Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik 12V PWM sicher mit D1 Mini Pro steuern?


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von Max-Georg S. (maxgeorg_s)


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Liebe Community,
ich möchte einen Remote Fan-Controller bauen, mit dem ich bis zu vier 
12V PWM Fans ansteuern möchte. Nun habe ich das Problem, das ich nicht 
richtig verstehe wie ich sicher ein PWM Signal an meine Fans bekomme, 
ohne die GPIOs von dem D1 Mini Pro zu frittieren. In der angehängten 
Schematic habe ich erstmal nur einen Platzhalter Fan eingezeichnet, 
diesen möchte ich später duplizieren.
Könnt ihr mir weiterhelfen? Falls möglich würde ich gerne nur einen PWM 
GPIO verwenden um das gleiche PWM Signal an alle Fans zu senden.

PS: Das ist zur Zeit die dritte Iteration von dem PCB an dem ich bastle 
und ist das erste Mal das ich sowas designe. Bitte gebt mir Feedback.

VG Max

: Verschoben durch Moderator
von Alexander (alecxs)


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interessante Transistorschaltung. ist das eine Kippschaltung oder so 
was?

von Rainer W. (rawi)


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Max-Georg S. schrieb:
> Nun habe ich das Problem, das ich nicht
> richtig verstehe wie ich sicher ein PWM Signal an meine Fans bekomme,
> ohne die GPIOs von dem D1 Mini Pro zu frittieren.

Was benötigen deine Fans denn genau für ein Steuersignal?

Deine Ansteuerung für das Relais ist noch etwas überarbeitungsbedürftig.
Im Artikel Relais mit Logik ansteuern wird das Thema ausführlich 
behandelt.

von Felix F. (wiesel8)


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von Manfred P. (pruckelfred)


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Rainer W. schrieb:
> Was benötigen deine Fans

Die Fans brauchen erstmal ein anständiges Schaltbild, keine 
Klötzchenkasperei mit munterem Labelraten.

von Sebastian R. (sebastian_r569)


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Wenn die Sache mit dem PWM funkioniert, würde ich mir noch einmal die 
Widerstände für's Tachosignal, den Transistor für das Relais und auch 
die Schaltung vom DS18S20 genauer anschauen... Es gibt 
Optimierungspotential.

: Bearbeitet durch User
von Alexander (alecxs)


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: Bearbeitet durch User
von Max-Georg S. (maxgeorg_s)


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Vielen Dank für das ganze Feedback :)

Felix F. schrieb:
> https://noctua.at/pub/media/wysiwyg/Noctua_PWM_specifications_white_paper.pdf
>
> Letzte Seite.
Super vielen Dank, das heißt ich klemm so einen CMOS-inverter type 
circuit dazwischen.


Sebastian R. schrieb:
> die Schaltung vom DS18S20 genauer anschauen... Es gibt
> Optimierungspotential.
Hey ich sehe gerade, das der Widerstand als pullup zwischen VCC und 
Dataline muss, das meintest du oder?
Vielen Dank


Rainer W. schrieb:
> Deine Ansteuerung für das Relais ist noch etwas überarbeitungsbedürftig.
> Im Artikel Relais mit Logik ansteuern wird das Thema ausführlich
> behandelt.
Hey hey, die Lüfter haben summiert ~10Watt, zählt das dann nicht als 
Schaltstufe für kleine Lasten mit NPN-Bipolartransistor.
Oder was kann noch verbessert werden, bin für Input generell dankbar.


Alexander schrieb:
> gibt es auch zu kaufen
> https://www.ebay.de/itm/116143044184
> https://www.ebay.de/itm/204700729824
Danke, aber das unterstützt nicht die Funktionalität die ich haben 
möchte. Und es geht mir um den Weg zum Ziel :)

Noch eine Frage die sich außerhalb des eigentlichen Themas bewegt: Warum 
hat meine Frage so viele negative Bewertungen erhalten.
Habe ich sie missverständlich gestellt? Zu wenig Fachwissen gezeigt? War 
ich zu unhöflich?

Vielen Dank

von Alexander (alecxs)


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Max-Georg S. schrieb:
> Warum hat meine Frage so viele negative Bewertungen erhalten.

