Moin, ja ich weiß, Lüftersteuerungen haben 'nen Bart wie Methusalem. Trotzdem hier mal drei Varianten, die bei mir alle im Betrieb waren (die zweite allerdings nur auf dem Streckbrett). Wen das nicht interessiert möge diesen Beitrag bitte ignorieren. Benötigt habe ich eine Lüftersteuerung für einen kompakten Audio-Verstärker, dessen passive Kühlung aus Platzgründen begrenzt ist. Der soll natürlich nur dann aktiv gekühlt werden, wenn es absolut notwendig ist. Da in solch einem Fall die Lautsprecher die Geräuschkulisse dominieren sollten, ist das Lüftergeräusch dann nicht wahrnehmbar. Eigentlich gibt es für soetwas Schaltungen wie Sand am Meer, aber folgende Bedingungen waren hier wichtig, die die Auswahl stark zusammenschrumpfen lassen: Der Lüfter muss absolut unhörbar sein, wenn der Verstärker auf niedriger Leistung läuft; wenn es wärmer wird, sollte die Drehzahl gleichmäßig erhöht werden (also nicht einfach per Schmitt-Trigger entweder an oder aus); und die Kennlinie (d.h. Ausgangsspannung als Funktion der Temperatur) muss präzise justierbar sein. In allen drei hier betrachteten Fällen wird die Temperatur per NTC direkt an den Audi-ICs gemessen (2 x TDA7294) und als Lüfter wird ein einfacher dc-Lüfter verwendet (größere Auswahl als bei PC-Lüftern mit PWM Eingang). Version eins (FanControl_Analog_schematics.pdf) ist eine einfache lineare Schaltung, bei der die Lüfterspannung proportional zur Differenz zwischen dem Spannungabfall am NTC und einer einstellbaren Schwellenspannung ansteigt. Dies wird über einen Doppel-OPV realisiert, und als Leistungstreiber wird ein Spannungsregler (LM317) verwendet. Das funktioniert im Prinzip ganz gut, aber die Poti-Einstellung ist nervig und unintuitiv, und die Kennlinie kann nicht flexibel angepasst werden. Außerdem ist die Dropout-Spannung des LM317 recht hoch, so dass die Spannungsversorgung deutlich höher sein muss als die maximale Lüfterspannung. Mit einem Mikrocontroller ist man deutlich flexibler und kann im Prinzip jede Kennlinie einprogrammieren. Hier im Forum gibt es dazu ja einige Ansätze, aber leider arbeiten die allermeisten mit einem PWM-Signal direkt am Lüfter. Dies ist für Audio-Anwendungen tödlich, da man die Geräuschentwicklung auch bei niedrigen Drehzahlen nicht wirklich in den Griff bekommt. Eigene Versuche mit Frequenzen zwischen 5Hz und 20kHz brachten keine zufriedenstellende Lösung. Bei der zweiten Version (FanControl_AVR_schematics.pdf) wird daher das PWM-Ausgangssignal eines Attiny25 geglättet und das resultierende dc-Ausgangssignal über einen billigen Leistungs-OPV (L272) verstärkt. Der kommt fast bis an die Rails dran, so dass die Versorgung mit der maximalen Lüfterspannung (z.B. 12V) erfolgen kann. Leider wird ziemlich viel Leistung verbraten, daher sollte man dem L272 einen Kühlkörper gönnen. Für größere Lüfter wird das dann u.U. zum ernsthaften Problem. Version drei (FanControl_AVR_Regul_schematics.pdf) umgeht diesen Nachteil, indem eine Art Schaltregler verwendet wird, der eine geringe Verlustleistung hat. Problem hierbei war, dass die Ausgangsspannung nicht wirklich linear zum Tastverhältnis des PWM-Signals ist (der Lüfter ist eben kein ohmscher Widerstand). Also wird die Ausgangsspannung gemessen und per Software-Regelschleife auf den durch die Kennlinie vorgegebenen Wert geregelt. Dies ist zwar recht langsam (bei einem normalen Schaltnetzteil würde man das sicher nicht so machen), aber besonders fix reagiert der Lüfter ja ohnehin nicht. Diese Version ist nun ein paar Wochen im Einsatz und mein persönlicher Favorit. Die Komponenten sind ziemlich unkritisch, ich habe z.B. für die Transistoren und den MOSFET einfach das Billigste genommen, was ich vorrätig hatte. Natürlich liegt es nah, die Schaltung um zusätzliche Funktionalität zu erweitern: Kennlinieneinstellung und Regelparameter per Taster (die Pins werden allerdings beim Tiny dann knapp), Warnleuchte bei Übertemperatur, etc. Die angehängten Dateien enthalten dann noch die Quellcodes (asm) und das Layout (KiCad) der dritten Version. Ich möchte betonen, dass viele der eingeflossenen Ideen nicht auf meinem Mist gewachsen sind, sondern bereits hier im Forum diskutiert wurden. Leider gibt es nur ganz wenige konkrete Projekte, und da ich mir zu Beginn dieser Basteleien soetwas gewünscht hätte, hoffe ich, dass dieses Projekt vielleicht für irgendjemanden nützlich sein könnte. Schöne Grüße, Ingo.
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