Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Lüfter + Ansteuerung


von Dirk F. (dirkf)


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Hallo,
ich habe eine Schaltung mit MCU, Leistungshalbleiter, Kühlkörper und 
Temperaturmessung am laufen.
Passive Kühlung reicht leider nicht aus, deshalb möchte ich einen Lüfter 
50x50mm nachrüsten  (Mit Layoutänderung)

Habe 24 V DC, PWM Ausgang, schnellen Zähleingang zur Verfügung.
Etwas Platz für 2-3 kleine SMD Transistoren auf dem Board ist vorhanden.

Welchen Lüftertyp bzw. Ansteuerung könnt ihr mir empfehlen ?
Drehzahlsteuerung und Drehzahlerfassung wäre gut.
Es gibt wohl welche mit 2,3 oder 4 Leitungen.....

von Dergute W. (derguteweka)


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Moin,

Nutz' das bisschen Platz fuer einen 12V Schaltregler. Dann kannst du die 
4-Pinner aus dem PC Bereich anschliessen. Ich glaube nicht, dass es 
viele 24V Luefter mit eingebauter Drehzahlsteuerung und 
-ueberwachungsausgang gibt.
Selbstgemachte PWM auf der Betriebsspannung auf einen Luefter geben und 
Drehzahlsteuerung damit erhoffen ist sehr risikoreich.

Gruss
WK

von Michael B. (laberkopp)


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Dirk F. schrieb:
> Drehzahlsteuerung und Drehzahlerfassung wäre gut.
> Es gibt wohl welche mit 2,3 oder 4 Leitungen.....

Also wenn du die Drehzahl steuern und erfassen willst, solltest du einen 
mit 4 Pins, davon ein Tachoausgang und ein PWM Eingang nehmen. Aber die 
gibt es selten mit 24V.

Die meisten wollen aber - wenn der Lüfter nicht sowieso voll durchläuft 
-  nicht die Drehzahl sondern die Temperatur regeln, brauchen also 
keinen Tachoausgang und - weil ein gestörtes Tachosignal daher keinen 
Ärger bereitet - sparen sich auch den PWM Eingang sondern steuern den 
MOSFET direkt mit langsamerer PWM, kommen also mit 2-Pin Lüftern aus.

von Dirk F. (dirkf)


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Michael B. schrieb:
> sondern steuern den
> MOSFET direkt mit langsamerer PWM, kommen also mit 2-Pin Lüftern aus.

Es gibt wohl normale (Bürsten)  und EC  Lüfter.
Geht das Verfahren denn auch bei elektronisch kommutierten Lüftern  ?

von Dirk F. (dirkf)


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Dergute W. schrieb:
> Nutz' das bisschen Platz fuer einen 12V Schaltregler.

Für <1 W Leistung ? Dann doch einfachen Linearregler oder 
Vorwiderstand...

: Bearbeitet durch User
von Dergute W. (derguteweka)


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Moin,

Dirk F. schrieb:
> Für <1 W Leistung ? Dann doch einfachen Linearregler oder
> Vorwiderstand...

Erlaubt ist was gefaellt...

Gruss
WK

von Michael B. (laberkopp)


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Dirk F. schrieb:
> Es gibt wohl normale (Bürsten)  und EC  Lüfter.
> Geht das Verfahren denn auch bei elektronisch kommutierten Lüftern  ?

Nicht jeder BLDC Lüfter ist geeignet, aber wenn kein Elko drauf ist, 
funktioniert das.

Mit Elko reagiert die Drehzahl schlecht auf PWM, bleibt meist hoch und 
führt zu pulsartiger Stromaufnahme.

von Dergute W. (derguteweka)


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Moin,

Michael B. schrieb:
> Nicht jeder BLDC Lüfter ist geeignet, aber wenn kein Elko drauf ist,
> funktioniert das.

Mag schon sein, wuerde ich mir aber nicht freiwillig antun. Denn wenn 
der Luefter dann in X Jahren getauscht werden muss, gibt's genau diesen 
Typ nicht mehr und dann geht die Sucherei los - und in keinem Datenblatt 
steht drinnen, ob der jetzt die hausgemachte PWM abkann oder nicht.
btdt.

Gruss
WK

: Bearbeitet durch User
von Dirk F. (dirkf)


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Danke für die guten Hinweise.
Ich würde es jetzt so machen wollen:
4 Pin Lüfter 12 V.
Festspannungsregler von 24V auf 12 V.
PWM Ansteuerung.  Impuls Drehzahlmessung

Frage zur Drehzahlmessung:
Ich kenne die Schaltung, wo ein Widerstand von +12 V auf den Tacho Pin 
geht.  Dann ein Widerstand zu Masse um den Pegel auf 5 V/3.3V  herunter 
zu ziehen.

Reicht nicht ein einfacher Pull-Up nach +3,3 V oder sogar der interne 
WeakPullUp der MCU ???

