Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Bitte Lüftersteuerungsschaltung überprüfen / korrigieren


von Frank B. (mrwofu)


Lesenswert?

Servus,

ich möchte mir folgende simple Schaltung zusammenlöten, um ein Array aus 
3 120mm Lüftern mit dem GPIO ports eines Mikrocontrollers anzusprechen:
http://www.falstad.com/circuit/circuitjs.html?cct=$+1+0.000005+10.20027730826997+50+5+43%0Ax+351+211+463+214+4+14+Fan%5Cspower%5Cssupply%0Aw+320+240+320+288+0%0AR+128+448+96+448+0+0+40+3.3+0+0+0.5%0As+128+448+208+448+0+0+false%0Ax+17+482+178+485+4+14+Microcontroller%5CsGPIO%5CsPort%0Ar+208+448+256+448+0+200%0Ar+272+288+272+336+0+30%0Ar+320+288+320+336+0+30%0Ar+368+288+368+336+0+30%0Ax+432+345+587+348+4+14+Fan%5CsArray%5Cs(3x%5Cs12V,%5Cs0.4A)%0Aw+272+288+320+288+0%0Aw+320+288+368+288+0%0Ad+416+336+416+288+1+0.805904783%0Aw+416+288+368+288+0%0Al+272+336+272+384+0+1+0%0Al+320+336+320+384+0+1+0%0Al+368+336+368+384+0+1+0%0Aw+416+336+416+384+0%0Aw+416+384+368+384+0%0Aw+368+384+320+384+0%0Aw+320+384+272+384+0%0Aw+320+384+320+432+0%0AR+320+240+320+208+0+0+40+12+0+0+0.5%0Ag+320+496+320+576+0%0At+288+448+320+448+0+1+0+0+100%0Ar+256+448+256+496+0+10000%0Aw+320+496+320+464+0%0Ag+256+496+256+576+0%0Aw+256+448+288+448+0%0A

Dazu würd ich mir also die folgenden Bauteile bestellen:
https://www.reichelt.de/BD-Transistoren/BD-433/3/index.html?ACTION=3&LA=2&ARTICLE=5188&GROUPID=2882&artnr=BD+433&SEARCH=%252A
https://www.reichelt.de/1-4W-5-100-Ohm-910-Ohm/1-4W-200/3/index.html?ACTION=3&LA=2&ARTICLE=40773&GROUPID=3064&artnr=1%2F4W+200&SEARCH=%252A
https://www.reichelt.de/1-4W-5-10-k-Ohm-91-k-Ohm/1-4W-10K/3/index.html?ACTION=3&LA=2&ARTICLE=1338&GROUPID=3066&artnr=1%2F4W+10K&SEARCH=%252A
https://www.reichelt.de/MR-MURS-P600-RGP-Dioden/MBR-350RL/3/index.html?ACTION=3&LA=2&ARTICLE=45146&GROUPID=2990&artnr=MBR+350RL&SEARCH=%252A

Kann mir jemand bitte Feedback dazu geben? Es ist praktisch garantiert 
dass ich irgendwas falsch gemacht hab :-|
Ich bin beruflich Softwarearchitekt, möchte aber anfangen ein paar 
Sachen in meiner Wohnung zu automatisieren.
Vielen lieben Dank im Vorraus!

MfG, Frank

PS: Ich wär erstmal super-zufrieden wenn die Schaltung ohne Probleme 
laufen würde, aber nice-to-have wäre noch die Lüftergeschwindigkeit 
auszulesen über einen 2. GPIO port (ich nehm an, dass ich da keinen 
Widerstand dazwischen packen muss, richtig?), und PWM Ansteuerung 
(einfach alle Lüfter die gleiche Geschwindigkeit; sollte ich da auch 
einen Transistor dazwischen schalten, oder kann ich die PWM pins direkt 
mit einem 3. GPIO verbinden? Oder sollte ich gleich einen extra Timer 
mit verbauen?)

von HildeK (Gast)


Lesenswert?

Frank B. schrieb:
> PS: Ich wär erstmal super-zufrieden wenn die Schaltung ohne Probleme
> laufen würde, aber nice-to-have wäre noch die Lüftergeschwindigkeit
> auszulesen über einen 2. GPIO port (ich nehm an, dass ich da keinen
> Widerstand dazwischen packen muss, richtig?), und PWM Ansteuerung
> (einfach alle Lüfter die gleiche Geschwindigkeit; sollte ich da auch
> einen Transistor dazwischen schalten, oder kann ich die PWM pins direkt
> mit einem 3. GPIO verbinden? Oder sollte ich gleich einen extra Timer
> mit verbauen?)

Zunächst wissen wir gar nichts über die vorgesehenen Lüfter.
Damit ist unbekannt:
- kann der Lüfter mit PWM arbeiten?
- wird das Tachosignal mit Open Collector generiert? Abgesehen davon: 
mit dem 2. GPIO kannst du nur die Drehzahl eines Lüftes messen
- wie viel Strom benötigt er? Davon hängtmdie Wahl des Transistors z.B. 
ab.
- Extra Timer?? 3. GPIO??
- welche Pegel bringt dein GPIO (Versorgungsspannung des μC)?

