Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Automatische Zeitschaltuhr für 5V Lüfter mit Powerbank


von Patrick H. (sllent)


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Hallo liebe Community!

Ich bräuchte bitte eure Hilfe, um mein geplantes Projekt zu realisieren.


Geplant ist eine automatische Lüfterregelung (ein oder aus) für meinen 
selbst gebauten Humidor (=Feuchtebox für Zigarren). Der Lüfter wird 
benötigt, damit die Luft in der Box ab und zu bewegt wird und somit 
keine Schimmelbildung entstehen kann.




Zu verwendende Hardware:
  - 5V (40x10)mm Gehäuselüfter (max. Leistungsaufnahme: 0,25W)
  - Lithium-Ionen Akku (2200 mAh, 5V Output)

Funktion der Schaltung:
  Alle zwei Stunden den Mini-Lüfter für 5 Minuten einschalten.





Ich hätte die Möglichkeit, diese Schaltung ganz einfach mit meinem 
Arduino-Uno zu realisieren, aber irgendwie wäre das meiner Meinung nach 
ein Overkill, falls das auch anders gehen würde. Perfekt wäre es, wenn 
meine Schaltung dann auch noch weniger Leistung verbrauchen würde, als 
ein Arduino-Board.

Vielen Dank schon einmal im Voraus für die Hilfe und hoffentlich gibt es 
eine gute Lösung für dieses kleine Problemchen :)

Liebe Grüße,
Patrick

: Bearbeitet durch User
von Sascha (Gast)


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Also am einfachsten wäre ja eine Steckdosen-Zeitschaltuhr und ein 12V 
Netzteil.

Kannst auch direkt nen AVR nehmen, die vertragen 2,7-5V was für ne 
einzelne Li-ionen Zelle genau richtig ist.
Standbystrom bis runter auf 1µA wenn ich mich nicht irre.

Dann nen NPN Transistor als Treiber in Emitterschaltung und da den 
Lüfter dranhängen.

Da die zeitlichen Kriterien bestimmt nicht so präzise eingehalten 
müssen, reicht der 1MHz interne Oszillator aus.

Dann die Timer-ISR und Compare-Interrupts zählen. Software sollte für 
einen Arduino Besitzer lachhaft sein.

von Sascha (Gast)


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P.S. Und die Brown-Out Detection kann dir sogar noch sagen wann der 
Li-Ion Akku entladen ist.

Und das alles mit 3 Bauteilen.

von m.n. (Gast)


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Patrick H. schrieb:
> Zu verwendende Hardware:
>   - 5V (40x10)mm Gehäuselüfter (max 0,25 mW)
>   - Lithium-Ionen Akku (2200 mAh, 5V Output)

Probiere es aus: der Lüfter wird sich wenige Sekunden drehen und dann 
stoppen. Du brauchst einen anderen Akku.

von Sascha (Gast)


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Achso, ich hatte mit der Li-Ion ZELLE gerechnet und nicht mit der 
Powerbank.

Lösung: Powerbank aufschneiden und direkt an die Zelle gehen. Kann man 
dann immer noch per USB aufladen wenn man das will.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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m.n. schrieb:
> Patrick H. schrieb:
>> Zu verwendende Hardware:
>>   - 5V (40x10)mm Gehäuselüfter (max 0,25 mW)
>>   - Lithium-Ionen Akku (2200 mAh, 5V Output)
>
> Probiere es aus: der Lüfter wird sich wenige Sekunden drehen und dann
> stoppen. Du brauchst einen anderen Akku.

Vom Tippfehler mit den 0,25 mW (solche Lüfter gibts nicht) mal 
abgesehen, warum soll ein 5V Lüfter nicht an einer 5V Powerbank laufen?

von m.n. (Gast)


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von Patrick H. (sllent)


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Vielen Dank für die vielen Antworten!