: Bearbeitet durch User
von Dirk F. (dirkf)


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Hab einen gefunden:
CFM-5015BF-160-374-22

Tacho Signal Beschaltung ist schön beschrieben.

von H. H. (Gast)


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von Dirk F. (dirkf)


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H. H. schrieb:
> 4-Pin in 24V:
>
> https://www.tme.eu/de/katalog/dc-lufter-24v_112525/

Danke für den Hinweis,
habe aber nur einen Lüfter 9GA0524P7G001 gefunden (50x50, 24 V PWM).

Werde dann doch die 12 V Version nehmen, da hier die Auswahl größer ist 
(Lieferengpässe..)

von Jan B. (berge)


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Ich würde auch einen 12V 4 Pin Lüfter nehmen. Gibt auch welche, die bei 
geringem Tastgrad mit der Drehzahl auf 0 gehen. Dazu einen fertigen 
Schaltregler in LM317 Bauform auf 12V, fertig.

http://www.pavouk.org/hw/fan/en_fan4wire.html

von Εrnst B. (ernst)


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Jan B. schrieb:
> http://www.pavouk.org/hw/fan/en_fan4wire.html

Das ist eine sehr schlechte Beschaltung, vmtl. Trial-und-Error irgendwie 
zusammengefriemelt.
- Tacho-Pullup geht unnötig gegen 12V, aber OK, kann man machen.
- PWM-Signal ist kein OpenCollector-Signal
- PWM-Signal hat eine 3V3-Zener, das kann ältere Lüfter daran hindern 
volle Drehzahl zu erreichen.

Man kann einfach die Spec von Intel anschauen, die haben das 
4-Pin-Interface "erfunden", und die Sache danach aufbauen.

https://www.intel.com/content/dam/support/us/en/documents/intel-nuc/intel-4wire-pwm-fans-specs.pdf

: Bearbeitet durch User
von Dirk F. (dirkf)


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von Michael B. (michael_b528) Flattr this


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Zu dem Thema gibts auch ein gutes Whitepaper von Noctua.

Bei 4-Pin Lüftern sollte es eigentlich leicht machbar sein da hier 
dauerhaft 12V am Lüfter anliegen.
Bei 3-Pin Lüftern wo direkt die 12V Versorgung gepulst wird muss darauf 
geachtet werden dass im Moment der Drehzahlmessung die 
Versorgungsspannung kurzzeitig konstant angelegt und nicht gepulst wird, 
ansonsten können Impulse des Tachosignals ausbleiben.

Es gibt auch extrige Lüfter-Treiber-ICs.

https://www.noctua.at/pub/media/wysiwyg/Noctua_PWM_specifications_white_paper.pdf
https://www.microchip.com/en-us/products/sensors-and-motor-drive/motor-drivers/fan-controllers

von Εrnst B. (ernst)


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Michael B. schrieb:
> Zu dem Thema gibts auch ein gutes Whitepaper von Noctua.

Das Problem dabei ist, das passt nur zu den Noctua-Lüftern und evtl. 
einigen anderen.
Noctua schlägt vor, das PWM-Steuersignal per Push-Pull CMOS Stufe zu 
treiben, die intel-Spec will explizit OpenCollector ohne extra 
Pull-Ups/Pull-Downs/Zener-Dioden.

Grund warum intel das so will liegt höchstwahrscheinlich im Design der 
ersten 4-Pin-intel-Boxed-Kühler:

Die waren Analog geregelt, mit OpAmp auf der Lüfter-Platine, und haben 
das PWM-Signal einfach mit einem Kondensator an einem Spannungsteiler 
(auf ca. 3.3V) und Vorwiderstand ausgewertet.
Wenn das PWM-Signal Push-Pull statt OpenCollector ist, oder durch 
zusätzliche Widerstände verzogen wird, stimmt die Spannung am 
Kondensator nicht mehr, und die Lüfterkennlinie ist eine andere.

von Dirk F. (dirkf)


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Hallo,
ich würde dann die Schaltung wie im Anhang gezeigt aufbauen.
Das Signal PWM ist ein Push-Pull PWM Signal 3,3V von der MCU.
Das Signal Speed geht an einen 3,3V Timer/Counter Eingang der MCU mit 
internen weak Pull Up.

Sollte das so funktionieren ?

von Dergute W. (derguteweka)


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Moin,

Dirk F. schrieb:
> Sollte das so funktionieren ?

Sind da evtl. Pin 3 und 4 vertauscht?

Gruss
WK

von Dirk F. (dirkf)


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Dergute W. schrieb:
> Sind da evtl. Pin 3 und 4 vertauscht?

Kann sein.  Werde sowieso den original Stecker nicht verwenden.

von Dergute W. (derguteweka)


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Moin,
Dirk F. schrieb:
> Werde sowieso den original Stecker nicht verwenden.
Weil?

Gruss
WK

von Dirk F. (dirkf)


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Dergute W. schrieb:
>> Werde sowieso den original Stecker nicht verwenden.
> Weil?

Weil es sich hier um ein Industrieschaltgerät handelt. Der Lüfter wird 
außen am Gehäuse angebracht und über den Stecker vom Gehäuse mit der 
Leiterplatte verbunden.

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