Hi,
hatte vorhin die Idee, so einen 3 Kabeligen PC Lüfter zu regeln. Dafür
habe ich das Messignal was wahrscheinlich von einer Hallsonde kommt auf
einen Komparator gegeben. Dadurch entsteht ein Digitales Signal aus Low
und High.
Dieses Signal habe ich auf einen 74HCT4046 gegeben und den Motor als Vco
geschaltet (Spannungsgesteuerter Motortreiber natürlich dabei). Der
Imterne VCO dient jetzt als Sollgeber.
Doch egal wie ich das Schleifenfilter auch Dimensioniere, bekomme ich
den Regelkreis nicht Stabil. Im Imternet habe ich bisher nur das
gefunden.
http://www.iswestija.de/elektronik.html
Das funktioniert auch nicht. Habe ich mir aber ehrlich gesagt auch schon
gedacht.
Probleme die ich festgestellt habe.
Die "Komparatorlösung" hat einen starkes Phasenrauschen, was die
instabilität ja wohl auch verursacht. Gibt es eine Art das Signal eines
solchen Lüfters stabiler zu bilden?
Danke schonmal
Mfg
Jan R. schrieb:> Die "Komparatorlösung" hat einen starkes Phasenrauschen, was die> instabilität ja wohl auch verursacht.
Sollte aber egal sein, wenn der Filter träge genug ist.
Der 4046 hat genaugenommen 2 PLLs, einmal das XOR Gatter und zum anderen
eine hybride PLL mit Mixed Analog/Digital Eingang. Die PLL mit XOR
Gatter funktioniert nur dann richtig, wenn Referenz und Signal das
gleiche Tastverhältnis haben. Dann jittert diese PLL sehr wenig und
liefert ein brauchbares Steuersignal. Die andere PLL liefert auch bei
verschiedenartigen Eingangssignalen Ausgang, dieser ist aber generell
etwas anfälliger für Jitter.
Bei deiner Anwendung ist vermutlich die hybride PLL besser geeignet, wie
immer ist die Dimensionierung des Schleifenfilters die hohe Kunst.
Denke daran, das Filter so wenig wie möglich zu belasten und taste dich
mit Trimmpotentiometern und verschiedenen Kondensatoren an eine stabile
Regelung heran.
Vieleicht noch ein Tip:
Der Hall-Geber wird bei einem 3-poligen Lüfter ja mit von der
Ansteuerung versorgt. Er gibt also z.B. bei PWM-Ansteuerung nur wärend
der High-Periode des PWM-Zyklus ein Signal aus.
(http://www.bearblain.com/fan_speed_control.htm so im 2. drittel der
Seite)
Mfg.
Frank
@ Matthias Sch. (Firma: Matzetronics) (mschoeldgen)
>Der 4046 hat genaugenommen 2 PLLs,
Nö, das sit nur eine.
>einmal das XOR Gatter und zum anderen>eine hybride PLL mit Mixed Analog/Digital Eingang.
Du meinst einen Phasenkomparator.
>Die PLL mit XOR>Gatter funktioniert nur dann richtig, wenn Referenz und Signal das>gleiche Tastverhältnis haben.
Genauer, beide sollten 50% haben, ansonsten wird der Haltebereich stark
eingeschränkt.
> Dann jittert diese PLL sehr wenig und>liefert ein brauchbares Steuersignal. Die andere PLL
Phasenkomparator!
>immer ist die Dimensionierung des Schleifenfilters die hohe Kunst.
Ja.
>Denke daran, das Filter so wenig wie möglich zu belasten und taste dich>mit Trimmpotentiometern und verschiedenen Kondensatoren an eine stabile>Regelung heran.
@Jan R. (macman2010)
>Dieses Signal habe ich auf einen 74HCT4046 gegeben und den Motor als Vco>geschaltet (Spannungsgesteuerter Motortreiber natürlich dabei). Der>Imterne VCO dient jetzt als Sollgeber.
Probleme die ich festgestellt habe.
>Die "Komparatorlösung" hat einen starkes Phasenrauschen,
Wie stark?
>was die>instabilität ja wohl auch verursacht.
Rauschen sit das Eine, Instabilität das andere.
> Gibt es eine Art das Signal eines>solchen Lüfters stabiler zu bilden?
Schleifenfilter in der Bandbreite reduzieren, allerding kann es auch
nötig sein, die Phasendrehung durch die Lead-Lag Kompanesation zu
korrigieren.
Man wird um einen µC night herumkommen.
Lötpunkt hat ja bereits geschrieben:
Lötpunkt schrieb:> Der Hall-Geber wird bei einem 3-poligen Lüfter ja mit von der> Ansteuerung versorgt. Er gibt also z.B. bei PWM-Ansteuerung nur wärend> der High-Periode des PWM-Zyklus ein Signal aus.
Man muss also während der aktiven Phase der PWM das Tacho-Signal lesen.
Ich glaube kaum, dass es mit diesem (oder andren) PLL-Chips möglich ist.
Auf der andren seite kann man da einen winzigen µC (Tiny4 könnte mit
etwas Programmier-Erfahrung schon reichen) drauf loslassen und der macht
das locker.
@ Max D. (max_d)
>Man wird um einen µC night herumkommen.
Unsinn.
