Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Hilfe bei einer PWM Lüftersteuerung


von Moritz M. (mm_phi)


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Hallo!

Ich bitte um Hilfe, bei folgendem Problem:

Ich habe eine PWM Lüftersteuerung nach diesem Schaltplan gelötet:

                   +------+-------+-I/O Schalter- +12V
    1N4148         |      |       |
   +--|>|--+       |      |       |
   |       |  +--------+  |       |
 100kPoti--(--|OUT     |  |       |
   |       |  |   RESET|--+       |
   +--|<|--+  |  NE555 |          |
          1k  |     DIS|-------Lüfter
           +--|TRIG    |          |
           |  |        |          |
   +-------+--|THRE  VC|--+       |
   |          +--------+  |       |
 0.1u             |     0.1u      |
   |              |       |       |
   +--------------+-------+-------+---- GND

Den Schaltplan habe ich von einem gewissen MaWin, falls er dies liest. 
;)
Das Problem ist jetzt, dass der 4Pin-PWM Lüfter lange Zeit garnicht 
anspringt, wenn ich das Poti hoch drehe und dann auf einmal bei 80% der 
Drehzahl angeht und sich nur zwischen 80-90% regeln lässt.

Meine ersten möglichen Fehlerquellen wären:

1.Ist mein Poti richtig angeschlossen?
Ich habe an die beiden Dioden den GND und Eingang angeschlossen, und den 
Schleifer, an den Out Kontakt des NE555.

2. Ist Mein Poti das richtige?
Da gibt es so viele auf reichelt.de von Linear, bis "schieß mich tot".
Ich habe dieses genommen:
http://www.reichelt.de/Potis-mit-Schalter/PO6M-S-LIN-100K/3/index.html?&ACTION=3&LA=2&ARTICLE=88320&GROUPID=3137&artnr=PO6M%2BS-LIN+100K&SEARCH=Potis+mit+Schalter
Ich wollte eines mit Schalter.

3. Beim IC- das Gleiche Spiel. Diesen habe ich genommen:
http://www.reichelt.de/NE-555-DIP/3/index.html?&ACTION=3&LA=446&ARTICLE=13396&artnr=NE+555+DIP&SEARCH=ne555

Vielen Dank für jeglichen Rat/ Hilfe!

Grüße,

M.Meinecke

von Joe F. (easylife)


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linksbündig liest sich der schaltplan schlecht... guck mal unter dem 
link nach "formatierung"

von Oliver R. (orb)


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Bei PWM-Lüftern würd ich den PWM auch auf den PWM-Eingang geben.
Durch die eigenen Regelung sind die über eine PWM-Versorgung nicht 
glücklich.

von tan(90) (Gast)


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Moritz M. schrieb:
> Ich habe an die beiden Dioden den GND und Eingang angeschlossen, und den
> Schleifer, an den Out Kontakt des NE555.

GND sehe ich nicht am Poti.
Schleifer an Out, die Enden jeweils an eine Diode, und die anderen 
Seiten der Dioden an den 1K zu Trigger und Threshold.

von hinz (Gast)


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"Zu grosse Stromimpulse auf der Speiseleitung"

https://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/test555.htm

von Moritz M. (mm_phi)


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@Oliver R.
> Bei PWM-Lüftern würd ich den PWM auch auf den PWM-Eingang geben.
> Durch die eigenen Regelung sind die über eine PWM-Versorgung nicht
> glücklich.

Der DIS Ausgang geht auf den extra PWM-Anschluss der Lüfter.


hinz schrieb:
> "Zu grosse Stromimpulse auf der Speiseleitung"
>
> https://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/test555.htm

Wenn ich das richtig verstehe, so fehlen auf der Speiseleitung zwei 
Kondensatoren.


                   +------+----+---+----+-I/O- +12V
    1N4148         |      |    |   |    |
   +--|>|--+       |      |    |   |    |
   |       |  +--------+  | 100nf 10my  |
100kPoti---(--|OUT     |  |    |   |    |
   |       |  |   RESET|--+    +-+-+    |
   +--|<|--+  |  NE555 |         |      |
          1k  |     DIS|---------(----Lüfter
           +--|TRIG    |         |      |
           |  |        |         |      |
   +-------+--|THRE  VC|--+      |      |
   |          +--------+  |      |      |
 0.1my            |     0.1my    |      |
   |              |       |      |      |
   +--------------+-------+------+------+---- GND

von Joe F. (easylife)


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Moritz M. schrieb:
> Wenn ich das richtig verstehe, so fehlen auf der Speiseleitung zwei
> Kondensatoren.

