Vraag over MosFets, Elektrische Bedbodem automatiseren

[thobod]

Hoi

Achtergrond info:
Ik heb een oude elektrische bedbodem op de kop getikt, die aangestuurd word een afstandsbediening met 4 knoppen, met een 5 polige din kabel. het concept is simpel, 1 van deze 5 polen is de plus, de 4 anderen zijn de min van een motor. (motor 1 vooruit, motor 1 achteruit, motor 2 vooruit, motor 2 achteruit).
als een van de 4 min-polen bij een plus pool word gehouden, gaat de motor aan.

vraag:
Nu heb ik een nodeMCU ESP8266 om de boel aan te sturen, en MosFets om de motors te schakelen, en dit werkt voor 1 motor, maar als ik meerdere motors wil aansturen, loop ik tegen een probleem aan.
aangezien de afstandsbediening niet 4 plus-polen en 1 min heeft maar andersom, kan ik de polen niet individueel aansturen, omdat de drain van de MosFet naar de enige plus-pool loopt, en de source naar ground. (waar alle polen dan zouden samenkomen).
hieronder een schetsje om het wat duidelijker te maken, hier het werkende circuit als er maar een motor is aangesloten, Het groene bordje links moet de din kabel voorstellen. en het plaatje rechts natuurlijk de nodeMCU


Heeft iemand een briljant idee hoe ik dit op zou lossen?
Het doel is dus om de 4 pins op de nodeMCU elk een knop van de afstandsbediening te laten 'imiteren' .

Alvast bedankt voor het meedenken,
Groet, Thomas

[ Voor 3% gewijzigd door thobod op 07-12-2020 21:24 ]

[Septillion]

Je weet dus zeker dat het een common + is?

Qua schema kan ik door de Fritzing alleen maar gokken wat de gate, drain en source zijn. Zoals in een ander draadje al gezegd werd: "Friends don't let friends use Fritzing"

Aller makkelijkste (en fool proof): relais.

Andere optie als de stroom niet hoog is (even meten dus ) is om opto's te gebruiken.

Iets complexere oplossing is gaan voor een common positive ontwerp (dus WeMos Vcc aan bed+) en de mosfets vervangen door P-channel.

Zeker met een 3v3 ESP wel even opletten op de benodigde gate spanning voor de benodigde stroom. Lopen er echt stromen zal je dus al snel bij een logic level mosfet uitkomen.

En bonuspunten, als er wel wat stroom gaat lopen zou je dit ook kunnen misgebruiken om de ESP te voeden.

[Rrob]

thobod schreef op maandag 7 december 2020 @ 21:22:
Hoi

Achtergrond info:
Ik heb een oude elektrische bedbodem op de kop getikt, die aangestuurd word een afstandsbediening met 4 knoppen, met een 5 polige din kabel. het concept is simpel, 1 van deze 5 polen is de plus, de 4 anderen zijn de min van een motor. (motor 1 vooruit, motor 1 achteruit, motor 2 vooruit, motor 2 achteruit).
als een van de 4 min-polen bij een plus pool word gehouden, gaat de motor aan.

Weet ja dat zeker? Als ik dit lees lijkt het er meer op dat er ergens regelelektronica zit en er dus alleen een stuurstroom door de ab. loopt ipv alle stroom. Om een motor de andere kant op te laten draaien moet je beide polen omdraaien (+ > - én - > +) en dat lijkt me lastig zoals jij het beschrijft. Je kan dit meten met een multimeter door te kijken hoeveel ampere er door de ab. loopt

Als dit het geval is, is een Logic Level Converter mogelijk voldoende , want ik neem niet aan dat de stuurstroom van het bed 3,3V is

[ Voor 6% gewijzigd door Rrob op 08-12-2020 11:16 ]

[thobod]

@Septillion De mosfets poten zijn van links naar rechts gate drain source.

Ik denk dat opto's dan de beste optie zijn, ik weet niet direct wat je bedoelt met het common positive ontwerp, maar aangezien de afstandsbediening 30v krijgt lijkt het me dat je dit niet in de vcc wil?

@Rrob Ja, dat heb ik misschien iets onhandig uitgelegd, maar, ja inderdaad, in het bed zit ook regelelectronica (geen idee wat, behalve een relais, want dat hoor je). Door de afstandsbediening loopt 30v, en (edit) 0.7A

[ Voor 19% gewijzigd door thobod op 08-12-2020 11:36 ]

[Septillion]

thobod schreef op dinsdag 8 december 2020 @ 11:27:
@Septillion
Ik denk dat opto's dan de beste optie zijn,

Dan zal je moeten beginnen met de stroom te meten Ik gok dat je stuurdraden simpelweg relais aansturen. Dat zou helaas te veel zijn voor de meeste opto's.