Vergiss die Bewertungen, die funktionieren hier andersrum. Das ist ne 
Lesebestätigung mehr nicht.

von Max-Georg S. (maxgeorg_s)


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Habe ich die pull up und pull down Widerstände korrekt eingesetzt für 
den CMOS-inverter type circuit?
Oder werde ich Probleme mit dieser Anordnung haben?

VG

: Bearbeitet durch User
von Mike J. (linuxmint_user)


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Max-Georg S. schrieb:
> Habe ich die pull up und pull down Widerstände korrekt eingesetzt für
> den CMOS-inverter type circuit?

Beim P-Mos muss Source an die +5V, also Drain und Source vertauschen und 
es passt.

von Obelix X. (obelix)


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Max-Georg S. schrieb:
> Habe ich sie missverständlich gestellt? Zu wenig Fachwissen gezeigt? War
> ich zu unhöflich?

Weil du zu wenig Engagement zeigst. Jeden Tag hier im Forum möchte 
jemand mit seinem MC irgendwas steuern und da ist auch sehr oft ein 
Lüfter per PWM dabei. Es wird immer gerne gesehen, wenn man die 
Salamitaktik nicht anwendet, sprich warum nicht gleich den genauen Typ 
deines Lüfters angeben? Selbstständig ins Datenblatt des Lüfters scheuen 
wäre auch wünschenswert. Grundschaltungen für die Ansteuerung eines 
Relais an einen MC gibt es auch 1000fach im Netz.

Wenn dann irgendetwas nicht verstanden wird hier im Forum konkret 
nachfragen.

von Max-Georg S. (maxgeorg_s)


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Danke Mike werde ich tauschen.

Vielen Dank für die Herrunterbrechung Obelix. Ich werde mir in Zukunft 
für dieses Forum mehr Mühe geben. Das habe ich ausgelassen, aber ich war 
zuvor auf den ~10 ersten Google Ergebnissen bezüglich GPIOs nutzen um 
PWM zu steuern. Manche Beiträge waren recht elaboriert, aber immer waren 
es dead threads wo user sagten so geht das aber nicht und dann sind aber 
keine weiteren Beiträge vorhanden.
Das was ich in der Anfangsnachricht schon preisgegeben habe, es ist das 
erste Mal das ich sowas designe. Ich habe nur rudimentär Ahnung von 
Technik, ich bin eher 3D-Artist/C# Developer. Jedenfalls ging ich davon 
aus daß sich alle 4Pin PC Lüfter die gleiche PWM Ansteuerung teilen, da 
beim Kauf von PWM Controllern keine Distinktion stattfindet. Weiter habe 
ich nur 3PIN Lüfter übrig und will das  PCB nur zukunftssicher 
gestalten, bedeutet ich habe keinen konkreten Lüfter. Und wenn ich nach 
bequite Datenblätter suche, dann finde ich nur so rudimentäre 
Infoblätter, weswegen ich Felix F. extrem dankbar bin.
Und weil ich das so selten mache, verstehe ich das Problem mit dem 
Relais erst gar nicht, ich hab doch konkret nach PWM gefragt und nicht 
der Stromzufuhr. Und die verwendete Relais Schaltung ist doch genau die, 
die als erstes in dem Beitrag hier im Forum aufgeführt wird oder? Ich 
werde in Zukunft fragen gezielter abstecken und und noch genauer auf 
verwendete Bauteile achten. Was mir nur aufgefallen ist, das dieses 
Forum, ähnlich wie stackoverflow an toxischen verhalten leidet und junge 
Generationen abschreckt. Dazu gibt es verschiedene Artikel https://dev. 
to/sadeedpv/is-stack-overflow-toxic-4b0l#:~:text=Many%20users%20have%20c 
oncerns%20about,fully%20engaging%20with%20the%20community.  und Beiträge 
in diesem Forum datieren zurück zu 2006 mit dieser Problematik. Schade 
eigentlich. Ich helfe in 3D Foren und habe auch für ein paar Monate 
unterrichtet und in den Communitys ist mir sowas noch nie untergekommen, 
das man nach dem stellen einer Frage, keine Lust hat erneut eine zu 
stellen.
Gleichzeitig hat das Forum hier auch nie behauptet anfängerfreundlich zu 
sein. Also vielleicht will ich auch zu viel und in aller Fairness wurde 
mir ja trotzdem geholfen. In dem Sinne: Die spinnen die Römer.

