Guten Tag liebe Gemeinde, schon viele Threads zu dem Thema habe ich gelesen (auch hier), dennoch habe ich immernoch gravierende Probleme bei einem kleinen Schaltungsprojekt. Worum gehts? Ich möchte eine Wasserpumpe für meinen PC (12V 15W) linear regeln, da diese leider keinen PWM-Pin hat (diese hat nur drei Pins (GND, 12V und RPM)). Da die Pumpe beim Anlaufen einen hohen Einschaltstrom braucht und danach langsamer laufen soll, bräuchte ich einen Spannungsbereich von ca. 6-12V bei einer Eingangsspannung von 12V. Was habe ich schon versucht? Zum Einsatz kommt ein Microcontroller, der einen Signalpegel von 3,3V hat (Teensy 4.0 / ESP32). Mein erster Gedanke war nun einen N-Kanal MOSFET mit PWM anzusteuern, allerdings ist diese Möglichkeit nicht gegeben, denn durch das Abschalten von GND an der Pumpe, kann ich das Geschwindigkeitssignal nicht mehr auslesen mit Interrupt. Mein zweiter Gedanke war dann: Ja okay, dann nehmen wir halt einen P-Kanal MOSFET und schalten die High-Side, dann kann ich auch das Tacho-Signal auslesen, weil es dann nicht verkrüppelt wird. Das Problem hierbei ist aber, dass mein Controller ja mit 5VIN läuft und der Signalpegel 3,3V ist, während die Pumpe aber mit 12V läuft. Ich würde also ohne Unterscheidung beider Schaltkreise im schlimmsten Fall 7V durch die Pins jagen und der MC wäre gegrillt. Nachdem ich ein wenig geforscht habe (Bild ist angehangen), habe ich einen Schaltkreis gebaut, der einen NPN-Transistor dafür nutzt, das Gate am P-Kanal-MOSFET zu schalten. von links kommt der Pin vom MC R1 ist der Widerstand für die Basis Q1 ist ein BC548 R2 ist ein Pullup für 12V Q3 ist ein IRF9540N RL, wer hätte es gedacht, ist die Last; In diesem Fall die Wasserpumpe. Meine Fragen wären demnach: 1: Fällt noch jemandem eine bessere / andere Idee ein, die Pumpe zu regeln, wobei schon einiges an Leistung (12V / 15W) kurzzeitig abrufbar sein müssen? 2: Ist der Schaltkreis, den ich angehängt habe so in Ordnung oder gibt es da grobe Designschnitzer? 3: Mit Berücksichtigung der Masse des Wassers und der Geräuschentwicklung, mit welcher PWM-Frequenz würdet ihr da herangehen, vorausgesetzt dem Fall, dass PWM zum Einsatz kommt. Ich freue mich auf viele gute und auch kreative Antworten, ich verpreche mir von diesem Thread viel zu lernen :)
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yayeet schrieb: > Guten Tag liebe Gemeinde, > > schon viele Threads zu dem Thema habe ich gelesen (auch hier), Aha. > dennoch > habe ich immernoch gravierende Probleme bei einem kleinen > Schaltungsprojekt. Dann hast du die falschen gelesen. Siehe PWM. > hat (Teensy 4.0 / ESP32). Mein erster Gedanke war nun einen N-Kanal > MOSFET mit PWM anzusteuern, allerdings ist diese Möglichkeit nicht > gegeben, denn durch das Abschalten von GND an der Pumpe, kann ich das > Geschwindigkeitssignal nicht mehr auslesen mit Interrupt. Man kann auch VCC schalten. > Mein zweiter Gedanke war dann: Ja okay, dann nehmen wir halt einen > P-Kanal MOSFET und schalten die High-Side, dann kann ich auch das > Tacho-Signal auslesen, weil es dann nicht verkrüppelt wird. Das Problem > hierbei ist aber, dass mein Controller ja mit 5VIN