Kann keinesfalls schaden.

Aber was ist denn mit deinem Poti.
Wie "tan(90)" ja schon sagte, ist keine der Dioden im Schaltplan mit GND 
verbunden, sondern über 1K mit TRIG und THRES.

Du schreibst aber:
"1.Ist mein Poti richtig angeschlossen?
Ich habe an die beiden Dioden den GND und Eingang angeschlossen, und den
Schleifer, an den Out Kontakt des NE555."

: Bearbeitet durch User
von Moritz M. (mm_phi)


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Joe F. schrieb:
> Moritz M. schrieb:
>> Wenn ich das richtig verstehe, so fehlen auf der Speiseleitung zwei
>> Kondensatoren.
>
> Kann keinesfalls schaden.
>
> Aber was ist denn mit deinem Poti.
> Wie "tan(90)" ja schon sagte, ist keine der Dioden im Schaltplan mit GND
> verbunden, sondern über 1K mit TRIG und THRES.
>
> Du schreibst aber:
> "1.Ist mein Poti richtig angeschlossen?
> Ich habe an die beiden Dioden den GND und Eingang angeschlossen, und den
> Schleifer, an den Out Kontakt des NE555."

Das Poti habe ich vergessen zu erwähnen.

Da in dem Schaltplan Orginal nichts über den genauen Anschluss des Potis 
aufgezeigt wurde, habe ich den Schleifer an OUT angeschlossen und die 
beiden anderen Kontakte wie im Plan an die Dioden.

Kann man das mit ziehmlicher Sicherheit vorraussagen, dass das 
Hinzufügen der Kondensatoren, das Problem löst?
Ich frage deshalb, weil ich die Teile bei Reichelt extra bestellen muss 
und ich nicht 10mal Versandkosten zahlen will.
Falls es noch andere Fehlerquellen geben könnte, bestell ich 
dementsprechende Bauelemente gleich mit.

von Bernd B. (bbrand)


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Der DIS Ausgang des NE555 ist Open Collector.
Ich würde mal vermuten, dass der einen pull-up Widerstand braucht.

Ich kann mir auch nicht recht erklären, was diese beiden Dioden sollen.

Nach meiner Interpretation erzeugt diese Schaltung (wenn man das Poti 
denn richtig angeschlossen hat) aber ohnehin keine PWM, sondern 
lediglich ein Rechtecksignal mit variabler Frequenz, aber konstantem 
Tastverhältnis von ~50%.

Gruß,
Bernd

: Bearbeitet durch User
von Joe F. (easylife)


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Bernd B. schrieb:
> Ich kann mir auch nicht recht erklären, was diese beiden Dioden sollen.

Die sorgen dafür, dass der Kondensator mit unterschiedlichen Strömen 
geladen und entladen wird. Das Verhältnis dieser Ströme bestimmt man mit 
dem Potentiometer. Dadurch entsteht die PWM mit variablem 
Tastverhältnis.
Die Schaltung ist schon korrekt so.
Ich vermute, es fehlt halt der Pullup an DIS.

Anbei der korrekte Aufbau als Grafik. ASCII ist nicht wirklich leicht zu 
lesen...

von hinz (Gast)


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Moritz M. schrieb:
> Kann man das mit ziehmlicher Sicherheit vorraussagen, dass das
> Hinzufügen der Kondensatoren, das Problem löst?

Nein. Aber bestellen brauchst du da nichts, einen kleinen Elko und einen 
kleinen Kerko/Foko kann man doch immer irgendwo ausschlachten. Die 
genauen Werte sind da nicht wichtig.

Was aber definitiv nicht passt ist die PWM-Frequenz, die sollte 25kHz 
+/-3kHz betragen. Mit 100k/100n hat man aber etwa 150Hz...

von Moritz M. (mm_phi)


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Vielen Dank für eure Hilfe!