VG Max

von Obelix X. (obelix)


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https://www.mikrocontroller.net/articles/Relais_mit_Logik_ansteuern

https://www.youtube.com/watch?v=9-AZF6udg-Q

https://www.youtube.com/watch?v=C8tcsyASQRM

Max-Georg S. schrieb:
> Das habe ich ausgelassen, aber ich war
> zuvor auf den ~10 ersten Google Ergebnissen
PS: Die Ergebnisse waren unter den ersten 10.

: Bearbeitet durch User
von Mike J. (linuxmint_user)


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Max-Georg S. schrieb:
> Was mir nur aufgefallen ist, das dieses
> Forum, ähnlich wie stackoverflow an toxischen verhalten leidet und junge
> Generationen abschreckt.

Wenn du schon mit Leuten gearbeitet hast die man alles vor die Füße 
tragen muss, die initial nicht bereit sind möglichst alles was sie 
online durch Recherche finden können auch zu lösen, dann nervt das 
irgend wann einfach nur noch.

Die Leute hier helfen eigentlich ganz gerne, nur wollen sie ihre Zeit 
eigentlich nicht mit jemanden verschwenden der einfach nur faul ist. Sie 
könnten in der selben Zeit jemanden anderes helfen oder sich im Garten 
sonnen gehen.

Wenn du das hier eine Weile gemacht hast, dann wirst du auch so, ganz 
sicher!

von Alexander (alecxs)


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Kann mir bitte jemand den Transistor erklären? Mir fehlen mal wieder die 
Grundlagen. Ich habe nur Basisschaltung als Spannungsverstärkung 
gefunden, aber da bliebe die Stromverstärkung bei kleiner 1. Da ein µC 
keine belastbare Stromquelle ist kann man so doch kein Relais schalten? 
Außerdem ist bei den Anwendungsbeispielen immer von HF Sinusspannung die 
Rede, wie passt das zusammen mit der Ansteuerung eines Gleichstromrelais 
oder PWM?

von Steve van de Grens (roehrmond)


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Max-Georg S. schrieb:
> Habe ich die pull up und pull down Widerstände korrekt eingesetzt

Sie teilen die 5V auf 2,5V, so dass beide MOSFET voll ein schalten -> 
Kurzschluss

Das gleiche passiert, wenn dein Steuersignal von LOW nach high geht oder 
zurück. Es gibt immer eine analoge Übergangsphase dazwischen.

Ergo: So geht das gar nicht. Du musst die MOSFET mit zwei einzelnen 
Signalen ansteuern, die einige Nanosekunden zeitlich versetzt arbeiten. 
Oder du nimmst einen Treiber IC, der das für dich erledigt.

: Bearbeitet durch User
von Steve van de Grens (roehrmond)


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Alexander schrieb:
> Kann mir bitte jemand den Transistor erklären? Mir fehlen mal wieder die
> Grundlagen.

http://stefanfrings.de/transistoren/

von Alexander (alecxs)


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Nein

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Max-Georg S. schrieb:
> Was mir nur aufgefallen ist, das dieses Forum, ähnlich wie stackoverflow
> an toxischen verhalten leidet und junge Generationen abschreckt.
Mir ist aufgefallen, dass "junge Generationen" erst mal in einem Forum 
mit urschleimigsten Grundlagenfragen viel Traffic erzeugen, statt selber 
mal ein wenig zu recherchieren und zu schauen, wie die zigtausend 
Anderen vor ihnen das selbe Problem gelöst haben.

Alexander schrieb:
> Außerdem ist bei den Anwendungsbeispielen immer von HF Sinusspannung die
> Rede, wie
Also ist das wohl nicht die Schaltung, die du brauchst. Nimm eine der 
beiden anderen.

Max-Georg S. schrieb:
> Habe ich die pull up und pull down Widerstände korrekt eingesetzt für
> den CMOS-inverter type circuit?
Die Widerstände sind hier nachrangig, denn der P-Mosfet wird immer 
leiten. Sieh dir mal die kleine Diode an, die in ihm eingezeichnet ist.

