Guten Abend Habe mit einem µC (AVR90S8515) ein PWM-Signal erzeugt mit dem ich über einen Leistungstreiber (L293D) einen 12V PC-Lüfter ansteuere. So das ganze soll wenn`s je fertig wird mal ne Lüftersteuerung werden. Leider musste ich feststellen das der Lüfter Geräusche macht wenn er mit PWM betrieben wird. So je höher die Frequenz des PWM desto weniger Geräusche, richtig? Habe mir sagen lassen das man dieses Prob mit den Geräuschen mit einem RC-Glied beseitigen kann. Die Frage ist nur wie berechnet man das? Hat sonst noch jemand ne Idee was man gegen das lästige Geräusch tun kann. P.S. Die Lüftersteuerung soll zu einem leisen PC beitragen --> wenn die Lüfter jetzt aber Geräusche machen ist das genau das Gegeteil was ich erreichen will. Herzlichen Dank schon mal
Mit RC-Glied kannst Du da nichts machen. Das würde ja bewirken, dass Du aus dem Rechteck eine Analogspg mittelst, mit der kannst Du die Leistungstreiber im 293 nicht ansteuern. Welche PWM-Frequenz benutzt Du? Wichtig ist, dass diese Frequenz in einem fürs Ohr unkritischen Bereich liegt. Versuch mal, die High-Speed-PWM zu nehmen, dann sollte eigendlich nichts mehr zu hören sein. Alternativ kannst Du auch eine sehr langsame PWM probieren, so um die 100Hz, da aber viele Oberwellen bei PWM entstehen, kannst Du das nur ausprobieren. Stefan
ich würde es trotzdem Analog machen, Portpin->RC-Glied->Verstärker. Mit dem L293 geht das natürlich nicht, nimm z.B. einen L272, ein kleiner Doppel-Leistungs-OP. Kommt zwar nur etwa auf 11V bei 12V Betriebsspannung, aber das sollte reichen.
Mach das ganze blos nicht analog! Du willst doch nen leisen Rechner, wenn du aber mit sinnlosem verbratenvon Energie deinen Rechner noch unnötig aufheitzt bringt das wohl auch nichts. Die beste lösung um gleichstrommotoren zu regeln ist nun mal die PWM. Nimm eine PWM Freqeunz über 22kHZ und absulut keine Probleme mehr. 22KHZ müssten sich gutr machen lassen mit Timer und Compareregister. Bei z.B. 8MHz Timertakt und 256 Steps bekommst du 8000KHz / 256 = 31,25KHz Und das sollte man eigentlich nicht mehr hören! Marc
-Lüfter sind aber keine Gleichstrommotoren, sondern elektronisch kommutierte -Verlustleistung: 1-2W, hihi. Du meinst allen Ernstes, das würde eine messbare Erhöhung der Innentemperatur bzw. sogar eine Erhöhung der Lüfterdrehzahl bringen? Wo lebst du denn. Schau dir mal die Verlustleistungen von Netzteil, Festplatte, Prozessor und Grafikchip (um nur die größten Wärmeproduzenten zu nennen) an und setz das mal ins Verhältnis...
