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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Temperaturregelung durch Lüfter


Autor: Dodo M. (dodo)
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Hallo,

der Sachverhalt ist folgender:
Ich möchte eine Temperatur messen und je nach Temperatur einen Lüfter 
regeln. Das geht aber nicht nach dem Prinzip "wenn Temperatur zu hoch: 
Lüfter an, wenn zu niedrig: Lüfter aus", weil der Lüfter nur unter 
Volllast laufen soll, wenn dies wirklich nötig ist (aus akustischen 
Gründen).

Ich dachte mir folgendes: Ich rufe eine Funktion beispielsweise alle 30 
Sekunden auf. Diese misst zuerst die Temperatur. Wenn die Temperatur zu 
hoch ist, wird eine Variable, die den Bereich von 0 bis 12 
dekrementiert. Wenn sie zu niedrig ist, wird sie inkrementiert.
Dann erzeuge ich eine PWM, die den Wert der Variablen in eine analoge 
Spannung (0V bis 12V) umsetzt.

Meint ihr, das ist so möglich? Habe ich Denkfehler gemacht? Geht es 
einfacher? Oder vielleicht besser?

Gruß,
Dodo

Autor: LuXXuS 909 (aichn)
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Generell ist die Idee OK, aber 0-12V wird nicht gehen, weil die Lüfter 
ja nicht bei z.b. 1V anfangen zu drehen. Du musst halt die PWM anpassen 
- mit der PWM steuerst du ja nicht direkt die Ausgangsspannung in ihrer 
Höhe, sondern das Tast-Verhältnis von voller Spannung zu garkeiner 
Spannung. (PWM über nen Tiefpass wäre quasi ein DA-Wandler wie du ihn 
beschreibst)

Autor: Markus J. (markusj)
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Eine direkte Lüftersteuerung ist etwas problematisch:
Klassische PC-Lüfter sind normalerweise keine normalen DC-Motoren, 
sondern haben eine Steuerlogik die den Motor steuert (BLDC), was 
verschiedene Konsequenzen hat:
1. Du kannst kein normales PWM auf den Lüfter geben, weil sonst der 
Steuerchip jedes Mal ausgeschaltet wird und bei der Initialisierung erst 
einmal falsch ansteuert. Der Lüfter dreht sich dann nicht oder nur 
langsam, braucht viel Strom, macht komische Geräusche und verliert 
Lebensdauer.
2. Bei einer Ansteuerung mit variabler Gleichspannung (geglättetes PWM) 
kann es "interessantes" Verhalten geben - Es gibt eine Mindestspannung 
ab der der Lüfter anläuft und es gibt eine Spannung (die niedriger sein 
kann), aber der der Motor wieder stehen bleibt. Je nach dem wie die 
Steuerlogik umgesetzt ist, kann es noch andere Überraschungen geben ...

mfG
Markus

Autor: Rolf Degen (rolfdegen)
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Hallöchen..

Schaut mal hier: 
http://www.cczwei-forum.de/cc2/thread.php?postid=3...

Es handelt sich um ein Projekt im CC2-Forum PC-Lüftersteuerung mit 
ATmega-Chip.

Gruß Rolf

Autor: Horst Hahn (horha)
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Hallo,

was mich nur wundert, ist der Messabstand von 30s .
Wenn das Gerät gerade so warm ist, das der Lüfter nicht läuft, und dann 
auf Volllast geht, dauert es 6 min bis die höchste Drehzeahl 
eingeschaltet ist.
Da braucht es eine große Masse, um es solange zu verzögern.
Ich glaube nicht, das es hier um einen CPU Lüfter geht.

Autor: Dodo M. (dodo)
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Der Lüfter - bei dem ich leider nicht flexibel bin, d. h. ich kann 
keinen anderen Lüfter einsetzen - ist eigentlich ein normaler PC-Lüfter 
und hat nur drei Anschlüsse - also keinen für PWM.
Es soll aber in der Tat keine CPU gekühlt werden, sondern eine kleine 
Kiste, in der es ohne Lüftung etwa 30°C werden würden. Die Temperatur 
soll allerdings auf etwa 23°C gehalten werden.

Den Messabstand von 30s habe ich gewählt, damit er eben nicht so schnell 
auf Volllast geht. Bis sich durch eine schnellere Drehzahl eine 
Temperaturveränderung einstellt, dauert es ja auch ein bisschen.
Oder meinst du, die sollte ich wirklich kürzer wählen?

Der Lüfter lässt sich durch ein Schaltnetzteil mit den Spannungen 4.5V, 
6V, 7.5V, 9V, 12V ziemlich problemlos in seiner Drehgeschwindigkeit 
regulieren. Deshalb bin ich davon ausgegangen, dass es auch mit PWM 
funktionieren sollte - irgendwo habe ich gelesen, dass der Lüfter die 
PWM selbst glättet, wenn dies nicht der Fall sein sollte, müsste ich 
dies eben selbst tun.

Das mit 1V habe ich vergessen. Aber das ist ja nur softwaremäßig 
relevant, dass dann nach 0V gleich 3V kommen ...


Vielen Dank schonmal an alle :)
Super Forum!