Die Diode kann durch die deutlich billigere 1N4001 .. 1N4007 ersetzt 
werden
Anstatt eins BD-Transistors würde ich einen Logic-Level MosFet nehmen - 
dann entfällt auch der Basiswiderstand.

von Frank B. (mrwofu)


Lesenswert?

Danke für die fixe Antwort (und sry für die ungenaue Spezi)
Bei den Lüftern handelt es sich um: 
https://www.bitfenix.com/global/en/products/accessories/spectre-pro#specs 
(200mm, 12V, 0.28A ±10%, das ganze aber 3 mal)
Hab mich auch gleich schonmal verguckt; ich dachte die Lüfter hätten 
einen 4. Pin zur Geschwindigkeitssteuerung, dem is leider nich so. PWM 
können se leider nicht, bitte mein Geschwafel ignorieren :-/
An den GPIO ports liegen 3.3V an; die Stromstärke ist nicht explizit 
genannt (warum auch immer), wird aber bei max. 50mA vermutet (Raspberry 
Pi 3).

von hinz (Gast)


Lesenswert?

Frank B. schrieb:
> Es ist praktisch garantiert
> dass ich irgendwas falsch gemacht hab :-|

Murksschaltung rausgesucht.


> Ich bin beruflich Softwarearchitekt,

Weshalb keine Lüfter mit 4-pin Anschluss, also mit PWM und Tacho? Die 
sind im PC-Bereich völlig üblich und daher auch preiswert zu bekommen.

von Frank B. (mrwofu)


Lesenswert?

hinz schrieb:
> Weshalb keine Lüfter mit 4-pin Anschluss, also mit PWM und Tacho? Die
> sind im PC-Bereich völlig üblich und daher auch preiswert zu bekommen.

Die Schaltung ist nicht für den PC gedacht. Der Plan ist, die gesamte 
Schaltung 3 mal zu kopieren, damit ich 3 Gruppen von je 3 Lüftern hab, 
die individuell über nen Microcontroller angesteuert werden können.

von hinz (Gast)


Lesenswert?

Frank B. schrieb:
> hinz schrieb:
>> Weshalb keine Lüfter mit 4-pin Anschluss, also mit PWM und Tacho? Die
>> sind im PC-Bereich völlig üblich und daher auch preiswert zu bekommen.
>
> Die Schaltung ist nicht für den PC gedacht. Der Plan ist, die gesamte
> Schaltung 3 mal zu kopieren, damit ich 3 Gruppen von je 3 Lüftern hab,
> die individuell über nen Microcontroller angesteuert werden können.

Man kann Lüfter, die für den PC-Bereich verkauft werden auch 
andersweitig einsetzen.

von Frank B. (mrwofu)


Lesenswert?

hinz schrieb:
> Man kann Lüfter, die für den PC-Bereich verkauft werden auch
> andersweitig einsetzen.

Die Lüfter lagen auf dem Dachboden unbenutzt rum, da würd ich se gern 
direkt benutzen. Wie gesagt ist die Geschwindigkeitssteuerung auch nur 
nice-to-have, bitte vergiss dass ich PWM erwähnt hab.

PS: Hab mich bei den Raspberry GPIO ports verguckt. 50mA gilt für alle 
ports zusammengefasst. Ein einzelner Port liefert nur 2-16mA stabil, mit 
Optimum 3-8mA 
(https://www.elektronik-kompendium.de/sites/raspberry-pi/2006031.htm)

von hinz (Gast)


Lesenswert?

Du willst die Lüfter also nur ein- und ausschalten können?


Dann nimm einen LLL-MOSFET. Wenn du die Stromaufnahme der Lüfter nennst, 
dann gibts sogar eine Typempfehlung.

von Frank B. (mrwofu)


Lesenswert?

hinz schrieb:
> Wenn du die Stromaufnahme der Lüfter nennst,
> dann gibts sogar eine Typempfehlung.

Merci :-3
Für eine Dreiergruppe 12V 0,924A

von HildeK (Gast)


Lesenswert?

Frank B. schrieb:
> An den GPIO ports liegen 3.3V an; die Stromstärke ist nicht explizit
> genannt (warum auch immer), wird aber bei max. 50mA vermutet (Raspberry
> Pi 3).

Mit 50mA darfst du nicht rechnen - das kann kein Port!
Der BD433 ist zwar gut für die drei Lüfter, hat aber wenig 
Stomverstärkung, so dass du schon mehr als 50mA an der Basis anliefern 
musst -> also doch LL-MOSFET. Irgendwo im Form gibt es eine Liste von 
FETs, da müsstest du einen passenden finden.

von Teo D. (teoderix)


Lesenswert?

Hatten wir erst.
Beitrag "4 PC Lüfter ansteuern"

Da sollten einige Info bei sein, warum ein 4Pin-PWM Lüfter, einige 
Probleme Umschifft. Vor allem was das Tachosignal angeht.

von hinz (Gast)


Lesenswert?