läuft und der > Signalpegel 3,3V ist, während die Pumpe aber mit 12V läuft. Ich würde > also ohne Unterscheidung beider Schaltkreise im schlimmsten Fall 7V > durch die Pins jagen und der MC wäre gegrillt. Unsinn. > Nachdem ich ein wenig geforscht habe (Bild ist angehangen), habe ich > einen Schaltkreis gebaut, der einen NPN-Transistor dafür nutzt, das Gate > am P-Kanal-MOSFET zu schalten. Immerhin ein Fortschritt, auch wenn der Schaltplan falsch ist. https://www.mikrocontroller.net/articles/Transistor#Wie_kann_ich_mit_5V_vom_Mikrocontroller_12V_und_mehr_schalten? > von links kommt der Pin vom MC > R1 ist der Widerstand für die Basis > Q1 ist ein BC548 > R2 ist ein Pullup für 12V > Q3 ist ein IRF9540N Was soll die Lyrik? Beschrifte den Schaltplan! > 1: Fällt noch jemandem eine bessere / andere Idee ein, die Pumpe zu > regeln, wobei schon einiges an Leistung (12V / 15W) kurzzeitig abrufbar > sein müssen? Kommt drauf an, ob sie PWM wirklich verträgt. Vermutlich nicht, denn die meisten dieser Motoren sind elektromisch kommutiert. Also muss man wohl oder übel eine lineare Endstufe bauen. RC-Filter, OPV, Endstufe (einfacher Darlingtontransistor reicht hier). > 2: Ist der Schaltkreis, den ich angehängt habe so in Ordnung Nö. >oder gibt > es da grobe Designschnitzer? Ja. > 3: Mit Berücksichtigung der Masse des Wassers und der > Geräuschentwicklung, mit welcher PWM-Frequenz würdet ihr da herangehen, > vorausgesetzt dem Fall, dass PWM zum Einsatz kommt. Muss man testen, hängt auch vom Motor ab. Zwischen 0,1-20kHz.
yayeet schrieb: > Ich möchte eine Wasserpumpe für meinen PC (12V 15W) linear regeln Hast du vorneweg schon mal im Labor mit einem Labornetzgerät unter Laborbedingungen getestet, ob das bei den gewünschten Randbedingungen (Fördermenge, Förderhöhe, ...) mit dieser Pumpe überhaupt funktioniert? Kurz: hast du eine Machbarkeitsstudie durchgeführt und funktioniert das Funktionsmodell? yayeet schrieb: > 2: Ist der Schaltkreis, den ich angehängt habe so in Ordnung oder gibt > es da grobe Designschnitzer? Lies mal dort die Posts wo das Wort "Pfeil" erwähnt wird, dann kannst du ganz leicht erkennen, warum dein Schaltplan nicht funktionieren kann (nachdem du am zusätzlich einfacherweise die positive Versorgung nach oben und GND nach unten gelegt hast). Beitrag "Thyristor startet von selbst" Beitrag "MOSFET 24V schalten nicht invertierend." Beitrag "Thyristor startet von selbst" Und dann schau deinen Transistor an: kann da der Strom von + nach - in Pfeilrichtung fließen? Und dann noch ein Impuls zum Nachdenken: der Pfeil in einem bipolaren Transistor versinndbildlicht die BE-Diode. Das bedeutet aber auch, dass die Basis bei einem leitenden (und noch funktionierenden) Transistor immer ca. 0,6V positiver sein muss als der Emitter. Wenn du als an der Basis 5V hat, welche Spannung hast du dann zwingend am Emitter? yayeet schrieb: > ich verpreche mir von diesem Thread viel zu lernen :) Lernen musst du selber an Fehlern in deiner Schaltung. Also: nur zu, probier deine Schaltung einfach aus. Analysiere, warum sie nicht funktioniert. Die paar kaputten Bauteile und der entschwundene Rauch gehören zum Lernprozess.