Die Verwendung der Powerbank muss nicht fix sein, es ist nur so, dass 
ich zufällig so ein Teil daheim rumliegen habe. Ich dachte mir, das wäre 
die einfachste Möglichkeit einer Spannungsversorgung. Dass dabei aber 
eine gewisse Schwelle der Ausgangsleistung überschritten werden muss, 
damit die Powerbank weiterhin versorgt, blieb dabei von mir leider 
völlig unbeachtet...
Das Öffnen der Powerbank stellt zumindest bei meiner Powerbank keine 
gute Option dar, da das Gehäuse nicht geschraubt, sondern gegossen ist, 
also müsste ich das ganze Ding vorsichtig aufsägen.
Der 5V Gehäuselüfter hätte dazu auch super gepasst, weil er leise, 
leistungsarm und vom Volumenstrom auch genügend für meine 2,1 Liter 
große Box bereitstellen könnte.



[NEUE PLANUNG?]

Als Spannungsversorgung könnten doch 10xAA Ni-MH Akkus (10x2500 mAh) 
dienen.
Die Betriebsspannung für den µController kann glaub ich ja einfach durch 
einen LM7805 Baustein realisiert werden. Funktioniert dann überhaupt 
noch die Brownout-Detection, wenn ich meine 12V auf 5V regele?

Ich hätte noch ein paar 18F4550 µController mit so einem 
"Programmierboard" daheim rumliegen. Es wäre also perfekt, wenn ich 
gleich diesen µC verwenden könnte. Bei 10 so starken Akkus, dürfte der 
Verbrauch hoffentlich wohl kaum eine entscheidende Rolle spielen.

Als Lüfter könnte ich einen 12V PWM-regelbaren Gehäuselüfter verwenden, 
um damit mit geringer Drehzahl Strom und Lautstärke zu sparen.



Schon wieder einmal vielmals Danke für alle eure Antworten, hoffentlich 
finden wir zusammen ein gutes System!


EDIT:

Ist es vielleicht auch einfach möglich, folgende Bauteile für die 
Schaltung zu verwenden:

  - 4xAA Akkus (4,8V)
  - 18F4550 (min 4,2V)
  - http://noctua.at/de/nf-a4x10-5v.html
  - NPN Transistor zum Schalten für den Lüfter


Funktioniert ein 5V Lüfter mit einer Spannung von nur 4,8V? Wie sieht es 
dann mit einer PWM-Ansteuerung aus? Funktioniert das dann auch noch? 
Weil von der Drehzahl würde wohl auch eine geringere reichen...




LG Patrick

: Bearbeitet durch User
von Patrick H. (sllent)


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Kann ein Admin / Moderator diesen Thread bitte in das Forum "µC & 
Elektronik" verschieben?

Danke!

von Stefan (Gast)


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Warum willst du PWM nehmen ?
Für die 5min was der läuft, lohnt sich das nicht.
Besser wäre vielleicht ein µC der auch bei kleinere
Spannung noch läuft. Dann mußt du aber schauen, ab wann
der Lüfter noch anläuft.
Sonst geht das mit Transistor und µC. Ist aber dafür
etwas sehr groß der Controller.

von Patrick H. (sllent)


Angehängte Dateien:

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Nach langer Suche habe ich einen Lüfter gefunden, den ich auch ab 3V 
betreiben kann und der dabei auch noch anläuft.
Wenn ich also 3 Ni-MH 1,2V Akkus kaskadiert schalte, müsste das doch 
passen.

Ja, stimmt schon, der PIC ist etwas groß, ich werde mir wohl einen etwas 
kleineren kaufen. Für so eine Anwendung dürfte ja sogar der Kleinste 
ausreichen: PIC10F200 oder?

Im Datenblatt 
http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/40001239F.pdf auf Seite 
42 habe ich etwas über den Reset on Brown-out gefunden. Hier kann ich je 
nach Beschaltung bestimmen, aber welcher Spannung der µController seinen 
Betrieb einstellen soll. Entspricht das der vorher beschriebenen 
Brown-out Detection?

