Damit Lernende bei uns in der Firma etwas mit PWM machen könnt kam ich auf folgende Idee:
Mithilfe dieser Siemens SPS Karte 6ES7138-6DB00-0BB1 sollen sie folgenden Lüfter (BeQuiet Pure Wings 3 120mm) per PWM ansteuern können.
Der Lüfter hat eine Pegelspannung von 5V. Die SPS Karte liefert jedoch eine Pegelspannung von 24V.
Auf meiner Suche nach einer geeigneten Schaltung bin ich auf folgende Website gestossen:
https://wolles-elektronikkiste.de/der-mosfet-als-schalter
Von dort habe ich mein Schema abgleitet (siehe Anhang 1). Der Taster stellt dabei den SPS Ausgang DQA dar (siehe Anhang 2).
Da ich aus der Automatisierung komme und überhaupt keine Ahnung habe wie man diese Bauteile dimensioniert wollte ich fragen, ob Ihr mir dabei helfen oder beraten könnt.
Vor der Transistortreiberstufe sollte man noch einen Spannungsteiler schalten. Somit wird der N-MOSFET am Gate mit soliden 12V angesteuert. Das ist nicht zu viel, aber auch nicht zu wenig, so dass man keinen Logik Level N-MOSFET einsetzen muss.
Der Spannungsteiler belastet die SPS-Steuerung gerade mal mit nur 2,5mA. Dennoch wird der N-MOSFET schön niederohmig angesteuert, was bei einer höheren PWM-Frequenz auch wünschenswert ist.
Der Lüfter ist ein Standard-PC-Lüfter mit 4 Pins.
Das PWM-Signal hat im Lüfter einen Pullup, muss also nur nach Masse gezogen werden, allerdings mit +-25 kHz. Ich vermute die SPS kann das nicht, aber möglicherweise ist der Lüfter auch mit einem Signal zufrieden das nicht der Spezifikation entspricht.
Jedenfalls reicht eine Diode, so das die SPS den PWM-Pin des Lüfters gegen Masse ziehen kann, denn das Signal muss TTL-Pegel einhalten.
Der Lüfter braucht 12V Dauerstrom, und der 4. Pin liefert 2x Masseimpuls pro Umdrehung, so das sogar eine Drehzahlerfassung und damit auch Regelung möglich ist.
Ist er das denn? Der Hersteller hat in dieser Modellreihe Varianten mit
3 und mit 4 Pins.
Oh stimmt.
Meine Purewings sind alle immer 4pinner, aber dann heißen sie "Pure Wings 3 PWM".
Wäre aber natürlich doof, wenn man einen Lüfter mit PWM drehzahlsteuern will und dann nicht-steuerbare Lüfter benutzt.
Vielen Dank für die vielen Antworten und Anregungen.
Hätte nicht gedacht, dass so viele Leute sich in so kurzer Zeit daran beteiligen. XD
Ich denke ich werde mal die Option mit einem Spannungsteiler ausprobieren. (Daran hatte ich noch gar nicht gedacht)
Oder welche Option würdet Ihr mir empfehlen?
Das wäre hier doch Unfug, weil man für den Lüfter auf 5V möchte.
Dann kann man besser NPN nehmen und mit einem Pull-Up gleich passend auf 5V hoch ziehen.
PNP und Spannungsteiler hätte allenfalls den Vorteil, dass es DAU-sicher ist ;-)
Ich hätte ergänzen sollen: wenn man denn Spannung gegen GND ausgeben will.
Das wäre hier doch Unfug, weil man für den Lüfter auf 5V möchte.
Dann kann man besser NPN nehmen und mit einem Pull-Up gleich passend auf
5V hoch ziehen.
Man braucht noch nicht mal einen Pullup, der steckt ja schon im Lüfter.
Man braucht noch nicht mal einen Pullup, der steckt ja schon im Lüfter.
Das wäre natürlich die einfachste Lösung.
Wenn der Ausgnag tatsächlich "Masse oder Offen" ist und da nicht irgendwelche Pullups oder Driver laufen....
Und: ist im NPN-Modus 0% = Dauer-GND, und 100% ist Dauer-Offen?
Dann kann man besser NPN nehmen und mit einem Pull-Up gleich passend auf
5V hoch ziehen.
Könntest du kurz einen kleinen Schaltplan (sind ja hier nicht in Frankreich) zeichnen ich verstehe nicht ganz wie du das mit dem NPN und der SPS meinst.
ich verstehe nicht ganz wie du das mit dem NPN und der SPS meinst.
Über die Konfiguration der SPS.
Ich habe da auf das Erinnerungsvermögen von H.H. vertraut. Wie man das macht, muss du jemanden fragen, der sich mit SPS auskennt - da bin ich raus.
Für den Tacho Output kann ich die Schaltung einfach umkehren oder?
uhh, nein! Lies mal 2.1.3 in der intel-4wire-pwm-fans-specs.pdf. Der Tacho-Ausgang ist Open-Collector. (Und er darf laut der Spezifikation bis max. 12.6 V hochgezogen werden.)
Wie gesagt, weiß leider nichts über SPS und wie man Logiksignale hineinbekommt.