Frank B. schrieb:
> Für eine Dreiergruppe 12V 0,924A

IRF3708 mag übertrieben erscheinen, aber nimm den ruhig.


Wie man den an den Himbär anschließt ist klar?

von Frank B. (mrwofu)


Lesenswert?


: Bearbeitet durch User
von hinz (Gast)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Frank B. schrieb:
> Spannung halbieren

Bloß nicht!

von Frank B. (mrwofu)


Lesenswert?

Vielen Dank für deine Hilfe. Hab mich nochmal in den Aufbau eines 
Mosfets eingelesen und heute bestellt :-3

von Mike B. (mike_b97) Benutzerseite


Lesenswert?

hinz schrieb:
> Frank B. schrieb:
>> Es ist praktisch garantiert
>> dass ich irgendwas falsch gemacht hab :-|
>
> Murksschaltung rausgesucht.

muahaha
Immer dasselbe.
Egal welche Schaltung aus dem inet hier zur Überprüfung reinstellt, 
immer wird sie als Murks/Schrott abgewertet.

Kann man echt Wetten drauf abschliessen.

von Frank B. (mrwofu)


Lesenswert?

Kurze Nachfrage: Könnte ich den Mosfet durch nen P Channel DMos ersetzen 
und ihn zwischen + und Last schalten? Also damit die Lüfter 
standardmäßig laufen, außer wenn Spannung am Gate anliegt?

von HildeK (Gast)


Lesenswert?

Frank B. schrieb:
> Kurze Nachfrage: Könnte ich den Mosfet durch nen P Channel DMos ersetzen
> und ihn zwischen + und Last schalten?
Prinzipiell ja, aber siehe unten.

> Also damit die Lüfter
> standardmäßig laufen, außer wenn Spannung am Gate anliegt?

Der pMOSFET braucht als UGS eine negative Spannung bezogen auf seine 
Source damit er einschaltet und (am besten) Null Volt für UGS fürs 
Ausschalten. Bezogen auf den GND analog zu deinem letzten Bild heißt 
das: AUS mit 12V am Gate und EIN mit z.B. < 7V...2V (je nach Typ), am 
Besten dann gleich mit 0V.

Bei der Ansteuerung durch einen µC wird das nicht direkt gehen, denn du 
bekommst dessen Ausgang nicht auf 12V, sondern nur auf 3.3V bzw. 5V - 
der Versorgung des µC.
Man benötigt dann noch einen Pegelumsetzer dazwischen. Siehe hier: 
https://www.mikrocontroller.net/articles/Transistor#Wie_kann_ich_mit_5V_vom_Mikrocontroller_12V_und_mehr_schalten.3F
und die darin verlinkten Threads.

von Ch.G. (Gast)


Lesenswert?

...mal ne "dumme" Frage, selbst wenn die Lüfter nur zwei Pins für die 
Versorgungsspannung (GND & +12V) hätten, warum sollte man die dann nicht 
auch per PWM über den µc steuern können? Ist doch das selbe Prinzip wie 
n DC Motor oder übersehe ich da jetzt was grundlegendes?

von Ordner (Gast)


Lesenswert?

Nein, aber die Dinger brauchen eine Anlaufspannung und einen 
Mindeststrom. Viel Regelvolumen ist da nicht.

von hinz (Gast)


Lesenswert?

Mike B. schrieb:
> hinz schrieb:
>> Frank B. schrieb:
>>> Es ist praktisch garantiert
>>> dass ich irgendwas falsch gemacht hab :-|
>>
>> Murksschaltung rausgesucht.
>
> muahaha
> Immer dasselbe.
> Egal welche Schaltung aus dem inet hier zur Überprüfung reinstellt,
> immer wird sie als Murks/Schrott abgewertet.
>
> Kann man echt Wetten drauf abschliessen.

Man kann vor allem auf solche dummen Trollbeiträge wetten.

von oldeurope O. (Gast)


Lesenswert?

Ch.G. schrieb:
> warum sollte man die dann nicht
> auch per PWM über den µc steuern können? Ist doch das selbe Prinzip wie
> n DC Motor oder übersehe ich da jetzt was grundlegendes?

Beitrag "Re: Arduino Pro Mini Lüftersteuerung (Eingangsspannung)"

unf folgende Beiträge.

LG
old.

von Frank B. (mrwofu)


Lesenswert?

Mike B. schrieb:
> Egal welche Schaltung aus dem inet hier zur Überprüfung reinstellt,
> immer wird sie als Murks/Schrott abgewertet.

To be fair, Ich hab auch wirklich Murks zusammengebastelt. Ich hab halt 
keinen Plan von ETechnik, wollte aber nicht einfach ankommen mit "Ich 
will X, baut mir ne Schaltung!", sondern versuchen zu verstehen was man 
machen muss und dementsprechend ne eigene Schaltung vorzeigen, damit mir 
jemand sagt was ich grundsätzlich falsch gemacht habe und warum man es 
anders machen sollte.
PS: Wo wir grad dabei sind: Vielen lieben Dank HildeK, super Erklärung 
:-)

Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.