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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik ATmega Lüftersteuerung Schaltplan korrekt?


Autor: Jan H. (derbastelfreund)
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Moin Moin an Alle!!

[schleim]Erstmal schönes Forum!![/schleim]
Danke an die, die mir schon geholfen haben und mir nun helfen werden!!

Ich habe eine Frage/Bitte an Euch und zwar:

Da dies mein erstes Projekt mit einem Mikrocontroller ist und ihn nicht 
sofort schrotten möchte, frage ich euch:
Ist der angehängte Schaltplan "richtig", d.h. hat er noch grobe Fehler
oder sonstige negative Auffälligkeiten, wenn ja dann gibt mir bitte 
unbedingt Korrigiervorschläge, ansonsten bin ich sehr über positive 
Kritik erfreut.

Zum Schaltplan:
Er soll eine Temperaturgesteuerte Lüfterregelung darstellen, welche über 
PWM die drei Lüfteranschlüsse ansteuert und diese auch ausließt. Dazu 
wurden zwischen + und - Elkos zur Glättung angeschlossen.
Über TWI/I2C werden die Temperatursensoren(LM75) Temp1-3 ausgelesen und 
der Wert wird dann im ATmega verwertet.
Über das "SPANEL" wird die "Entprellungseinheit" über das Gegenstück 
"GSPANEL" angeschlossen, das dann die 
Schalter/Drehimpulsgeber("SPANELA") entprellt und verwertbare Werte zum 
IC liefert.
Das Display wird über zwei Buchsenleisten angeschlossen 
("DISPLAY_DATENLEITUNGEN", "DISPLAY_REST").

Das wars auch schon eigentlich zu der Erklärung.

Weitere Fragen werde Ich schnellstmöglich beantworten
und ich hoffe, ihr werdet aus dem Schaltplan schlau.

Gruß
Jan

Autor: Olaf (Gast)
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> Da dies mein erstes Projekt mit einem Mikrocontroller ist und ihn nicht
> sofort schrotten möchte, frage ich euch:

Vor ersten Projekten mit Mikrocontrollern solltest du erstmal ein paar 
erste Projekte mit diskreten Bauteilen wie Transistoren angehen. 
Highside schalten mit NPN direkt am Controller und noch dazu ohne 
Basistransistor geht nicht.

Olaf

Autor: Jan H. (derbastelfreund)
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@Olaf
>Highside schalten mit NPN direkt am Controller und noch dazu ohne
>Basistransistor geht nicht.
Diskrete Projekte hatte Ich schon einige,
nur kommen die bei weitem nicht an die Möglichkeiten wir mit nem 
Mikrocontroller ran. :?
Was genau meinst du mit Highside(meinst du damit Stromintensive Lasten 
von mehr als 20 mA??) schalten direkt am Controller
Pin + Bauteil wäre hilfreich.
Danke und guten Abend noch
Jan

Autor: Karl Heinz (kbuchegg) (Moderator)
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Jan H. schrieb:
>>Highside schalten mit NPN direkt am Controller und noch dazu ohne
>>Basistransistor geht nicht.
> Diskrete Projekte hatte Ich schon einige,
> nur kommen die bei weitem nicht an die Möglichkeiten wir mit nem
> Mikrocontroller ran. :?
> Was genau meinst du mit Highside



Hisghside: Der Transistor sitzt aus Sicht der Last 'über' der Last


                   ----+----o Vcc
                       |
                ------ T
                       |
                     Last
                       |
                   ----+----o GND


im Gegensatz zu Lowside: Der Transistor sitzt 'unter' der Last

                   ----+----o Vcc
                       |
                     Last
                       |
                ------ T
                       |
                   ----+----o GND


> schalten direkt am Controller

Du brauchst einen Basiswiderstand.
Sagtest du nicht, du hättest schon diskrete Dinge gebaut?

Autor: MaWin (Gast)
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Wiederstand ist Widerstand,
100pF sollten eher 100nF sein,
deine Emitterfolger sind "suboptimal":
An T1 am Emitter werden so 4V rauskommen, dann noch 330 Ohm, ob das 
reicht wohl für eine Hintergrundbeleuchtung ?
An T2, T3, T4 kommen trotz 12V am Kollektor trotzdem nur 3.3V raus, nach 
der Diode gar nur 2.6V, das sind sicher zu wenig für die Lüfter.

Informiere dich, was Emitterschaltung und 
Kollektorschaltung(Emitterfolger) bedeutet, und wie man "high side" (und 
erforderlich isst wenn man das Tachosignal des Lüfers auswerten will) 
schaltet (was nicht mit nur 1 Transistor geht, man braucht 2 (oder 
ICs)).

Die ganze Schaltung an GSPanel vergiss mal, die Impulsgeber und Taster 
werden direkt an Eingänge des uC angeschlossen (mit PullUps, eventeull 
den eingebauten) und direkt (per Software ausgewertet), deine Schaltung 
macht das nicht besser sondern nur schlimmer.

