Forum: Platinen Spannungsabhängige Selektion für Regelung


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von Stefan H. (alve89)


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Hallo zusammen,

ich plane mir gerade eine neue Platine herzustellen, die mir mehrere 
12V-Geräte (Lüfter, Pumpen) steuert. Da das ganze im Auto eingebaut 
wird, liegen da im Zündung-aus-Modus 12,3 V an und im Zündung-an-Modus 
14,5 V.
Ich habe mehrere Arctic (F12, P12) Lüfter, die ich betreiben möchte, als 
Spannungsangabe kenne ich dazu nur 12 V. Außerdem noch eine 
No-Name-Pumpe, auch mit 12 V.

Nun dachte ich daran, dass ich vor meinen 7805 (für die Stromversorgung 
meines ESP8266) einen 7812 hänge, der auch die Geräte zuverlässig mit 12 
V versorgt. Ich sehe hier jedoch das Problem, dass der 7812 im 
Zündung-aus-Modus zu wenig Spannung bekommt (Dropout ~2 V) und damit 
irgendein seltsames Verhalten produzieren würde.

Wie kann ich denn, abhängig von der verfügbaren Eingangsspannung (12 V 
oder 14 V) elektronisch definieren, ob der 7812 genutzt werden soll oder 
nicht (bitte nach Möglichkeit für Hobbybastler formulieren...)? Oder 
macht dieser Gedanke überhaupt keinen Sinn, weil die Lüfter das ohne 
Weiteres (auf Dauer) verkraften?

Danke euch im Voraus und einen schönen Restsonntag!

von MaWin (Gast)


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Sowohl Pumpen als auch Lüfter vertragen die 14.4V, aber eine Diode in 
Leitrichtung und ein Kondensator über 47uF zur Abblockung von Störungen 
aus dem Bordnetz sollten davor

Wenn der Motor nicht läuft, kann zwar die Bordspannung bis 12V absinken, 
aber die sich ergebenden 11.3V reichen immer noch, nur beim zähen 
Anlassen bricht die Spannung vielleicht mal auf 7V zusammen. Dann laufen 
Lüfter und Pumpe immer noch, aber mit verminderter Leistung.

Ein 7812 würde mindestens 13.5V am Eingang benötigen, frisst also 1.5V, 
und schützt nicht vor Verpolung und Spannungsspitzen des Bordnetzes.

von Stefan H. (alve89)


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Hallo MaWin,

das ging ja flott, danke für die Rückmeldung. Kondensatoren sind 
dazwischen (zwischen Stromstecker und [7812 und zwischen 7812 und] 
7805).
Für mich zum Verständnis: Ich habe dann quasi zwei Abzweigungen: Einmal 
über den 7805 zum uC und einmal ohne Regler, dafür aber über eine Diode, 
zu den Steuertransistoren für die Lüfter, richtig? Wenn ich die alle 
aufsummiere, reicht nach meinem Verständnis die 1N4001 nicht mehr, da 
ich auf ca. 1,5 bis 2 A komme - welche kannst du hier empfehlen?

von Jörg R. (solar77)


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Stefan H. schrieb:
> reicht nach meinem Verständnis die 1N4001 nicht mehr, da
> ich auf ca. 1,5 bis 2 A komme - welche kannst du hier empfehlen?

Nimm doch je Lüfter eine eigene Diode, so teuer sind die nun auch nicht.

von Stefan H. (alve89)


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Klingt plausibel. Letzte Frage: Dienen die Dioden hier der 
Spannungserhöhung?

von Jörg R. (solar77)


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Stefan H. schrieb:
> Klingt plausibel. Letzte Frage: Dienen die Dioden hier der
> Spannungserhöhung?

Nein, eine Diode reduziert die Spannung um ca. 0,7V. Es ist allerdings 
fraglich ob überhaupt eine Reduzierung notwendig ist, da schließe ich 
mich dem Kommentar von MaWin an:

MaWin schrieb:
> Sowohl Pumpen als auch Lüfter vertragen die 14.4V.