Könntest du kurz einen kleinen Schaltplan (sind ja hier nicht in
Frankreich) zeichnen ich verstehe nicht ganz wie du das mit dem NPN und
der SPS meinst.
Gibt es irgendeine Begründung, gerade Dich mit "Lernenden" zu betrauen? Wenn mal wieder über mangelnde Ausbildungsqualitäten geklagt wird, bist Du daran mitschuldig.
Gibt es irgendeine Begründung, gerade Dich mit "Lernenden" zu betrauen?
Ja, da ich selbst im letzten Lehrjahr als Automatiker/EFZ bin. In der Berufsschule hatten wir nur kurz Elektronikbauteile. Zudem mussten wir nie irgendein Schema für solche Schaltungen zeichnen.
Wenn mal wieder über mangelnde Ausbildungsqualitäten geklagt wird, bist
Du daran mitschuldig.
Wenn wieder mal über mangelhafte Ausbildungsqualität geklagt wird, kannst Du Dich entspannt zurücklehnen - Du hast ja schliesslich deinen Beitrag geleistet. Wissen horten, als wär's der Atomcode, und bloss niemandem helfen, der was lernen will. Stattdessen glänzt Du mit deinem grössten Talent: destruktiv sein, ohne einen Funken Initiative zu zeigen. Ironie pur: Hättest Du damals selbst jemanden gehabt, der Dir geholfen hätte, würdest Du vielleicht anders glänzen.
Nimm einen Spannungsteiler aus 22k und 5k1 und konfiguriere den Ausgang wie "üblich" gegen High schaltend (also als PNP).
Und jetzt kommt der Witz: wenn du das alles aufgebaut hast, dann nimmst du ein Oszilloskop und kontrollierst, ob sich die Schaltung ordentlich verhält (Pegel und Flanken).
Bei solchen Messungen kann man am allermeisten lernen.
Nimm einen Spannungsteiler aus 22k und 5k1 und konfiguriere den Ausgang
wie "üblich" gegen High schaltend (also als PNP).
Wird nicht klappen. Im Lüfter gibt es einen Pullup nach +5V. Man wird
den Spannungsteiler deutlich niederohmiger machen müssen.
Oder sogar nur ein Pullup nach 3.3V (fleht die Bemerkung auf S. 9 die Lüfterhersteller an; Spezifikation, Rev. 1.3). Glaube, da ist kein Spannungsteiler klein genug. Man muss den Pin schon wirklich auf GND ziehen.
Den Widerstand von der Basis nach GND würde ich auf jeden Fall drin lassen, nicht, dass der SPS Ausgang einen klitzekleinen Leckstrom hat und den Transistor dauerhaft einschaltet.
Aber ich sehe da keine Spezifikation, wie niederohmig das passieren muss.
Man könnte ein Multimeter an den offenen Eingang hängen, damit die Spannung messen und dann mit einem bekannten Widerstand den Eingang in Richtung Gnd ziehen. Dann kann man sich den Wert vom internen Pull-Up ausrechnen.
Aber ich sehe da keine Spezifikation, wie niederohmig das passieren muss.
Da steht drin, dass der Lüfter bis zu 5mA an seinem PWM-Eingang liefern kann (also offenbar ein 1k Pullup nach 5V). Denn die PWM macht ja zigtausend mal pro Sekunde einen "short circuit" nach GND.
Da steht drin, dass der Lüfter bis zu 5mA an seinem PWM-Eingang liefern
kann (also offenbar ein 1k Pullup nach 5V).
So die spezifizierten Grenzen, d.h. der Pull-Up muss bei 5 V MINDESTENS einen Wert von 1 kΩ besitzen oder bei 3.3V MINDESTENS 660 Ω.
Der Hintergrund meines Vorschlages war, endlich einmal ein paar handfeste Fakten zu der Lüfteransteuerung auf dem Tisch zu haben. Das Datenblatt ist diesbezüglich doch eher zurückhaltend.
Im Eröffnungspost und im Titel geht es nur um die Steuerung des Lüfters, d.h. nur um das PWM-Signal. Wenn du jetzt natürlich plötzlich auch das Tachosignal umsetzen möchtest, ist alles klar.
Die auf den Koppelrelais gezeigte Schaltung ist übrigens arg ungenau. Der Vorwiderstand für die LEDs auf der Eingangsseite wird dort unterschlagen.
Didaktisch bzgl. elektronischer Verschaltung ist der Aufdruck auf den Koppelrelais also irreführend bzw. fällt unter einen eigenen Lernabschnitt ;-)
In der Schaltschranktechnik ist es - aus elektronischer Sicht - /leider/ üblich, dass vieles schematisiert dargestellt wird, um den Anwender nicht mit Details zu belasten.
Ob der LED-Strom für das Tachosignal innerhalb der Spezifikation liegt, sehe ich nicht. Intel fordert für die Lüfterschnittstelle (s.a. Link von H.H.) keinen mindestens zulässigen Strom für den Tachometerausgang, jedenfalls nicht im Abschnitt 2.1.3 "Tachometer Output Signal". Die 8 mA für die LED des Optokopplers wird er wohl schaffen, aber ohne eine vernünftige Spezifikation ist das im Prinzip Glück und dünnes Eis (rein didaktisch betrachtet).
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Anhang_2.PNG
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