Ich habe selbst auch nochmal herumgesucht und eine Schaltung mit einem 
NE556 Dualtimer gefunden. Bild dazu im Anhang.
Die Versorgungspanunng beträgt bei dieser Schaltung leider 5V und nicht 
12V.
Mein Netzteil Liefert nur 12V mit 2,5A. Hauptlink Hier:
http://www.overclockers.com/pwm-fan-controller/

@Joe F.
Die  Kondensatoren in deinem Schaltplan sind herkömmliche KerKos, wie 
ich annehme?!
Auf reichelt.de gibt es immer hundert verschiedene Kondensatoren mit der 
gleichen Kapazität und ich habe keinen Peil, wann man einen Kerko und 
wann einen Elko verwendet. =(

Ich renn da leider immer voll ins Blaue, weil das mein erstes 
Elektronikprojekt dieser Art ist und ich mir erst nach und nach die 
Kenntnisse aneigne.
Das Hauptziel ist es einen Notebookcooler zu bauen, welcher mit zwei 
120mm 4Pin PWM Lüftern regelbar läuft.
Paralell zu dieser Schaltung kommt dann noch ein Spannungswandler dcdc 
12V->5V um einem Aktiven USB Hub saft zu geben. Dieser Teil funktioniert 
bereits Problemlos.

Ich frag einfach zusätzlich bei einer pc-modding Seite nach und löte 
dann wohl nohmal eine/zwei neue Platinen, oder probiere das erstmal auf 
meinem Steckboard aus. Zum Glück gabs die Platinen im 10er Pack. =D

von hinz (Gast)


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Joe F. schrieb:
> Ich vermute, es fehlt halt der Pullup an DIS.

Der ist im Lüfter.

von hinz (Gast)


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Moritz M. schrieb:
> Ich habe selbst auch nochmal herumgesucht und eine Schaltung mit einem
> NE556 Dualtimer gefunden.

Ist völlig übertrieben.

von Bernd B. (bbrand)


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Joe F. schrieb:

> ASCII ist nicht wirklich leicht zu lesen...

Da gebe ich Dir recht; mit Deiner Grafik wurde die Funktion gleich klar.

Bernd

von Joe F. (easylife)


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hinz schrieb:
> Was aber definitiv nicht passt ist die PWM-Frequenz, die sollte 25kHz
> +/-3kHz betragen. Mit 100k/100n hat man aber etwa 150Hz..

Ja das stimmt. Die Frequenz liegt sogar eher bei nur 100..110Hz.

Um sie auf ca. 23KHz zu bringen, reicht eine einfache Änderung:
C1 (der an TRIG/THRES) nicht 100nF, sondern 470pF

Moritz M. schrieb:
> Die  Kondensatoren in deinem Schaltplan sind herkömmliche KerKos, wie
> ich annehme?!

Ja.

> Auf reichelt.de gibt es immer hundert verschiedene Kondensatoren mit der
> gleichen Kapazität und ich habe keinen Peil, wann man einen Kerko und
> wann einen Elko verwendet. =(

Kommt auf den Verwendungszweck und den vorhandenen Platz an. Ich nehme 
an, du möchtest bedrahtete Bauteile nehmen.
Alles >= 1uF ist dann meistens ein Elko.

>
> Ich renn da leider immer voll ins Blaue, weil das mein erstes
> Elektronikprojekt dieser Art ist und ich mir erst nach und nach die
> Kenntnisse aneigne.

Dann bestelle dir auch nicht jeden Kondensator einzeln, sondern besorge 
dir mal eine Grundausstattung an Potis, Widerständen und Kondensatoren 
(Sortiment).

Gibt glaube ich hier im Forum auch entsprechende Empfehlungslisten für 
eine Grundausstattung.

Beim Entwickeln muss man immer mal schnell ein Bauteil gegen ein anderes 
austauschen können, um z.B. mal auf die Schnelle die Frequenz des NE555 
ändern zu können.

: Bearbeitet durch User
von Joe F. (easylife)


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hinz schrieb:
> Moritz M. schrieb:
>> Ich habe selbst auch nochmal herumgesucht und eine Schaltung mit einem
>> NE556 Dualtimer gefunden.
>
> Ist völlig übertrieben.

Ja. Die Schaltung ist gut, du brauchst jetzt nicht von vorne anfangen.
Ich nehme an ein Oszilloskop steht dir nicht zur Verfügung.
Damit könntest du die PWM direkt angucken.

Du kommst aber evtl. schon mit einem Multimeter im V / DC Mode klar.
Miss einfach mal die Spannung an THRS. Auch mit den 100 Hz sollte sich 
die am Multimeter angezeigte Spannung (das Multimeter mittelt die PWM) 
schön linear verändern, wenn du am Poti drehst.
Die angezeigte Spannung sollte sich von irgendwas um die 1V bis 
irgendwas um die 11V verändern.
Wenn das so ist, liegt es vermutlich einfach nur an der zu geringen PWM 
Frequenz, mit der dein Lüfter nicht klar kommt.