Om de stroom te meten zal je op de meeste multimeters de rode testlead in je A terminal moeten stoppen. En heeft je multimeter twee A terminals (bijvoorbeeld 10A en 300mA) dan in de hoogste beginnen, anders blaas je de zekering op.

Na stroommetingen altijd de testlead weer in de V terminal anders blaas je direct de zekering op (of maak je harde sluiting indien hij in de 10A terminal zit) als je daarna spanning probeert te meten. Klassieke fout

En heb je in het verleden al proberen te meten met de lage A stand of heb je al een keer bovenstaande fout gemaakt is waarschijnlijk je zekering in je multimeter dood

ik weet niet direct wat je bedoelt met het common positive ontwerp, maar aangezien de afstandsbediening 30v krijgt lijkt het me dat je dit niet in de vcc wil?

Waarom niet? Spanningen zijn altijd relatief. Je kunt nu ook alleen maar de negatieve kant van je bed koppelen met de WeMos GND omdat het twee onafhankelijke systemen zijn. En twee onafhankelijke systemen mag je koppelen waar je maar wilt, zolang die maar op één plek is. Zodra je Vcc aan bed+ knoopt zijn je paden naar je motor simpelweg -26,7V (30V - 3,3V) tegenover je GND. En net als dat je nu de +30V van bed+ niet aan je WeMos wilt verbinden (maar alleen aan een mosfet) wil je dan simpelweg de -26,7V niet aan je WeMos verbinden.

[Rrob]

thobod schreef op dinsdag 8 december 2020 @ 11:27:
@Rrob Ja, dat heb ik misschien iets onhandig uitgelegd, maar, ja inderdaad, in het bed zit ook regelelectronica (geen idee wat, behalve een relais, want dat hoor je). Door de afstandsbediening loopt 30v, en (edit) 0.7A

30V 0,7A is 21W, lijkt me geen stuurstroom voor een relais maar ook weer wat weinig voor een motor.... Wat zijn de specs van de motor?

maar om terug te komen op de elektronica: het is niet gebruikelijk om een motor tussen source en massa maar je kan het natuurlijk wel proberen...

[thobod]

@Rrob ik weet niet wat voor specs de motors zijn, aangezien ik niet weet wat het model van de bedbodem is, maar de adapter die er bij zit is 500 watt, en alle onderdelen van het apparaat zien er uit alsof het uit een tijdperk komt waar nog nooit iemand over energiezuinigheid had nagedacht, dus het zou me niet verbazen als hier gewoon 21w voor een relais aansturen gebruikt word.

[Septillion]

@thobod Ik haak aan bij @Rrob. Ze mogen dan wel niet nagedacht hebben over energie zuinigheid, maar 21W wegstoken in een relais doe je ook niet zomaar (zonder rook ). Draaide de motor wel tijdens het meten van de stroom?

[thobod]

Ik heb het even nagemeten, en ik krijg nu 0.15A (ben ondertussen aan het leren hoe mn multimeter werkt ) als de motor draait, en als deze ophoud(als het bed rechtop staat, of ligt) word dit 0.09A, wat realistischer klinkt, dus de 21W moet waarschijnlijk 4.5-2.7W zijn. oops

[Rrob]

ik heb niet zoveel ervaring met mosfet's maar waarom kan je niet gewoon de 4 drains op de plus aansluiten en de 4 sources op de 4 verschillende relais?

[thobod]

omdat er ook een draad van de source naar ground moet lopen, als je dit niet doet werkt de mosfet niet (vraag me niet waarom )
dus dan zou je de source van elke mosfet als het ware aan elkaar koppelen. (waardoor bij het activeren van 1 pin, alle relais geactiveerd worden)

[Rrob]

@thobod dan kan kunnen daar toch 4 diodes in zodat er alleen stroom van de source naar de ground kan en niet andersom?

[ Voor 12% gewijzigd door Rrob op 08-12-2020 16:46 ]

[Septillion]

thobod schreef op dinsdag 8 december 2020 @ 15:23:
Ik heb het even nagemeten, en ik krijg nu 0.15A (ben ondertussen aan het leren hoe mn multimeter werkt ) als de motor draait, en als deze ophoud(als het bed rechtop staat, of ligt) word dit 0.09A, wat realistischer klinkt, dus de 21W moet waarschijnlijk 4.5-2.7W zijn. oops

Dat klinkt beter, dat klinkt als een relais stroom.

