuert werden, die in meiner Freizeit bereits entwickelt wird. Für das WiFi-Modul möchte ich das berüchtigte ESP8266-Board verwenden, nämlich ein ESP-07 .

Wir sprechen von normalen RGB-LED-Streifen (in meinem Fall 5050 SMD) - nichts Besonderes.

Der Plan ist, es mit nodemcu-Firmware zu flashen (kann keinen Link bereitstellen, aber das Googeln von "nodemcu" zeigt, worum es geht, aber es spielt für die Frage keine Rolle), eine einfache TCP-Server-Implementierung zu schreiben Dies ermöglicht es, den Arbeitszyklus von 3 GPIO-Pins über das Netzwerk zu manipulieren. Ich habe keine Probleme mit der Software oder der Programmierung der MCU, der App oder irgendetwas anderem. Was ich mir nicht sicher bin, ist die Elektronik, die hier beteiligt ist. Ich habe verstanden, dass ich Transistoren oder MOSFETs verwenden möchte, um die 12-V-LED-Streifen mit der 3,3-V-Logik des ESP8266 anzusteuern. Soweit ich weiß, sollte ich einen FET wählen, der schnell geschaltet werden kann (Voraussetzung für PWM) und eine maximale Gate-Schwellenspannung unter 3,3 Volt hat. Basierend auf diesen Anforderungen und der Verfügbarkeit bei meinem Lieferantenund ich möchte es direkt mit den drei GPIO-Ausgängen des Mikrocontrollers verbinden.

Gibt es einen Grund dafür, dass dies eine schlechte Idee ist? Soll ich vielleicht eine Diode einbauen? Ich glaube nicht, da LEDs eine ohmsche Last und keine induktive Last sind (es sollte also keine Spannungsspitzen oder ähnliches geben, aber ich bin ein Laie, wenn es um Elektronik geht, viel mehr in die Programmierung involviert ...) Bitte Sagen Sie mir, ob dieser Plan irgendwelche Fallstricke hat, und danke, dass Sie sich die Zeit genommen haben, meinen Plan durchzulesen.

Sprechen wir von einzeln adressierbaren LEDs oder von solchen, bei denen Sie nur den gesamten Streifen als einzelne Einheit steuern können? Was ist die maximale Stromaufnahme eines Kanals des Streifens?
Ich habe das Datenblatt für den Streifen nicht zur Hand, aber es ist ein 5050 SMD-Streifen und er läuft bequem von einem 5A-Netzteil für etwa 5 Meter des Streifens. Könnte wahrscheinlich noch etwas mehr hinzufügen, so dass der maximale Strom pro Kanal ungefähr 5 A geteilt durch drei betragen würde, wofür der MOSFET ausreichend zu sein scheint. Habe auch den Originalbeitrag editiert.
Falls jemand hier vorbeikommt, wie ich es getan habe, um einen Mosfet zur Steuerung des Streifens vom esp8266 zu suchen, können Sie den IRLZ44N verwenden. Quelle: www.esp8266color.com
@NickJohnson, die 12-V-LEDs sind normalerweise nicht einzeln adressierbar. Dies sind diejenigen mit 4 Steuerleitungen, Rot, Grün, Blau und Masse. Die einzeln adressierbaren LEDs werden typischerweise mit 5 V betrieben und haben 3 Steuerleitungen, +5 V, Masse und Dateneingang.

Antworten (1)

Der von Ihnen verlinkte FET ist für Ihre Anwendung nicht geeignet. Wenn wir uns die Tabelle "typische Merkmale" ansehen, sehen wir Folgendes:

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Vgs(th) wird zwischen 2 und 4 Volt angegeben - schon könnte es höher sein als unsere Versorgungsspannung, aber nicht besonders die rechte Spalte "Bedingungen": Die Spezifikation ist mit nur 250 Mikroampere Strom angegeben. Ihre LEDs werden vermutlich viel mehr als das zeichnen.

Um herauszufinden, ob der FET geeignet ist, müssen Sie wissen, wie viel Strom Sie ziehen möchten, und dann nach dem Diagramm suchen, das "typische Ausgangseigenschaften" darstellt:

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Suchen Sie nach einer Linie, die der Gate-Spannung entspricht, die Sie verwenden möchten - in diesem Fall gibt es keine, die niedrig genug ist - und suchen Sie nach der Stelle, an der die Kurve abflacht. Wenn das Stromniveau größer ist als die Strommenge, die Sie liefern müssen, sind Sie gut. Schauen Sie sich alternativ die "typischen Übertragungseigenschaften" an:

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Dies stellt den maximalen Strom als Funktion der Gate-Spannung dar, sodass Sie eine Linie von der Gate-Spannung Ihrer MCU - 3,3 Volt - verfolgen können, um zu bestimmen, wie hoch der maximale Strompegel bei dieser Gate-Spannung sein wird. Auch in diesem Fall geht die Darstellung nicht tief genug, um dies bei diesem speziellen FET zu bewerten.

Suchen Sie weiter - es gibt FETs, die Ihren Anforderungen entsprechen - und denken Sie daran, dass alles davon abhängt, wie viel Strom Sie leiten möchten.

Wie wäre es mit einem zweiten, kleinen Transistor, um den Mosfet zu schalten? 3,3-V-Logik -> kleines Transistor-Gate (12 V am Kollektor), kleiner Transistor-Emitter -> MOSFET-Gate (wieder 12 V am Kollektor) - macht das Sinn?
@RobinHeller Ja, das ist möglich - aber die Auswahl eines Leistungs-MOSFET mit niedrigerem Vgs (th) wäre viel einfacher.
Welche Eigenschaften müsste ich untersuchen, um einen normalen Transistor zu finden, der zum Schalten des FET kompatibel ist? Den IRFZ44N bekomme ich recht günstig aus China, also eher eine wirtschaftliche Entscheidung.
Wie oben ist nur der Strom, den Sie leiten müssen, viel geringer. Oder verwenden Sie einen BJT mit geringer Leistung. Ich kann kaum glauben, dass der IRFZ44N der einzige FET ist, den man günstig aus China bekommen kann!
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