Ein Wort zur Elektronik: Prinzipschaltungen funktionieren nur "im 
Prinzip". Um sie wirklich zum Laufen zu bekommen, muss man meistens mehr 
beachten.

Max-Georg S. schrieb:
> das ich nicht richtig verstehe wie ich sicher ein PWM Signal an meine
> Fans bekomme, ohne die GPIOs von dem D1 Mini Pro zu frittieren.
Schalte einfach einen fertig käuflichen Treiber aus der 74HCTxx Familie 
dazwischen.

: Bearbeitet durch Moderator
von Alexander (alecxs)


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Ich bin nicht der TE. Würde mich trotzdem interessieren wo das im 
Gleichspannungsbereich zum Einsatz kommt. Wäre als Pegelwandler für UART 
3.3V -> 5V für mich interessant.

von Steve van de Grens (roehrmond)


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Lothar M. schrieb:
> Mir ist sufgefallen, dass die jungen Leute erst mal in einem Forum mit
> urschleimigsten Grundlagenfragen viel Traffic erzeugen, statt selber mal
> ein wenig zu recherchieren und zu schauen, wie die zigtausend Anderen
> vor ihnen das selbe Problem gelöst haben.

In Zeiten, wo man kein Experte mehr sein muss, im Computer benutzen zu 
dürfen, ist das verständlich. Heite begeistern sich höchstens noch 5 
jährige für einen Wechselblinker oder einen simplen Lügendetektor. Auch 
die ganzen Radio-Basteleien sind nicht mehr spannend.

Immerhin hat jeder Teenager schon ein Smartphone im täglichen Gebrauch. 
Man will von Anfang an coole, tolle  großartige Sachen entwickeln, die 
mindestens mit dem Smartphone mithalten können.

Das Problem: Die Grundlagen lernt man mit primitiven Grundschaltungen. 
Bis man sich zum Mikrocontroller durch gearbeitet hat  vergehen Jahre. 
Bis zum Smartphone dauert es für den Hobbyelektroniker >10 Jahre. Dabei 
muss man auch nich Programmieren, was den allermeisten nich weniger 
gefällt als Mathematik.

Was kommt dabei heraus?: Module zusammen stecken, fie gefälligst out of 
the Box so zu funktionieren wie man das gerade will. Natürlich auch bei 
sehr speziellen Ideen, denn nur dann hat nan etwas zum Vorzeigen, was 
andere beeindruckt. Auf zig Jahre langes Lernen (der Weg ist das Ziel) 
hat der allgemeine Hobbybastler keinen Bock mehr.

Dieses Hobby stirbt daher aus. Die inzwischen abgeschlossene Schließung 
der Elektronik Läden begann vor 30 Jahren. In weiteren 30 Jahren ist 
endgültig Schluss. Dann gibt es in dem Bereich mur noch Akademiker und 
Profis.

: Bearbeitet durch User
von Mike J. (linuxmint_user)


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Steve van de Grens schrieb:
> Dieses Hobby stirbt daher aus. Die inzwischen abgeschlossene Schließung
> der Elektronik Läden begann vor 30 Jahren.

Das hat aber damit zu tun dass man online, bei eBay, Reichelt, Pollin, 
AliExpress oder den großen Distributoren alle möglichen Bauteile recht 
günstig bekommt.

Ich glaube dass es heutzutage deutlich leichter ist an irgend welche 
Bauteile und auch an fertig aufgebaute Module zu kommen. Man bekommt für 
wenig Geld alle möglichen Dinge, das Wissen ist permanent verfügbar, man 
muss nicht in die Bibliothek um ein Elektronik oder Schaltungsbuch zu 
finden.

Außerdem kann man sich in der Bibliothek alles mit dem Handy 
abfotografieren, man muss nicht mal mehr eine Seite abscannen.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Mike J. schrieb:
> Ich glaube dass es heutzutage deutlich leichter ist an irgend welche
> Bauteile ... zu kommen.
Und vor allem: auch an deren Datenblätter und an Informationen, wie man 
die Bauteile sinnvollerweise verwenden sollte.