Rrob schreef op dinsdag 8 december 2020 @ 15:39:
ik heb niet zoveel ervaring met mosfet's maar waarom kan je niet gewoon de 4 drains op de plus aansluiten en de 4 sources op de 4 verschillende relais?

Omdat je dan de gate Vgs boven de source uit moet tillen om de mosfet in geleiding te brengen en je de source niet als common kunt nemen.

Makkelijkste is om de hele boel gewoon te flippen. P-channel mosfet (of voor deze stromen, PNP) en common positive, klaar

[Septillion]

Rrob schreef op dinsdag 8 december 2020 @ 16:45:
@thobod dan kan kunnen daar toch 4 diodes in zodat er alleen stroom van de source naar de ground kan en niet andersom?

En waar sluit je de GND dan op aan zodat je elke kring kunt sluiten?

[Septillion]

Extra gratis schema

[Rrob]

Septillion schreef op dinsdag 8 december 2020 @ 11:41:
[...]
Waarom niet? Spanningen zijn altijd relatief. Je kunt nu ook alleen maar de negatieve kant van je bed koppelen met de WeMos GND omdat het twee onafhankelijke systemen zijn. En twee onafhankelijke systemen mag je koppelen waar je maar wilt, zolang die maar op één plek is. Zodra je Vcc aan bed+ knoopt zijn je paden naar je motor simpelweg -26,7V (30V - 3,3V) tegenover je GND. En net als dat je nu de +30V van bed+ niet aan je WeMos wilt verbinden (maar alleen aan een mosfet) wil je dan simpelweg de -26,7V niet aan je WeMos verbinden.

Gaat dit verhaal ook op als beide systemen uiteindelijk aan dezelfde 230V groep hangen? Dan zijn beide gnd's toch verbonden via de N?

[Septillion]

Ja hoor, mits je een geïsoleerde power supply pakt voor de ESP. En aangezien het gevaarlijk zou zijn als het niet geïsoleerd zou zijn is elke (fatsoenlijke / Europees goedgekeurde ) USB lader dat. Beide GND's raken dus niet verbonden.

Ook voor het bed verwacht ik dat omdat ze al naar laagspanning zijn gegaan voor de veiligheid, dan is het niet logisch dat niet geisolerd van het net te doen. Maar goed, zo na te meten. Ik verwacht geen verbinding tussen de inkomende L en N naar "bed+". Met DMM zou dit gewoon ∞ Ω moeten zijn (of max een keer in de megaohm). En als het bed randaarde heeft verwacht ik ook daarmee geen verbinding maar kan je ook nameten.

Altijd wel grappig hoe snel mensen wel twee gescheiden GND's durven te verbinden maar niet twee andere spanningen. Spanning is altijd relatief, zonder relatie (= geïsoleerd van elkaar) valt het dus niet te meten. Vervolgens ben je vrij de relatie tussen de twee te definiëren.

GND is maar een naampje, het is niets meer dan de gemeenschappelijke referentie (dus waar je de zwarte DMM probe aan hangt) in dat circuit. Het zegt niets over hoe het zich verhoudt naar andere systemen. Zijn twee systemen niet geïsoleerd van elkaar dan hoeft GND in beide systemen niet gelijk te liggen!

Voorbeeldje, in veel dimmers (of smart sockets enzo) is geen isolatie hebben tussen de 5V en het net geen probleem, immers komt het niet buiten de behuizing. Daar is vaak de GND verbonden met de inkomende (230Vac) L. Tussen GND en de 5V-lijn heb je dan netjes 5V. Maar tussen N en die 5V lijn heb je dus wel gewoon 235V^*!

Dan kijk je naar bijvoorbeeld een osciliscoop, daar hangt in bijna alle gevallen de GND aan (rand)aarde ofwel PE. Daar PE en N zo goed als hetzelfde zijn zou je gewoon harde kortsluiting maken als je van bovenstaand apparaat de GND aan de scoop GND zou verbinden. YouTube: EEVblog #279 - How NOT To Blow Up Your Oscilloscope!


* Versimpeling! Je kan eigenlijk niet zomaar AC en DC optellen. Er staat dus eigenlijk 230Vac met een 5Vdc offset.

[ Voor 53% gewijzigd door Septillion op 11-12-2020 08:12 ]

[Rrob]

handig om te weten, dank voor de uitleg.
Heb direct een12V voeding doorgemeten en idd, de weerstanden zijn oneindig

[Firestorm]

Septillion schreef op vrijdag 11 december 2020 @ 07:57:
...