Um ganz sicher zu gehen hilft ein Blick ins DB, wenn eines vorhanden 
ist.

von Georg (Gast)


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Stefan H. schrieb:
> liegen da im Zündung-aus-Modus 12,3 V an und im Zündung-an-Modus
> 14,5 V.

Das hast du vermutlich richtig gemessen, aber gerade im Auto sind das 
mehr oder weniger zufällige Werte, die hängen von vielm ab, z.B. vom 
Zustand der Batterie, der Temperatur usw. usw.

Beim Anlassen werden es unter 10V sein, beim laufenden Motor bis 17 V 
und bei den im Auto oft vorkommenden Spannungsspitzen rechnet man in 
Automotiv-Schaltungen üblicherweise mit 100 V. Es ist daher leicht 
möglich dass deine Schaltung ein paar Wochen funktioniert und danach 
nicht mehr. Aber lass dich von einem professionellen Bedenkenträger 
nicht abhalten, es ist ja dein Auto und deine Elektronik.

Georg

von Stefan H. (alve89)


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Jörg R. schrieb:
> Um ganz sicher zu gehen hilft ein Blick ins DB, wenn eines vorhanden
> ist.

Dazu habe ich bisher leider nichts gefunden...

Georg schrieb:
> Es ist daher leicht
> möglich dass deine Schaltung ein paar Wochen funktioniert und danach
> nicht mehr. Aber lass dich von einem professionellen Bedenkenträger
> nicht abhalten, es ist ja dein Auto und deine Elektronik.

Ganz im Gegenteil, für solche Hinweise bin ich ja dankbar - hast du denn 
eine gute Idee, wie ich so einen "worst case" relativ simpel abfangen 
kann? Spontan denke ich da an einen Varistor?

von Irgend W. (Firma: egal) (irgendwer)


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Stefan H. schrieb:
> Ganz im Gegenteil, für solche Hinweise bin ich ja dankbar - hast du denn
> eine gute Idee, wie ich so einen "worst case" relativ simpel abfangen
> kann? Spontan denke ich da an einen Varistor?

Schau mal hier rein:

http://dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.23

https://mk4-wiki.denkdose.de/artikel/kfz-bordnetz/start

https://www.mikrocontroller.net/articles/Kfz_Spannungsspitzenkiller_/_Transientenschutz

von Jörg R. (solar77)


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Stefan H. schrieb:
> Jörg R. schrieb:
>> Um ganz sicher zu gehen hilft ein Blick ins DB, wenn eines vorhanden
>> ist.
>
> Dazu habe ich bisher leider nichts gefunden...

Hast Du eine genaue Bezeichnung der Arctic (F12, P12) Lüfter?
Ggf. kannst Du auch ein Foto von den Lüftern posten.

von Stefan H. (alve89)


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An dieser Stelle erstmal danke für eure Unterstützung, ich habe beim 
Lesen wieder viel Neues gelernt - dass es so komplex ist, hätte ich 
nicht erwartet (warum bauen die Autohersteller nicht einfach eine 
entsprechende Schutzschaltung vor den Bordnetzstecker?!)...


Jörg R. schrieb:
> Hast Du eine genaue Bezeichnung der Arctic (F12, P12) Lüfter?
> Ggf. kannst Du auch ein Foto von den Lüftern posten.

Arctic P12 PWM PST bzw. Arctic F12 PWM PST - Datenblatt 
(https://gzhls.at/blob/ldb/e/d/b/b/8b4d295959adf7571c009d6a5b8f1f389c09.pdf) 
sagt nur "12 V".

Irgend W. schrieb:
> Schau mal hier rein:
>
> http://dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.23
>
> https://mk4-wiki.denkdose.de/artikel/kfz-bordnetz/start
>
> 
https://www.mikrocontroller.net/articles/Kfz_Spannungsspitzenkiller_/_Transientenschutz

Bei F.23 bin ich nach ein paar Minuten ausgestiegen, das war für mich 
tatsächlich erheblich zu fachspezifisch...

Bei MK4-Wiki habe ich einige Hinweise mitgenommen (TVS Diode, Spule), 
aber auch hier war ich im Detail überfordert.