Alexander schrieb:
> Wäre als Pegelwandler für UART 3.3V -> 5V für mich interessant.
Hatte ich nicht schon mal die 74HCT-Familie (das T ist wichtig) erwähnt?

Wenn man diese Bausteine mit 5V versorgt, dann passen die 
Schaltschwellen am Eingang tadellos zu 3,3V CMOS-Pegeln. Und das 
Tollste: es gibt sie auch als Single-Gate-Varianten im SOT323-5 Gehäuse.

von Obelix X. (obelix)


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Alexander schrieb:
> Ich bin nicht der TE. Würde mich trotzdem interessieren wo das im
> Gleichspannungsbereich zum Einsatz kommt. Wäre als Pegelwandler für UART
> 3.3V -> 5V für mich interessant.

Meinst du das?

https://elektro.turanis.de/html/prj146/index.html

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Obelix X. schrieb:
> Meinst du das?
Diese passiven bidirektionalen Wandler mit Pullup für den High-Pegel 
sind Murks, wenn sie unbedarft als unidirektionale Pegelwandler 
eingesetzt werden.

von Alexander (alecxs)


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Obelix X. schrieb:
> Meinst du das?
> https://elektro.turanis.de/html/prj146/index.html

Jein. Auch eine interessante Schaltung die ich so noch nie gesehen habe, 
danke.

Mir ging es vor allem um Einsatzbereiche einer Basisschaltung in 
Gleichspannung, rein zu Lernzwecken. Irgendwo muss der Max-Georg die 
Schaltung ja her haben.

https://www.elektroniktutor.de/analogverstaerker/basis.html

: Bearbeitet durch User
von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Alexander schrieb:
> Mir ging es vor allem um Einsatzbereiche einer Basisschaltung in
> Gleichspannung, rein zu Lernzwecken
Stichwort "Kaskodenschaltung":
1
            
2
                         12V
3
                           |
4
                         |<  T2 
5
                .--------|
6
                |        |\
7
             T1  \|        '--------o
8
                  |-- 3V3               
9
                 <|                 Last
10
µC Out ---330---'   
11
0V/3V3 
12
13
   GND -----------------------------O
Der T1 ist in einer lupenreinen Basisschaltung eingesetzt.

Er ist linear angesteuert, also nicht im gesättigten Schaltbetrieb, und 
deshalb schneller als die "übliche" Emitterschaltung.

Er bildet eine Konstantstromquelle, die im T2 einen Basisstrom von 
(3,3V-0,7V)/330R = 8mA fließen lässt.

: Bearbeitet durch Moderator
von Obelix X. (obelix)


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Lothar M. schrieb:
> Diese passiven bidirektionalen Wandler mit Pullup für den High-Pegel
> sind Murks

Kannst du so auch nicht sagen. Ein High-Pegel kommt des öfteren nur aus 
einem Pull-up. Kommt natürlich auf ein paar äußere Bedingungen an.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Obelix X. schrieb:
> Kannst du so auch nicht sagen.
Doch, ein "passiver" bidirektionaler Treiber an einem Signal, das nur 1 
Richtung kennt, ist Murks. Und wenn ich einen bidirektionalen Treiber 
brauche, dann nehme ich ein entsprechendes Treiber-IC.

> Ein High-Pegel kommt des öfteren nur aus einem Pull-up.
Schon, dann ist die steigende Flanke eben eine flache e-Funktion.

Bei aktuellen bidirektionalen Treiberbausteinen wird (wie schon beim 
uralten 8051) deshalb die steigende Flanke kurz aktiv gegen High 
getrieben, um die Flanken steiler zu bekommen. Das passiert bei dieser 
simplen Transistorschaltung nicht.

: Bearbeitet durch Moderator
von Obelix X. (obelix)


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Lothar M. schrieb:
>> Ein High-Pegel kommt des öfteren nur aus einem Pull-up.
> Schon, dann ist die steigende Flanke eben eine flache e-Funktion.

Das meinte ich mit äußere Bedingungen. Also zum Beispiel die Frequenz. 
Bei annähernd DC egal aber bei 1GHz problematisch.

Bei unidirektional würde ich die Schaltung auch nicht so einsetzen.

: Bearbeitet durch User
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