MOSFET-Schaltstufe für LED-Streifen

Logik-MOSFET (z. B. IRLZ44N) schaltet LED-Streifen, Lüfter oder Motoren bis 12 V per PWM vom Mikrocontroller. Mit Gate-Widerstand, Pull-down und Freilaufdiode; breite Bahnen für die Last.

Größe: 66 × 46 mm, 1,6 mm stark
Werkstoff: Leiterplatte (FR4)
Schwierigkeit: Fortgeschritten
Fräszeit: ca. 14 min
Fräser: Gravierstichel 30°, Leiterplattenbohrer Ø 0,8 mm, Leiterplattenbohrer Ø 1 mm, Leiterplattenbohrer Ø 1,3 mm, Maiskolbenfräser Ø 2 mm
Anpassen: Feste Vorlage, nach dem Öffnen frei änderbar

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Bauanleitung

Bauteile

Menge	Bauteil	Wert	Im Plan
1	Widerstand 0,25 W	100 Ω Farbringe: braun, schwarz, braun, gold	R1
1	Widerstand 0,25 W	10 kΩ Farbringe: braun, schwarz, orange, gold	R2
1	Gleichrichterdiode Der Ring am Gehäuse ist die Kathode und liegt auf der Seite des Strichs im Plan.	1N4007	D1
1	Logik-MOSFET Metallfahne zur Markierung im Plan; erst festschrauben, dann löten.	IRLZ44N	Q1
3	Schraubklemme 2-polig, Raster 5,08 mm		X1, X2, X3

Außerdem: Lötkolben (etwa 30 W, feine Spitze), Lötzinn 0,5 bis 1 mm mit Flussmittel, Seitenschneider und Multimeter.

Aufbau

Platine fräsen: erst das Kupfer isolieren, dann bohren, zuletzt Löcher und Umriss ausfräsen. Die Reihenfolge steht im Bereich Fräsen.
Haltestege durchtrennen, Kanten entgraten und das Kupfer mit einem Scheuerschwamm blank reiben. Danach die Kupferseite nicht mehr mit den Fingern berühren.
Mit Lupe und Durchgangsprüfer zwischen benachbarten Bahnen nach stehengebliebenem Kupfer suchen; Brücken mit dem Cutter auftrennen.
Die Bauteile stecken auf der kupferfreien Seite, gelötet wird auf der Kupferseite. Von flach nach hoch bestücken: Widerstände und Dioden zuerst, dann Fassungen und Transistoren, zuletzt Kondensatoren, Klemmen und große Teile.
Vor dem Löten die Polung mit dem Bestückungsplan vergleichen: Ring der Dioden, abgeflachte Seite der LEDs, Minusstreifen der Elkos, Kerbe der ICs.
Jeden Anschluss etwa zwei Sekunden bei rund 330 °C löten: Spitze an Pad und Draht, Lötzinn zugeben, bis es rundum fließt. Beinchen danach knapp über der Lötstelle abknipsen.
Den MOSFET Q1 mit der Metallfahne zur Markierung einsetzen. Ab etwa 3 A Laststrom auf einen Kühlkörper schrauben; die Fahne liegt an Drain.
Die Freilaufdiode D1 mit dem Ring zu Plus einsetzen. Für große Ströme die Lastbahnen mit Lötzinn verstärken.
Sichtprüfung: keine Lötbrücken, keine matten, kugeligen Lötstellen. Flussmittelreste mit Isopropanol und einer alten Zahnbürste entfernen.

Prüfen und in Betrieb nehmen

Vor dem ersten Einschalten mit dem Messgerät prüfen, dass zwischen Plus und Minus der Versorgung kein Kurzschluss besteht. Erstes Einschalten möglichst an einem Labornetzteil mit Strombegrenzung.
12 V an X3 anlegen, die Last (z. B. LED-Streifen) an X2 mit Plus an +.
Den PWM-Pin des Mikrocontrollers an X1: bei HIGH leuchtet der Streifen voll, mit PWM lässt er sich dimmen. Ohne Signal hält R2 den MOSFET sicher aus.
Zum Schluss die Kupferseite mit Lötlack oder Plastikspray gegen Oxidation schützen.

So fräsen Sie diese Vorlage

ÖffnenVorlage in der App öffnen und bei Bedarf Maße und Text anpassen.
PrüfenIn 3D ansehen, Fräszeit und Warnungen kontrollieren.
EinrichtenDer Fräs-Assistent führt durch Material, Spannen, Fräser und Nullpunkt.
FräsenStart drücken, die App steuert die Grbl-Fräse direkt per USB.