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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Wie Spannung für Lüfterregelung bereit stellen?


Autor: M. .D (barracuda)
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Hallo zusammen

Da ich vor den Sommerferien die Schule abgeschlossen habe mache ich mich 
wieder an alte Projekte, die AUfgrund der Prüfungsvorbereitungen in der 
Versenkung gelandet sind;) Eines davon ist eine Lüftersteuerung. Doch da 
habe ich jetzt Unklarheiten ob alles so stimmt wie ichs machen will.

Die erste Unklarheit ist, wie ich die Regleung machen soll.

1.)Einmal direkt über PWM (also Ausgang des Atmega an Basis des 
Transistors, mit dem Transistor den Lüfter teuern)

Hier ist für mich nicht ganz klar, ob ich den Basiswiderstand des 
Transistors richtig berechnet habe. Ich komme bei einer 
Leistungsaufnahme des Lüfters von 300mA bei 12V bei einem BC 337-40 auf 
einen Basiswiderstand von 3.5 Ohm, stimmt das so?

Hier ist für mich auch noch unklar: Wenn ich mal einen anderen Lüfter 
anhängen möchte, müsste ich den Basiswiderstand ja wieder ändern, wenn 
der neue Lüfter eine andere Leistungsaufnahme hat?! Wie könnte ich das 
umgehen?

2.)Eine andere Möglichkeit wäre ja die Glättung der PWM mittels einer 
Drossel, so das man am Ende eine Gleichspannung erhält die sich über die 
PWM regeln lässt. Hier weis ich einfach nicht wie ich die Drossel 
berechnen kann.

3.) Filterung der PWM über einen RC-Tiefpass.

Gehe ich richtig in der Annahme, dass ich diese Gleichspannung dann mit 
einem Operationsverstärker verstärken könnte, so dass auch ein grosser 
Lüfter mit einer grossen Leistung daran liefe? Wenn ja, ist diese 
Variante mein Favorit. Allerings verstehe ich die Berechnung des 
RC-Tiefpasses nicht ganz.
In diesem Artikel 
http://www.mikrocontroller.net/articles/Pulsweitenmodulation im Kapitel 
DA-Wandlung mit PWM

Könnte mir da eventuell emand schritt für schritt beiseite stehen?

Liebe GRüsse Marius

PS: Ich verwende einen Atmega32

Autor: Hubert G. (hubertg)
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PWM Regelung funktioniert nur wenn der Lüfter keine eingebaute 
Elektronik hat.
Wie du auf 3,5Ohm Basiswiderstand kommst ist mir nicht klar. Ich komme 
auf 1k5 (gerundet).
PWM glätten mit einer Drossel, die Drossel sollte den gleichen 
induktiven Widerstand habe wie der Lüfter. Also bei 300mA 12V sind das 
40 Ohm.
Bei R/C das gleiche.
Für den OP musst du dann einen LeistungsOP nehmen der den Strom des 
Lüfters kann. Sehe da allerdings keine Vorteile.

Autor: M. .D (barracuda)
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Hubert G. schrieb:
> Wie du auf 3,5Ohm Basiswiderstand kommst ist mir nicht klar. Ich komme
> auf 1k5 (gerundet).

Indem ich ganz faul diesen Transistorrechner verwendet habe:
http://daten.catio.de/programmieren/transistorrech...

Hfe ist laut Datenblatt 250, Versorgungsspannung 5V, Ic 300mA
Da gibt mir der Rechner einen Wert von 3.5 Ohm.

Hubert G. schrieb:
> PWM glätten mit einer Drossel, die Drossel sollte den gleichen
> induktiven Widerstand habe wie der Lüfter. Also bei 300mA 12V sind das
> 40 Ohm.

Okay. Kann ich die Spule selber Wickeln? Aber da ist es ja dann 
immernoch so, dass ich immer eine neue Drossel einbauen muss, wenn ich 
den Lüfter tausche?