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yayeet schrieb: > Nachdem ich ein wenig geforscht habe (Bild ist angehangen), habe ich > einen Schaltkreis gebaut, der einen NPN-Transistor dafür nutzt, das Gate > am P-Kanal-MOSFET zu schalten. Deine Schaltung ist komisch gezeichnet und es hat sich auch ein kleiner Fehler dadurch eingeschlichen. Der Emitter des NPN gehört an GND und der Kollektor an R2. Dann sollte die Ansteuerung des P-Kanal Mosfets funktionieren. Alternativ könntest du auch einen Motortreiber wie den TB67H45x von Toshiba verwenden (bei Mouser z.B. verfügbar). Mit rund 1.5€ das Stück sind die IMHO bezahlbar und machen einem das Leben doch deutlich einfacher ;)
Lothar M. schrieb: > Kurz: hast du eine Machbarkeitsstudie durchgeführt und funktioniert das > Funktionsmodell? WOW! Und das am frühen Morgen! Ohje . . . Inhaltlich hast du recht, aber praktisch ist das ein einfacher Test.
> Inhaltlich hast du recht, aber praktisch ist das ein einfacher Test. Ja, aber auch sehr notwendig. Ich empfehle mal dies hier zu lesen: https://www.edn.com/precision-dc-motor-speed-control-via-pot-or-dac/ Zum einen lernt man dann die Grundlagen und die Schaltung funktioniert echt cool. Ich hab damit aus Spass mal meine Proxxon geregelt. Geht besser wie der eingebaute Originalregler. .-) Ich kann jetzt Schrauben mit 0.3 Umdrehungen pro Sekunde reinschrauben. :-D Olaf
Falk B. schrieb: > aber praktisch ist das ein einfacher Test. Ist mir klar. Aber grade, weil der Test so einfach ist, war meine Frage: wurde er gemacht? Falls er nicht gemacht wurde, woher kommen die ganzen Aussagen zum Strom und der Leistung? Basiert die zu entwickelnde Schaltung auf bloßen Annahmen oder stecken da real gemessene Daten dahinter? olaf schrieb: > https://www.edn.com/precision-dc-motor-speed-control-via-pot-or-dac/ > Zum einen lernt man dann die Grundlagen Allerdings natürlich die Grundlagen einer linearen Regelung. In der Praxis wird man das hier schon getaktet mit einem Mosfet erledigen. yayeet schrieb: > denn durch das Abschalten von GND an der Pumpe, kann ich das > Geschwindigkeitssignal nicht mehr auslesen mit Interrupt. Nur mal als Gedankenimpuls zum Softwarekonzept: wenn die Pumpe abgeschaltet ist, dann interessiert im Grunde auch die Geschwindigkeit nicht mehr. Mein Tipp für deine Anwendung wäre ein Highside-Smart-Switch wie z.B. der BSP752 o.ä. Der kann zwar nicht ultraschnell, aber bis 1kHz PWM-Frequenz taugt der allemal. Und wie üblich: Freilaufdiode über dem Motor nicht vergessen (Pfeilrichtung beachten... ;-)
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Lothar M. schrieb: >> aber praktisch ist das ein einfacher Test. > Ist mir klar. > > Aber grade, weil der Test so einfach ist, war meine Frage: wurde er > gemacht? Ja, aber in der Wortwahl eines Beamten!
Danke erstmal für die vielen, hilfreichen Antworten und vorallem die Links zu Artikeln hier auf der Seite, das hat schon einiges an Lerneffekt gebracht. @Lothar M: Ja ich habe das alles schon mit einer Low-Side Schaltung realisiert und meinem Labornetzteil. Das sollte schon funktionieren. Ebenfalls: Vielen Dank für dein Mutmachen, den Fehler mit dem NPN habe ich nun Verstanden und so wie er gezeichnet ist, macht er keinen Sinn. Die Werte, auf die ich mich beziehe, z.B. beim Motor kommen vom Datenblatt der Herstellers. Vielen Dank! Ich werde nun die Schaltung noch einmal ausprobieren, mit korrektem Emitter und Collector und sollte das dann immernoch nicht so gut funktionieren, werde ich auf einen Chip (TB67H450AFNG) zurückgreifen. Denkt ihr, der wäre für den Einsatzzweck geeignet?
yayeet schrieb: > Denkt ihr, der wäre für den Einsatzzweck geeignet? Klar, warum nicht? Ist ein ganz normaler Motortreiber für bis zu 3.5A (glaub ich).
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