Ab welcher Spannung sollte der µController abschalten, damit meine Ni-MH 
Akkus nicht zu weit entladen werden? Die Entladekurve sinkt ab 1,1V pro 
Zelle ja drastisch ab, wäre das ein guter Zeitpunkt, um abzuschalten?
Ich habe bereits gelesen, dass eine Tiefentladung für diesen Akkutyp 
schädlich sein sollte und dann aber wieder, dass ca. alle 10 Ladezyklen 
eine Vollentladung stattfinden soll.

: Bearbeitet durch User
von stefan (Gast)


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Ja den Controller kannst du auch
nehmen. Brown out ist für reset
zuständig. Das hilft dir nicht. Du
musst den in den Sleep Modus schicken.

von stefan (Gast)


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Für die Spannung zu überwachen brauchst du noch eine Referenz Spannungs 
Quelle.
Sonst geht das nicht. Tiefer als 0.9V würde ich die Zellen nicht 
entladen.

von stefan (Gast)


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Der Controller muss dann auch einen
Adc Eingang haben.

von Stefan F. (Gast)


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Du könntest mit einem CD4060 einen Timer mit R/C Glied als Taktgeber 
bauen. Auf exaktes Timign scheint es ja nicht anzukommen.

Der Chip enthält einen Binärzähler. An einen Ausgang schließst du den 
Lüfter (natürlich über einen Transistor) an. Dann geht der Lüfter 50% 
der Zeit an und 50% aus.

Wenn du zwei Ausgänge mit einem Und-Gatter (aus Dioden) kombinierst, 
geht der Lüfter 25% an und 75% aus. Bei drei Ausgängen ist das 
Tastverhältnis 12,5 zu 87,5%. Und so weiter.

Die Schaltung wäre simpel: Ein CD4060 direkt aus der Batterie versorgt, 
zwei Widerstände und ein Kondensator (gemäß Datenblatt) als Taktgeber 
und dann ein paar Dioden als Und-Gatter:
1
                       +3..15V
2
                        o
3
Q10 o---|<|---+         |
4
              |    10k |~|
5
Q9  o---|<|---+        |_|
6
              |         |   ||-------(M)-----o +3..15V
7
Q8  o---|<|---+---------+---||
8
              |             ||-------| GND
9
Q7  o---|<|---+           
10
      1N4148               IRLU024N

Tiefentladung der Batterien wird von ganz alleine verhindert, sobald die 
Schwellenspannung der MOSFETS im IC unterschritten wird. Dann hört der 
Oszillator auf zu schwingen und das IC nimmt (fast) keinen Strom mehr 
auf. Das dürfte bei ca 2V der Fall sein.

von Stefan F. (Gast)


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> Funktioniert ein 5V Lüfter mit einer Spannung von nur 4,8V?

Ich weiss nur, dass 12V Lüfter bei 7V zuverlässig anlaufen. Davon würde 
ich ableiten, dass 5V Lüfter ganz gut an vier NiMh Akkus laufen sollten.

von Stefan F. (Gast)


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Nochwas zum CD4060:

Wenn du vier NiMh Akkus nimmst, möchtest du sie möglicherweise nicht auf 
2V entleeren, sondern schon vorher abschalten.

Dazu würde ich einfach zwei Dioden in Reihe zur Spannungsversorgung 
schalten, so das IC und MOSFET mit entsprechend reduzierter Spannung 
betrieben werden, aber der Lüfter bekommt die volle Batteriespannung.

Die automatische Abschaltung dürfte dann bei ca. 3,4V stattfinden, also 
0,85V pro Zelle.

Wenn die Batterien fast entladen sind, wird der IRLU024N nicht mehr 
richtig durchschalten und daher warm werden. Aber das verträgt er 
locker.

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