GND is maar een naampje, het is niets meer dan de gemeenschappelijke referentie (dus waar je de zwarte DMM probe aan hangt) in dat circuit. Het zegt niets over hoe het zich verhoudt naar andere systemen. Zijn twee systemen niet geïsoleerd van elkaar dan hoeft GND in beide systemen niet gelijk te liggen!

Voorbeeldje, in veel dimmers (of smart sockets enzo) is geen isolatie hebben tussen de 5V en het net geen probleem, immers komt het niet buiten de behuizing. Daar is vaak de GND verbonden met de inkomende (230Vac) L. Tussen GND en de 5V-lijn heb je dan netjes 5V. Maar tussen N en die 5V lijn heb je dus wel gewoon 235V^*!

Dan kijk je naar bijvoorbeeld een osciliscoop, daar hangt in bijna alle gevallen de GND aan (rand)aarde ofwel PE. Daar PE en N zo goed als hetzelfde zijn zou je gewoon harde kortsluiting maken als je van bovenstaand apparaat de GND aan de scoop GND zou verbinden. YouTube: EEVblog #279 - How NOT To Blow Up Your Oscilloscope!


* Versimpeling! Je kan eigenlijk niet zomaar AC en DC optellen. Er staat dus eigenlijk 230Vac met een 5Vdc offset.

toon volledige bericht

Ik rijm de vetgedrukte zin niet met je voorbeeld, zou je het kunnen beschrijven zonder een dubbele ontkenning?

[Septillion]

@Firestorm Als twee systemen een referentie met elkaar hebben, of wel een verbinding, hoeft dit nog niet te betekenen dat GND in beide systemen gelijk liggen. Ik mijn voorbeeld hebben beide systemen een GND met een referentie naar de ingang (netspanning). Maar in de ene is GND gelijk aan L en in de ander aan PE. Voor de systemen an sich maakt dat niet uit, die zien alles met hun GND als referentie. Maar als je ze aan hetzelfde lichtnet koppelt is de GND in het ene systeem niet gelijk aan de GND in het andere systeem en zijn het geen geisoleerde systemen, Ofwel, er staat spanning tussen de twee verschillende GND's.

Zie spanningen als balkjes. De ene is 5 cm lang (ofwel, de bovenkant is 5 cm hoger dan zijn referentie/onderkant/GND) en de ander is 10 cm lang. Zolang het twee losse blokjes zijn kan je niet zeggen wel van de twee hoger (niet langer ) is. Misschien staat het tweede blokje wel op staat en het eerste blokje op een wolkenkrabber, dan is die hoger.

Je kan dus pas wat zeggen van de onderlinge hoogte als ze een gemeenschappelijke referentie hebben. Maar die hoef je niet per se vast te stellen door de onderkanten gelijk te stellen. Je mag ook de bovenkanten gelijk stellen of de blokjes stapelen. Maar zodra je de blokjes op een manier aan elkaar gerefereerd hebt kun je dat niet zomaar op een ander punt ook doen. Je kan niet en de bovenkant en de onderkant van deze twee blokjes tegelijk hetzelfde hebben.

[Firestorm]

@Septillion dankjewel voor de uitleg, ik denk dat mijn gedachtekronkel mis gaat op de term 'geisoleerd systeem' Ik zag een systeem als iets wat ongeveer ophoud bij de stekker in het stopcontact omdat daar vaak een voeding/omvormer tussen zit. Dat hoeft natuurlijk niet het geval te zijn. Samen met je uitleg denk ik het nu te snappen; ik zat teveel in de praktische toepassing ipv het op een wat abstracte manier te benaderen.

[thobod]

Thx allemaal voor het meedenken, en @Septillion voor het schema.
Ik ben uit eindelijk toch voor het design gegaan met relais, onder andere omdat ik deze direct aan de nodeMCU kan hangen, zonder breadboard.

[Septillion]

En als je in de toekomst vaker zoiets wilt doen, haal een soldeerbout. Want inderdaad, een breadboard is compleet niet geschikt voor permanente installatie. Maar een paar transistors soldeer je zo op een stukje testprint.

[thobod]

Een soldeerbout heb ik helaas al nodig gehad, aangezien de (vrij oude) bedbodum ergens gedurende dit process het leven ook zat werd , heb dus toch het hele dinge open moeten halen en een relais moeten vervangen.

Die dingen zijn toch niet gemaakt op meer dan 10 keer per dag op en neer gaan blijkt (en dat is tijdens het testen ruimschoots overschreden )

[ Voor 25% gewijzigd door thobod op 18-12-2020 15:54 ]

[Basnahuis]

@thobod Ik wil eigenlijk precies het zelfde gaan doen als jou.