: Bearbeitet durch User
von Moritz M. (mm_phi)


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Habe jetzt mit dem Multimeter zwischen GND und THRS 5,3V - 5,8V 
gemessen.
Zur Probe habe ich die Eingangsspannung überprüft. Diese liegt bei 
11,8V.
Die Änderungen im Schaltplan von Joe F. sind halbwegs durchnehmenbar.
Ich habe die 10K Ohm Widerstände schon da, nur sieht es mit dem 
Kondensator schlecht aus.
Den Einzigen KerKo, welcher ähnliche kapazität hat ist der 101er mit 
100pF.

Soll ich es damit mal Probieren?

von Joe F. (easylife)


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Moritz M. schrieb:
> Habe jetzt mit dem Multimeter zwischen GND und THRS 5,3V - 5,8V
> gemessen.

Also 5.3V, wenn das Poti an einem Ende steht, und 5.8V, wenn das Poti am 
anderen Ende steht?

Wenn das so ist, kontrolliere bitte mal dein Potentiometer. Das wäre 
dann eher ein 1K Potentiometer, als ein 100K (auslöten, und mit dem 
Multimeter den Widerstand zwischen beiden äusseren Pins messen).

Moritz M. schrieb:
> Den Einzigen KerKo, welcher ähnliche kapazität hat ist der 101er mit
> 100pF.

100pF ist zu wenig.
Du könntest zur Not aber 4-5 Stück davon parallel schalten, dann kommst 
du in den richtigen Bereich.

Vielleicht hast du ja auch 2 Stck. 1nF Kondensatoren da, die könntest du 
in Serie schalten, und hast damit 500pF, das geht auch.

von Renee (Gast)


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Warum benutzt du keinen Raspberry PI 3 dafür?
Kannst dann schön über die GPIOS regeln.
Externen Transistor und los gehts.
Leichter geht es kaum.

von Der Andere (Gast)


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Renee schrieb:
> Warum benutzt du keinen Raspberry PI 3 dafür?

Er könnte natürlich auch suchen ob er sich bei ebay günstig eine Cray 2 
schiessen kann.

von Moritz M. (mm_phi)


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Joe F. schrieb:
> Moritz M. schrieb:
>> Habe jetzt mit dem Multimeter zwischen GND und THRS 5,3V - 5,8V
>> gemessen.
>
> Also 5.3V, wenn das Poti an einem Ende steht, und 5.8V, wenn das Poti am
> anderen Ende steht?
>
> Wenn das so ist, kontrolliere bitte mal dein Potentiometer. Das wäre
> dann eher ein 1K Potentiometer, als ein 100K (auslöten, und mit dem
> Multimeter den Widerstand zwischen beiden äusseren Pins messen).

Ich habe das Poti überprüft je nach Stellung zeigt das Multimeter 
91-93kOhm.
Kann es vielleicht an den Widerständen R3 und R4 liegen?

Habe die Widerstände jetzt getauscht und messe, zwischen GND und THRS 
5,8V - 6,5V.

Joe F. schrieb:
> Moritz M. schrieb:
>> Den Einzigen KerKo, welcher ähnliche kapazität hat ist der 101er mit
>> 100pF.
>
> 100pF ist zu wenig.
> Du könntest zur Not aber 4-5 Stück davon parallel schalten, dann kommst
> du in den richtigen Bereich.
>
> Vielleicht hast du ja auch 2 Stck. 1nF Kondensatoren da, die könntest du
> in Serie schalten, und hast damit 500pF, das geht auch.

Also mit 4/5 100pF Kerkos parallel funktioniert es wunderbar.
Nur glaube ich, dass sich die Lüfter nicht auf 100% ihrer Leistung 
hochregeln lassen.
Kann man das herrausbekommen, mit wieviel prozent der rpm sie sich 
drehen, nur mit einem Multimeter?

von hinz (Gast)


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Moritz M. schrieb:
> messe, zwischen GND und THRS
> 5,8V - 6,5V.

Das ist eine sinnlose Messung. Miss zwischen OUT und GND.

von Joe F. (easylife)


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Moritz M. schrieb:
> Ich habe das Poti überprüft je nach Stellung zeigt das Multimeter
> 91-93kOhm.

Das ist okay.

> Also mit 4/5 100pF Kerkos parallel funktioniert es wunderbar.