Liebe Grüsse

Autor: Hubert G. (hubertg)
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Ich habe dieses Programm nicht installiert, aber entweder gibst du 
Unsinn ein oder das Programm ist Schrott.
Ich habe mit Hfe 100 gerechnet. Das wären 3mA Basisstrom. 4,3/0,003 = 
1433
Die Drossel musst du nicht jedesmal ändern, es sei denn du gehst von 
300mA auf 3A.
Die Drossel sollte bei 10kHz etwa 0,6mH haben, bei so gering wie 
möglichen Ohmschen Widerstand. Als Kondensator genügen 10µ.

Autor: U.R. Schmitt (Gast)
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Marius Dubach schrieb:
> Indem ich ganz faul diesen Transistorrechner verwendet habe:
> http://daten.catio.de/programmieren/transistorrech...
>
> Hfe ist laut Datenblatt 250, Versorgungsspannung 5V, Ic 300mA
> Da gibt mir der Rechner einen Wert von 3.5 Ohm.

Dann setz Dich hin und lerne die Grundlagen.
Merke: Auch nach der Schule kann man sein Hirn noch nicht wegwerfen.
Elektronik geht hat mal nicht ohne Mathematik. Du musst ja nicht gleich 
die Maxwellschen Gleichungen verstehen.

Autor: M. .D (barracuda)
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Hubert G. schrieb:
> oder das Programm ist Schrott.

ich denke mal das Programm ist schrott;p

Hubert G. schrieb:
> Die Drossel sollte bei 10kHz etwa 0,6mH haben, bei so gering wie
> möglichen Ohmschen Widerstand. Als Kondensator genügen 10µ.

Okay danke, aber wie kommst du auf diese Werte? Und von wo die 10 kHz?
was hältst du von dieser Drossel

http://shop.griederbauteile.ch/product_info.php?pr...

ist am nächsten an 0.6mH von denen die ich gefunden habe.

U.R. Schmitt schrieb:
> Dann setz Dich hin und lerne die Grundlagen.

bin ja dran die Grundlagen zu erlernen;) Aber ohne Fragen geht das halt 
nich;)

Liebe Grüsse

Autor: Hubert G. (hubertg)
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Die 10kHz habe ich mal als PWM-Frequenz angenommen, da kommen als 
induktiver Widerstand etwa 40 Ohm heraus.
Wenn du die Frequenz geringer nimmst, dann muss die Induktivität größer 
sein.
Du kannst auch eine größere Induktivität nehmen, der Ohmsche Widerstand 
soll nur sehr gering sein damit bei 100% PWM an der Drossel nur eine 
minimale Spannung abfällt.

Autor: M. .D (barracuda)
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Hubert G. schrieb:
> Die 10kHz habe ich mal als PWM-Frequenz angenommen, da kommen als
> induktiver Widerstand etwa 40 Ohm heraus.

okay, vielen dank für deine Hilfe!

Wenn du mir jetzt noch sagst wie du das ganze berechnet hast bin ic sehr 
glücklich;) :)

Frage: Wenn die Induktivität grösser als ideal ist, was ändert sich 
dann? Geht es dann läner, bis sich die Spannung an das neue 
Tastverhältnis anpasst?

Also als Beispiel: wenn ich 100% Tastverhältnis, also 12V habe, und dann 
auf 50% gehe, geht es dann mit einer zu grossen Induktivität einfach ein 
paar ms länger bis 6V erreicht sind?
Liebe Grüsse

PS: Drossel einfach in Serie zum Timerausgang oder?m :$

Autor: Hubert G. (hubertg)
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Ind. Widerstand ist pi*2*f*L
Je größer die Induktivität oder der Kondensator danach um so langsamer 
wirkt sich die PWM-Änderung auf die Spannung aus.
Ich würde die Drossel nach dem Transistor in Serie zum Lüfter schalten.

Autor: ... (Gast)
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Sind das übliche PC-Lüfter?
Wenn ja, dann nimm doch einfache welche mit 4poligem Anschluß. Sind kaum 
teurer und haben extra einen PWM-Eingang zur Steuerung, den Du direkt an 
den AVR klemmen kannst.