Gruß,
Dodo

Autor: Thomas S. (tsalzer)
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Deinen Ansatz nennt man Zweipunktregelung. Es gibt nur AN  oder AUS, den 
Du aber nicht willst.
Deine zweite Idee wäre ein sog. P-Regler, wenn ich Dich richtig 
verstanden habe.

Wenn Du linear regeln willst, dann wird die Temperatur auch linear 
gemessen!
Die Differenz von Sollwert/Istwert  vergleichen und gegengesteuern.

...muß weg....


guude
st

Autor: MaWin (Gast)
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> Meint ihr, das ist so möglich?

Ja.

> Habe ich Denkfehler gemacht?

Es gibt bessere Algoithmen, statt P z.B. PI.

> Geht es einfacher?

Fertigen analogen Lüfterregler kaufen ?
Die sind ganz ohne uC aufgebaut.
Es tut ein einfacher Operationsverstärker
(und selbst der kann bei nicht so hohen
Genauigkeitsanforderungen entfallen).

Autor: Markus J. (markusj)
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Ich hab mir für meinen Server mit einem Tiny2313 eine Lüfterregelung 
gebaut, die einem Integrator wohl am nächsten kommt.
Vordefiniert ist ein Temperaturbereich in dem nichts geändert wird, wird 
dieser über/unterschritten, wird eine kleine Konstante auf den PWM-Wert 
aufintegriert.
Die Regelgeschwindigkeit ist dabei nicht ganz unkritisch, ist die 
Konstante/Integrationsfrequenz zu hoch, heult dein Lüfter binnen weniger 
Sekunden auf - für afaik sind Systeme die mit Raumluft zu tun haben eben 
eher träge.

mfG
Markus

Autor: Jens (Gast)
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Hallo!

Schau mal hier: http://om.dharlos.de/projekte.htm
Und dann unter "PC-Lüftersteuerung"

LG Jens

Autor: mhh (Gast)
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Sind die 23°C wichtig oder soll es nur weniger als die 30°C werden?

Wenn 23°C, dann über Zweipunktregelung zwischen 2 Drehzahlen umschalten 
(Vorwiderstand, der überbrückt wird). Ansonsten eine einfache 
Spannungsregelung mit NTC, wie sie in preiswerten temperaturgesteuerten 
PC-Netzteilen verwendet wird. PWM bringt bei einem Lüfter keine großen 
Vorteile gegenüber einer Spannungsregelung, zumal nicht alle Lüfter 
dafür geeignet sind.

Autor: Schrotty (Gast)
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>Die Temperatur soll allerdings auf etwa 23°C gehalten werden.

Ganz unabhängig von der Frage nach der Lüftersteuerung:
Was machst du mit der Anordung im Sommer? Oder steht die Kiste in einem 
klimatisierten Raum?

Autor: Andreas Schweigstill (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill) Benutzerseite
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Thomas S. schrieb:
> Deine zweite Idee wäre ein sog. P-Regler, wenn ich Dich richtig
> verstanden habe.

Nö, das wäre eher ein reiner I-Regler. Die Ausgangsgröße wird ja
schrittweise inkrementiert bzw. deskrementiert, was ja einer
Integration entspricht. Ein P-Anteil ist wohl nicht vorgesehen.

Um einen "echten" I-Regler handelt es sich nicht, weil ja nur
die Richtung, nicht aber die Größe der Regelabweichung in die
Integration einfließt.

Autor: Dodo M. (dodo)
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> Sind die 23°C wichtig oder soll es nur weniger als die 30°C werden?

Die 23°C sollten schon in etwa eingehalten werden, wobei da eine 
Toleranz von etwa +/- 1,5°C existiert.

> Ganz unabhängig von der Frage nach der Lüftersteuerung:
> Was machst du mit der Anordung im Sommer? Oder steht die Kiste in einem
> klimatisierten Raum?

Nicht ganz in einem klimatisiertem Raum, aber im Keller, wo es 
eigentlich nicht mehr als 20°C werden.

> Ich hab mir für meinen Server mit einem Tiny2313 eine Lüfterregelung
> gebaut, die einem Integrator wohl am nächsten kommt.
> Vordefiniert ist ein Temperaturbereich in dem nichts geändert wird, wird
> dieser über/unterschritten, wird eine kleine Konstante auf den PWM-Wert
> aufintegriert.

Das kommt meiner Lösung ja, soweit ich das sehe, schon recht nahe.
Die Zeitkonstante ist variabel, da würde ich dann wohl am besten 
austesten, was da am besten passt. Die sechs Minuten, die es beim Start 
dauert, bis die maximale Leistung erreicht wird, sind eigentlich relativ 
egal, weil die Schaltung sowieso 24h/7d läuft.

Autor: bfbxcb (Gast)
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Bei einer Regelung - und diese soll hier gebaut werden - stellt sich 
immer die Frage nach:

- Stoergroessen (wird immer die gleiche Waermemenge erzeugt oder 
schwankt diese)
- Zeitverhalten (legt man das "Gegensteuern" zu schnell aus, geraet das 
Ganze in Regelschwingungen, bei zu langsam, gibt es erhebliche Ueber- 
oder Unterschreitungen der Regelgroesse.)

Normalerweise misst man die sog. Sprungantwort - Stoergrossse um einen 
bestimmten Wert veraendern und die Reaktion darauf ueber die Zeit 
messen.
Danach legt man dann den Regelkreis aus.

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