Autor: Jan H. (derbastelfreund)
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Ach ja. (Brett vom Kopf entfern)
Ich habe mich wohl schon so in das Projekt gesteigert, dass ich solche 
banalen Fehler mache.
Nunja, deshalb habe ich hier gefragt, ob es einer kontrollieren kann, um 
Fehlern vorzubeugen und siehe da, es werden Fehler gefunden.
Highside und Lowside:
Ich habe mit den Darlington Transistoren schon einen 
140Watt(Theoretisch; 50W unter Volllast) Dimmer realisiert und da hatte 
ich mir auch die Frage gestellt ich weiß nur nicht mehr wie ich es 
damals gemacht habe.
-> gib mir einen Rat: Was ist nun besser Highside oder Lowside?
LEDs und so kleinere Sachen schalte ich immer Highside; habe ich das 
also schon immer falsch gemacht?
Danke
Jan

Autor: Jan H. (derbastelfreund)
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Nachtrag:
hab den Post von MaWin nicht gelesen.
Das Schalter Entprellen wollte ich Hardwareseitig machen und nicht in 
Software aber wenn ich so nur noch schlimmer mache, was solls kommt es 
eben weg.
So wie ich das nun Verstehe fällt an den Transistoren zu viel Spannung 
ab.
Ideen für andere Typen mit weniger Innenwiederstand?
Der Kondensator mit 100pF -> 100nF soll wohl C5 sein?
Knapper Post aber jetzt gibts Essen!
Danke und bis Nachher
Jan

Autor: MaWin (Gast)
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> Ideen für andere Typen mit weniger Innenwiederstand?

Nein, ANDERE SCHALTUNG.
Das versuchen die die versammelten Leute hier zu erklären.

LowSide schalten wie von Karl heinz hier skizziert
geht ncht weil du auch das Tachosignal auswerten willst.

Autor: Jan H. (derbastelfreund)
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OK OK!
Nur das Problem aus meiner Sicht ist,
dass ich nur Schaltungen für Lüftersteuerungen finde, die entweder 
analog sind, oder doch mit PWM aber dann ohne Drehzahlauswertung.
Ohne den Elko hat der Lüfter ja kein Strom in den Aus Phasen und kann 
dann auch kein Signal liefern ist ja klar, wie kriege ich das den hin.
Der Lösungsansatz für die vorherige Schaltung war:
PWM mit Elko "puffern" um den Mittelwert zu erhalten.
Ergab -> FALSCH.
Neuer Lösungsansatz: PWM, aber wie?
Du sagtest:
>deine Emitterfolger sind "suboptimal"
d.h.falsch Dimensioniert oder Falscher Ansatz?
Ich weiß, ich stelle hier teils doppelt Fragen, aber kann mit euren 
Lösungsansätzen nicht wirklich viel anfangen, außer, dass sie mir sagen 
ich habe Schei** gebaut.
Jan

Autor: Jan H. (derbastelfreund)
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Mist!
Ich hab jetzt hoffentlich meinen Denkfehler entdeck, nachdem ich auf 
folgenden Thread hier im Forum gestoßen bin:
Beitrag "high-side, low-side"
Highside geht nicht so wie ich mirs vorstelle, da dort die Spannung 
höher sein muss.
Lowside geht nicht, da ich die Drehzahlen haben will.
:? hmmmmm
Fehler: hoffentlich gefunden
Problem: immernoch ungelöst
Ich bin manchmal doch dümmer als ich dachte.

Jan

Autor: MaWin (Gast)
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> Ohne den Elko hat der Lüfter ja kein Strom in den Aus Phasen

Ich glaub, das ist Absicht,
sonst läuft er doch ohne langsamer zu werden weiter.

> PWM mit Elko "puffern" um den Mittelwert zu erhalten.

Grober Unsinn.
Wenn, dann muss das eine Spule dazwischen, Prinzip Schaltregler,
sonst gibt es dauernd kleine Kurzschlüsse.

> Falscher Ansatz?

Ja, Falscher Ansatz.
Wenn, dann baut man einen high side Switch aus 2 Transistoren


        +12V +12V
          |   |
         1k   |
          |   |E
          +--|< BC139
          |   |
         220  +--- Lüfter  --+--Spule--+-- Lüfter
          |                  |         |
uC --1k--|< BC547    +--|>|--+        Elko
          |E         | BY157           |
        Masse      Masse             Masse

und falls die Lüfer kein PWM vertragen eine step down Stufe aus
Diode (schneller als 1N4004), 330uH Spule und 1000uF Elko und
muss deutlich schneller mit PWM umschalten (20-50 kHz) als wenn
ein PWM tauglicher Lüfter direkt drankommt (20-50 Hz).

Autor: Jan H. (derbastelfreund)
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OK Danke MaWin!
Das war jetzt aufschlussreicher als alles Andere was ich bisher gelesen 
habe!
So werde ichs machen, ich weiß nur nicht wie ich die Spule 
dimensionieren muss, bei PWM tauglichen Lüftern(330uH war ja nur für 
untaugliche).
Warum steht da jetzt aber 2x Lüfter, der hintere Lüfter ist doch Unnütz 
oder?
Ansonsten Riesen Dank an dich!

Für weitere Verbesserungsvorschläge wäre ich weiterhin dankbar.
Jan

Autor: MaWin (Gast)
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Die "dahintergeschaltete" Schaltung mit Diode Spule Elko ist nur nötig, 
wenn der Lüfter kein PWM verträgt, sonst ist der Lüfter eben schon vorne 
dran.

Autor: Jan H. (derbastelfreund)
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OK Danke!
Jetzt weiß ich, wie ich es machen muss.

Jan

Autor: MaWin (Gast)
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BC139 sollte BD139 heissen,
ein PNP der mindestens 1A verträgt und noch halbwegs eine 
Stromverstärkung hat.

Autor: Jan H. (derbastelfreund)
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Ja ist OK.
Hatte die Teile sowiso noch nicht bestellt.
Ich werde das ganze wahrscheinlich mit Spule, Elko, Diode und Lüfter 
machen, da ich keine Ahnung habe, ob meine Lüfter PWM mögen.

Jan

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