Aha.
Dann liegt es wohl eher daran, dass dein Multimeter die PWM doch nicht 
so gut mittelt wie ich dachte.

> Nur glaube ich, dass sich die Lüfter nicht auf 100% ihrer Leistung
> hochregeln lassen.

Ja. Eher so auf 90%.

> Kann man das herrausbekommen, mit wieviel prozent der rpm sie sich
> drehen, nur mit einem Multimeter?

Ja. Baue dir einen Tiefpass, den du (temporär) an den Mittelabgriff des 
Potis anschliesst. Der mittelt dir die PWM dann zu einer für dein 
Multimeter schmackhaften Spannung.

Am Punkt "LP-OUT" misst du dann wieder mit deinem Multimeter (V / DC).
Jetzt sollte endlich eine Spannung zwischen 1V und 11V zu messen sein, 
je nach Potistellung.
12V wären 100%, die kann man aber mit dem NE555 nicht erzeugen. Man 
könnte noch versuchen sich an etwas höhere Werte ranzutasten, indem man 
R4 verkleinert.
Kleiner als 2.2K würde ich ihn aber keinesfalls machen. Das wären dann 
ca. 98% PWM.

: Bearbeitet durch User
von hinz (Gast)


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Joe F. schrieb:
> Kleiner als 2.2K würde ich ihn aber keinesfalls machen.

Ach wo, der Ausgang kann deutlich mehr Strom ab.

von Moritz M. (mm_phi)


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Erstmal Vielen Dank für eure Zeit und euer Wissen, bei diesem Projekt!

Joe F. schrieb:
> Ja. Baue dir einen Tiefpass, den du (temporär) an den Mittelabgriff des
> Potis anschliesst. Der mittelt dir die PWM dann zu einer für dein
> Multimeter schmackhaften Spannung.
>
> Am Punkt "LP-OUT" misst du dann wieder mit deinem Multimeter (V / DC).
> Jetzt sollte endlich eine Spannung zwischen 1V und 11V zu messen sein,
> je nach Potistellung.
> 12V wären 100%, die kann man aber mit dem NE555 nicht erzeugen. Man
> könnte noch versuchen sich an etwas höhere Werte ranzutasten, indem man
> R4 verkleinert.
> Kleiner als 2.2K würde ich ihn aber keinesfalls machen. Das wären dann
> ca. 98% PWM.

Ich habe R4 jetzt mit 1kOhm ersetzt und damit messe ich bis zu 11,13V 
was 92,75% entsprechen.

Vielleicht setzt ich mich irrgendwan mal an die Schaltung aus dem 
anderen Forum mit dem Doppeltimer. Laut denen bekommt man damit 0-100% 
Steuerbereich hin, wobei bei meinen Lüftern von Noctua eine drosselung 
auf 1% eh nicht möglich ist, da sie dann abwürgen. Sie brauchen 
mindestens ca. 3,1V am LP-OUT zum laufen.

Jetzt muss ich nurnoch das Gehäuse fertig bauen, und dann kann das Teil 
auch schon in Verwendung gehen!

von Joe F. (easylife)


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Moritz M. schrieb:
> Vielleicht setzt ich mich irrgendwan mal an die Schaltung aus dem
> anderen Forum mit dem Doppeltimer. Laut denen bekommt man damit 0-100%
> Steuerbereich hin

Das ist nicht richtig.
Der PWM Teil ist fast identisch mit deiner jetzigen Schaltung.
Der 2. NE555 wird eigentlich nur als push-pull-Stufe für den Ausgang 
"missbraucht".

Den Tiefpass an OUT (zum Messen mit dem Multimeter) solltest du im 
Normalbetrieb übrigens wieder abklemmen.

Der belastet OUT unnötig. Könnte sein, dass die Lüfter ohne die 
Belastung durch den TP einen Ticken schneller laufen.

Moritz M. schrieb:
> Ich habe R4 jetzt mit 1kOhm ersetzt und damit messe ich bis zu 11,13V
> was 92,75% entsprechen.

Dur schriebst weiter oben, dass deine Spannung Eingangsspannung nicht 
12V sondern 11.8V ist.
Darauf musst du auch den Messwert beziehen, also 11.13V/11.8V = 94.3%.

Du könntest dir auch einfach noch einen Kippschalter zwischen DIS und R3 
einbauen.
Wenn der geöffnet ist, läuft der Lüfter mit 100% (egal was am Poti 
eingestellt ist).

: Bearbeitet durch User
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