Bei dem mc-Artikel habe ich bei meinem Projekt das Problem, dass ich ja 
nur Zugriff die Leitungen habe, die aus einem Zigarettenanzünderstecker 
kommen: Plus und Minus. Da wüsste ich jetzt nicht, wie ich noch an die 
dritte Leitung käme.

Ich bin laut Suche nicht der Erste und Einzige mit dieser Fragestellung, 
aber bei jedem Thread gibt es wieder zig Anmerkungen und Kritikpunkte 
(am Fragesteller und an den verschiedenen Anmerkungen anderer Nutzer), 
dass ich hierüber auch nicht wirklich weiterkomme.

Hat denn jemand hier mal eine solche Schaltung entwickelt (mit 
Bauteilspezifikationen), um "stabile" 12 V (2 V±) dauerhaft über den 
Bordnetzstecker zur Verfügung zu stellen?

von MaWin (Gast)


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Georg schrieb:
> beim laufenden Motor bis 17 V

Ähm, Nein.

Peaks sind zwar grauselig im KFZ, aber die Bordspannung ist durch den 
Akku sehr gut gepuffert, da sind keine 17V so lange die Klemme am Akku 
dran ist.

von (prx) A. K. (prx)


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Stefan H. schrieb:
> bei jedem Thread gibt es wieder zig Anmerkungen und Kritikpunkte

Wettest du gerade auf die Anzahl Antworten? Wenn du es schaffst, dass 
genau einer antwortet, hast du gewonnen. Antworten mindestens zwei, hast 
du verloren. Denn die eine definitive Antwort gibts nicht.

: Bearbeitet durch User
von MaWin (Gast)


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Stefan H. schrieb:
> Ich habe dann quasi zwei Abzweigungen: Einmal über den 7805 zum uC und
> einmal ohne Regler, dafür aber über eine Diode,

Den Regler wurde ich auch hinter die Diode als Verpolschutz hängen.

Stefan H. schrieb:
> welche kannst du hier empfehlen

FR304, aber hängt immer davon ab, was man da hat, 200V sollte sie schon 
aushalten, und eben deinen Strom.

von Stefan H. (alve89)


Angehängte Dateien:

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MaWin schrieb:
> Den Regler wurde ich auch hinter die Diode als Verpolschutz hängen.

Ich habe das jetzt wie im Anhang dargestellt verstanden (den bisherigen 
Schaltkreis zur Steuerung der Lüfter habe ich nur der Vollständigkeit 
halber mit reingenommen, falls es darauf / daraus irgendwelche Einflüsse 
geben sollte).

Reicht der absichernde Teil oben so? Für mein Verständnis: 
Gleichrichterdiode D10 fungiert als Verpolungsschutz, Zener- (TVS) Diode 
dient als Überspannungsschutz, korrekt?

Worauf muss ich sonst noch achten, damit mir meine Schaltung nicht nach 
kurzer Zeit zerstört wird?

Folgende Ansätze habe ich gewählt: Strom ca. 2 A, max. Spannung für den 
Schaltkreis 16 V.

: Bearbeitet durch User
von MaWin (Gast)


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Stefan H. schrieb:
> Ich habe das jetzt wie im Anhang dargestellt verstanden

Kann man so machen, aber wenn der Lüfter eh einen PWM Eingang hat, kann 
man ihn darüber nicht auch ausschalten oder läuft er immer mit einem 
Mindesttempo.

von D11 (Gast)


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D11 ist verkehrt rum...

von C25/C26 (Gast)


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Für die Kondensatoren wäre mir 20V etwas wenig... 50V würde ich nehmen.

von Stefan H. (alve89)


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MaWin schrieb:
> Kann man so machen, aber wenn der Lüfter eh einen PWM Eingang hat, kann
> man ihn darüber nicht auch ausschalten oder läuft er immer mit einem
> Mindesttempo.

Der hat leider das "Feature", dass er alle fünf Sekunden wieder 
anläuft...

An alle anderen: Danke, werde ich berücksichtigen!

von Stefan H. (alve89)


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D11 schrieb:
> D11 ist verkehrt rum...

D10 sollte ja schaffen 200 V und 2 A. Welche Leistung sollte ich denn 
für die Zener-Diode annehmen? 16 V und welchen Strom?

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