Kun je misschien precies aangeven wat je waar hebt aangesloten op je relais?
Daar zou je me gigantisch mee helpen, de foto die je hebt geplaatst kan ik het niet precies uithalen.

Heb jij aan het bed ook een 5 polige stekker zitten? zoals deze hieronder?


Ik heb namelijk de kleuren: rood, zwart, blauw, groen, geel en wit.
Waarschijnlijk heb ik een extra draad voor het ledje voor op de afstand bediening.
Zie hier de foto van de afstandbediening.


Ik hoop dat je me verder kunt helpen!

[Tom-Z]

@Basnahuis Wit is GND, en rood is de voeding (VDD). Dat staat op de PCB. De overige draden zullen dan wel de motoren aansturen.

Zonder ook de achterkant van de print te zien durf ik het niet te zeggen, maar je zult (als het een vergelijkbaar ding is als TS heeft) ofwel een van de overige draden met GND moeten verbinden ofwel met VDD om die aan te sturen.

In het geval van TS moest het via VDD dus zat op ieder van 4 relais één van de motordraden en een aftakking van VDD. Als je het relais dan aanstuurt wordt VDD met de corresponderende motordraad verbonden.

Wat zijn die grote zwarte dingen? Zijn dat de schakelaars? En heb je dan 6 schakelaars i.p.v. 4 van de TS? Dan zit het mogelijk toch anders.

[Basnahuis]

@thobod dat klopt, 6 schakelaars. (de onderste 2 zijn ervoor om het tegelijk te bedienen, zie foto hieronder)


hier een foto van de achterkant van de print, maar volgens mij kun je hier niet veel aan herleiden.


ik heb even snel een schets gemaakt, maar is het zo simpel als ik het teken?
ik begrijp je namelijk niet helemaal wat je bedoeld om de GND te verbinden.
Heb je misschien een schets?

[Tom-Z]

Ja, zo simpel is het inderdaad.

Het is alleen niet zeker of die bovenste in je tekening de rode VDD draad moet zijn of de witte GND draad.

Op de foto's zie ik dat de anodes van D2,D3 aan de zwarte/groene draden zitten en de cathodes aan elkaar. Dat wekt de suggestie dat je ze aan GND moet schakelen i.p.v. aan VDD. Die diodes zijn immers verantwoordelijk voor de werking van de knoppen waarmee je twee motoren tegelijk kan aansturen. Als de aansturing zou gaan door middel van met VDD verbinden zouden de diodes andersom zitten.

[Basnahuis]

Dan ga ik dat proberen.
Bedankt voor je info!

Wanneer ik resultaat heb zal ik het laten weten!

Misschien leuk om te weten, ik ben bezig met huis automatisering.
Als ik op de knop druk van film kijken, gaat automatisch de beamer aan, de lamp gaat uit. Het home cinema set gaat aan.
Als laatste wil ik ook dat mijn bed in de juiste stand gaat.
Dan ben ik helemaal tevreden 😎

[Tom-Z]

@Basnahuis Het zou wel verstandig zijn om (zonder spanning erop) even te kijken of de afstandsbediening inderdaad doet wat ik zeg (de motordraden aan GND schakelen). Dat kun je met een multimeter makkelijk nakijken (kijken of de weerstand tussen de motordraad en GND naar 0 gaat op het moment dat je de schakelaar indrukt). Ik wil niet verantwoordelijk zijn als jij straks je bed opblaast

[3xhaas]

Meestal zullen ze de FET tussen motor en GND zetten, omdat het iets makkelijker aansturen is (NFET ipv PFET) en de aansturing hoeft enkel aan de GND gelinked te zijn. Bij een PFET zal die aan de VCC gelinked moeten zijn, maar wellicht dat ze hier gewoon aan beide gelinked zijn.

[Septillion]

@3xhaas Maar meestal vind je gewoon nog relais in dit soort sturing.

@Basnahuis Heb je een multimeter? Anders zou ik gewoon even tussen een schaleldraad van de afstandsbediening en GND of Vcc meten in piepstand. Waarschijnlijk verbinden de bovenste 4 toetsen gewoon een van de 4 draden met GND of Vcc. En dan waarschijnlijk de onderste knop doet dat via diodes voor 2 draden tegelijk.

[Basnahuis]

Net even de afstandsbediening los gesoldeerd en gemeten.
Ik moet de VCC verbinden met een motor kabel. Bijvoorbeeld groen.
Heb dit even getest door de kabels tegen elkaar aan te houden. En het werkt perfect.

Heb nu een sonoff 4ch pro besteld die dit straks voor mij gaat doen.

Bedankt voor jullie reacties!