>> Der Hall-Geber wird bei einem 3-poligen Lüfter ja mit von der>> Ansteuerung versorgt. Er gibt also z.B. bei PWM-Ansteuerung nur wärend>> der High-Periode des PWM-Zyklus ein Signal aus.
Das hat mit uC rein GAR nichts zu tun. Viele Lüfter vertragen sowieso
kein PWM, weil sie elektronisch kommutiert werden.
>Man muss also während der aktiven Phase der PWM das Tacho-Signal lesen.
Nein, man muss schlicht eine lineare Endstufe benutzt, ganz old school,
wie es der OP gemacht hat. Oder einen Lüfter mit extra PWM-Eingang
nutzen.
Falk Brunner schrieb:>>Man muss also während der aktiven Phase der PWM das Tacho-Signal lesen.>> Nein, man muss schlicht eine lineare Endstufe benutzt, ganz old school,> wie es der OP gemacht hat.
Man kann die PWM-Stufe mit etwas Hühnerfutter auch einfach zu einem
kleinen Stepdown-Schaltregler aufbohren.
Falk Brunner schrieb:> @Jan R. (macman2010)> Probleme die ich festgestellt habe.>>>Die "Komparatorlösung" hat einen starkes Phasenrauschen,>> Wie stark?
Ca. 5% das ist das eine. Das nächste ist, dass das ding manchmal eine
art Prellen aufweist, sprich mehrfach hintereinander zwischen High und
Low wechselt.
>>>was die>>instabilität ja wohl auch verursacht.>> Rauschen sit das Eine, Instabilität das andere.
Nein es ist eine Instabilität. Das Stellsignal vor der Linearen
Endstufe,swankt ganz stark, und bewegt sich garnicht erst in die nähe
des Sollwerts.
>>> Gibt es eine Art das Signal eines>>solchen Lüfters stabiler zu bilden?>> Schleifenfilter in der Bandbreite reduzieren, allerding kann es auch> nötig sein, die Phasendrehung durch die Lead-Lag Kompanesation zu> korrigieren.
Wo genau muss die Lead-Lag Kompensationangebracht werden? Problem: Kenne
die Übertragungsfunktion des Motors nicht. Schleifenfilter kann ich
berechnen. Motor müsste ich Parameter wie Trägheitsmoment, Gleitreibung
usw. Messen --> sehr aufwändig.
@Jan R. (macman2010)
>>>Die "Komparatorlösung" hat einen starkes Phasenrauschen,>Ca. 5% das ist das eine.
Ist erstmal nicht sooo viel. Immerhin scheint die PLL eingerastet zu
bleiben, oder?
>Das nächste ist, dass das ding manchmal eine>art Prellen aufweist, sprich mehrfach hintereinander zwischen High und>Low wechselt.
Da fehtl wahscheinlich ausreichend Hysterese und ein kleiner RC-Filter
vor deinem Komparator, siehe Schmitt-Trigger.
>Nein es ist eine Instabilität. Das Stellsignal vor der Linearen>Endstufe,swankt ganz stark, und bewegt sich garnicht erst in die nähe>des Sollwerts.
Wie willst du dann 5% Phasenrauschen messen? Oder hast du nur direkt auf
das Tachosignal getriggert und die nächste(n) Flanken angesehen?
>Wo genau muss die Lead-Lag Kompensationangebracht werden?
Im Schleifenfilter.
> Problem: Kenne>die Übertragungsfunktion des Motors nicht. Schleifenfilter kann ich>berechnen. Motor müsste ich Parameter wie Trägheitsmoment, Gleitreibung>usw. Messen --> sehr aufwändig.
Das kann man auch hinfriemeln, ähhh, empirisch ermittlen ;-)
Mach den Filter erstmal gaaaanz langsam, so 1-10 Hz. Erstmal muss die
PLL einrasten.
Und nicht zu vergessen, eine PLL ist nur so gut wie die
Kurzzeitstabilität des VCO. Wenn der (zuviel) Eigenjitter hat, kann man
da rein gar nichts machen, bestenfalls die PLL eingerastet halten.
Falk Brunner schrieb:> @Jan R. (macman2010)>>Ca. 5% das ist das eine.> Ist erstmal nicht sooo viel. Immerhin scheint die PLL eingerastet zu> bleiben, oder?
Nei, sie rastet nie ein.
>>Nein es ist eine Instabilität. Das Stellsignal vor der Linearen>>Endstufe,swankt ganz stark, und bewegt sich garnicht erst in die nähe>>des Sollwerts.> Wie willst du dann 5% Phasenrauschen messen? Oder hast du nur direkt auf> das Tachosignal getriggert und die nächste(n) Flanken angesehen?
Nein, habe an den Motor ohne PLL eine feste Spannung angelegt.
>Dafür habe ich das Messignal was wahrscheinlich von einer Hallsonde kommt>auf einen Komparator gegeben.
So wird das nichts. Zeige uns doch erst mal einen vollständigen
Schaltplan. Und teile uns den genauen Motortyp mit.
Jan R. schrieb:
>Nei, sie rastet nie ein.
Man muß auch bedenken das eine PLL einen bestimten
Fangbereich hat. Wenn die Beiden Frequenzen zu weit
auseinander liegen kann es passieren das du auserhalb
des Fangbereich bist. Wenn das Rechtecksignal des Motors
unsymetrisch ist kann man ein Frequenzteiler /2 nachschalten,
dann hat man ein symetrisches Signal.