Spec. z.B. hier:
http://www.formfactors.org/developer/specs/4_Wire_...

Autor: Simon K. (simon) Benutzerseite
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Hubert G. schrieb:
> Ind. Widerstand ist pi*2*f*L

Leider gilt das nur für sinusförmige Größen.

Autor: Bernd Rüter (Firma: Promaxx.net) (bigwumpus)
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Marius Dubach schrieb:
> was hältst du von dieser Drossel
>
> http://shop.griederbauteile.ch/product_info.php?pr...
>
> ist am nächsten an 0.6mH von denen die ich gefunden habe.

Gar nichts.

Diese HF-Drossel hat 0,6uH und wir suchen eine 1000mal stärkere Spule 
mit 0,6mH

Lernt man in der Schule keine Einheiten mehr ?


Den Transistor-Rechner kannst Du auch knicken, wenn Du 5V Spannung 
eingibst. Du benutzt einen 12V-Lüfter...

Das ist doch alles PC-Technik und da gibt es ca. 1Mio. Bauvorschläge für 
die PWM, die in aller Regel nicht geglättet wird.
Ach ja... glättest Du die Spannung, hast Du weniger Drehmoment um den 
Lüfter anlaufen zu lassen.

Autor: ttl (Gast)
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der BC 337-40 kann nur 40mA !!!!!!!!!!!!!!

Autor: spess53 (Gast)
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Hi

>der BC 337-40 kann nur 40mA !!!!!!!!!!!!!!

Lern Lesen.

MfG Spess

Autor: M. .D (barracuda)
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... schrieb:
> Sind das übliche PC-Lüfter?
> Wenn ja, dann nimm doch einfache welche mit 4poligem Anschluß. Sind kaum
> teurer und haben extra einen PWM-Eingang zur Steuerung, den Du direkt an
> den AVR klemmen kannst.

Kommt leider nicht in Frage, da es die Lüfter die ich steuern will nicht 
mit extra PWM-Eingang gibt (es handelt sich um Lüfter mit einem 
Durchmesser von 200mm)

An alle andern

Danke für die Hilfe, ich habe den Rechner nochmal angeschaut, und meinen 
Fehler gefuinden. Ich versuche das ganze nun nochmals ohne die Spannung 
zu glätten, wenn dann das ganze immer noch nicht geht melde ich mich 
wieder.

Danke nochmals

Autor: M. .D (barracuda)
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Okay ich brauche tatsächlich nochmals Hilfe^^

Hubert G. schrieb:
> Ich komme
> auf 1k5 (gerundet).

Wenn ich einen 1Kohm Widerstand einsetze in der Schaltung, komme ich 
immer noch nicht auf die maximale Drehzahl des Lüfters (PWM 100%). Wieso 
das?

Und wenn ich den Basiswiderstand mit Hfe 100, Versorgungsspannung 12V 
und Ic 0.3A rechne, komme ich auf 3,7 Kohm, der Lüfter erreicht aber 
ebenfalls nicht 100% Drehzahl?!

Wer weis worans liegt und hat lust es mir zu verraten?;)

Liebe Grüsse

Autor: Bernd Rüter (Firma: Promaxx.net) (bigwumpus)
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Vielleicht mißt Du einfach mal die Spannung über den Transistor im 
Betrieb (also zwischen Emitter und Collector).

Bei Deiner Transistorberechnung redest Du immer von 12V. Hast Du einen 
PWM-Ausgang an Deinem uC, der 12V liefert ?

Autor: M. .D (barracuda)
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okay, ich meß mal wenn ich zuhause bin. Ne ich habe keinen 12v ausgang 
aber die anderen forenbenutzer haben mich belehrt ich hätte ne 12v 
versorgung. Ich habe zuerst auch mit 5v gerechnet...

Autor: Bernd Rüter (Firma: Promaxx.net) (bigwumpus)
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Marius Dubach schrieb:
> Ne ich habe keinen 12v ausgang
> aber die anderen forenbenutzer haben mich belehrt ich hätte ne 12v
> versorgung. Ich habe zuerst auch mit 5v gerechnet...

Es ist schon erstaunlich, wieviel Müll so geredet werden kann.

Aus dem uC kommen ca. 5V, müssen durch den Widerstand in die Basis und 
aus dem Emitter wieder raus. Da kommt der Wert 12V gar nicht vor.

Der Transistor könnte mit der gleichen Beschaltung auch 24V schalten.

Autor: Hubert G. (hubertg)
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Wie hast du denn den Lüfter angeschaltet?
Vom Kollektor nach +12V oder vom Emitter nach GND.

Autor: Bernd Rüter (Firma: Promaxx.net) (bigwumpus)
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Ahhh!!!

Mir schwant übles !!!
Der hat den Lüfter offenbar an den Emitter gegen Masse angeklemmt. Ganz 
nach dem Lehrbuch des Transistors als analoger Stromverstärker...
Auf welcher Seite hat Google das nur wieder ausgespuckt ? Oder gar nicht 
gesucht ???

Jetzt wissen wir auch, warum partout kein Schaltplan angegeben wurde... 
tsetsetse

Autor: Hubert G. (hubertg)
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Der 12V Einwand kam aber von dir:
Bernd Rüter schrieb:

> Den Transistor-Rechner kannst Du auch knicken, wenn Du 5V Spannung
> eingibst. Du benutzt einen 12V-Lüfter...

Autor: Bernd Rüter (Firma: Promaxx.net) (bigwumpus)
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Hubert G. schrieb:
> Der 12V Einwand kam aber von dir:
> Bernd Rüter schrieb:
>
>> Den Transistor-Rechner kannst Du auch knicken, wenn Du 5V Spannung
>> eingibst. Du benutzt einen 12V-Lüfter...

Hä ??? versteh ich nicht.

Autor: Hubert G. (hubertg)
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Na ja, ich habe diesen, deinen Einwand auch nicht verstanden.

Autor: M. .D (barracuda)
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Hubert G. schrieb:
> Wie hast du denn den Lüfter angeschaltet?
> Vom Kollektor nach +12V oder vom Emitter nach GND.

Bisher hatte ich ihn vom Kollektor nach +12V geschaltet, hab ihn jetzt 
mal vom Emitter nach GND umgehängt, jetzt dreht der Lüfter freudig auf 
100% Drehzahl

Bernd Rüter schrieb:
> Jetzt wissen wir auch, warum partout kein Schaltplan angegeben wurde...
> tsetsetse

Ne, das war nicht dehr Grund, sondern das einfach nie danach gefragt 
wurde und ich nicht daran gedacht hab das das nötig sein könnte, 
nächstes mal wird daran gedacht!

Autor: Bernd Rüter (Firma: Promaxx.net) (bigwumpus)
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Marius Dubach schrieb:
> Bisher hatte ich ihn vom Kollektor nach +12V geschaltet, hab ihn jetzt
> mal vom Emitter nach GND umgehängt, jetzt dreht der Lüfter freudig auf
> 100% Drehzahl

Das wundert mich sehr, weil er dann nur 5V bekommen sollte, aber ohne 
Schaltplan ist das hier nur noch ein Stochern im Trüben Wasser...

Autor: Hubert G. (hubertg)
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Also jetzt würde mich deine genaue Schaltung interessieren und auch 
genau die Bauteile die du verwendest und wie du ansteuerst und getestet 
hast.
Denn so wie du es beschrieben hast wären das bahnbrechende neue 
Erkenntnisse.

Autor: Max (Gast)
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+12V
                        |
                      Lüfter
                        |
                        | Kollektor
AVR-Widerstand-Basis Transistor
                        |Emitter
                        |
                       GND

Nicht schön aber selten...
Wenn du es so aufgebaut hast funktioniert es, wie es soll.

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