Also ich habe so ein Projekt vor kurzem angefangen(Leider nicht zu ende gebracht) Mit purer PWM kommt man bei nem PC Lüfter nicht weit, weil(wie bereits gesagt wurde) der Motor elektronisch Kommutiert wird. Ich habe ne Frequenz von 3KHz genommen oder so, weis nicht mehr genau. Muss ich nachgucken. Das PWM Signal habe ich dann durch nen RC Glied geschickt, damit da ne analoge Spannung rauskommt. Das ganze durch nen OP mit ner Verstärkung von 2.5 und dann noch ne Endstufe(140mA macht nicht jeder OP am Ausgang mit. Hängt man den Lüfter doch daran gibts ganz böse Spannungseinbrüche und so ;) Als Endstufe hab ich nen Darlington genommen, weil der gerade auffem Tisch lag. Der hat zwar nen Nennstrom von 3.5A, aber das macht dem Lüfter ja nix g An der Endstufe den den Lüfter dran und man kann ihn beliebig in der Drehzahl regeln. Aber darauf achten, dass der Lüfter immer an Masse ist, musst ihn also im Emiter einbauen, sonst stimmt das Tachosignal nicht mehr. Man muss aber dazu sagen, dass der Lüfter erst ab ca. 4V anfägt sich zu drehen, wenn er vorher im Stillstand war. Tobias
Man kann auch versuchen, die PWM-Frequenz in den Infraschallbereich (<20Hz) zu legen. Die Trägheit des Lüfterrades müßte das dann rausfiltern. Einfach mal mit einer variablen Frequenz experimentieren und dann auf geringstes Geräusch optimieren. Einen L293 halte ich aber für Perlen vor die Säue. Ein beliebiger L-MOSFET (RFD14N05L) tuts doch auch und bringt auch volle 12V. Peter
Die Frage nach RC-Glied für PWM muß man mit NEIN beantworten, wenn dieses direkt vor den Lüfter geschaltet werden soll. Einen Schaltregler baut man u.a. auch nicht mit RC am Ausgang. Die einfache Lösung: LC-Glied.
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Hallo alle zusammen z.Z. fahre ich mit ca. 25kHz. Das mit den Frequenzen bringt nett viel was die Geräusche an geht. Dann werde ich heute Abend mal etwas mit Bauteilen spielen und schaun was raus kommt. Ne kleine Frage am Rande (bitte nett lachen oder dumme Kommentare).Habe mal vor Jahren EEAN gelernt bin aber total raus. Ein RC-Glied filtert ja nur Frequenzen so viel ich noch in Erinnerung habe. Es lässt nur ein bestimmtes Frequenzband durch. Habe das mal in die Zeichnung rein gehaut. Ist die Formel richtig oder wie berechne ich das RC-Glied?
Das RC-Glied ist ein Tiefpass (oder ein Hochpass, wenn Du die Bauteile umdrehst). In Deiner Anwendung macht es also das Gewünschte; hinten kommt ein relativ glattes Analog-Signal raus, je weiter f-PWM und f-RC auseinanderliegen, umso besser. Deine Frequenz-Formel ist korrekt. Nicht aus dem Auge verlieren solltest Du, dass bei Analog-Ansteuerung Verlustleistung und damit Wärme erzeugt wird. Die hats Du im PWM-Betrieb nicht, ob das ein Nachteil ist, kommt auf Deine genauen Werte drauf an. Stefan
also mal was zu elektronisch kommutierten Motoren: Sie sind ganz normale Gleichstrommotoren und lassen sich im normalfall via PWM ansteuern. Wenn dies nicht geht braucht man nur eine Diode und einen C in die Zuleitung zum Steuer IC einfügen. Hab ne Zeit lang bei PAPST gearbeitet und diese Lüfter sind rundsätzlich mit PWM regelbar. Eben durch eine gepufferte Stromversorgung des IC's. Mit RC glied brauchst du deutlich mehr Bauteilaufwand RC glied und Endstufe.
@Marc Donner Ein dreifaches Lob an dich. Deine Idee ist absolut Klasse. 1x 1N4001 hinter den L293 und 1x 1000µF und Ruhe ist im Karton. Jetzt macht mein PAPST (was auch sonst an Lüfter) keine Geräusche mehr. Die Diode macht den Sinn das wenn der Ausgang des L293 auf Low geht der Strom zum Lüfter fließt (ihn puffert) und nicht zum Leistungstreiber, richtig? So aber wie komm ich jetzt auf die Grösse vom Elko? Das muss sich doch berechnen lassen.
Probieren geht über studieren! Wenn du anstatt des L293 nen FET oder nen Bipolar verwendest kannst du dir die Diode und eventuel den C sparen. Marc
Das mit der sehr niedrigen Frequenz ist kein Witz sondern ernst gemeint. Sowas wird auch durchaus in der Praxis angewendet, um sehr langsame Drehzahlen und damit einen hohen Variationsbereich zu errreichen. Wenn man nämlich die kleinste Impulsweite so wählt, daß der Motor immer die Haftreibung überwindet, hat man keine Schwellspanung mehr, d.h. der Motor dreht von >0V (Mittelwert) an. Aber Du darfst mit der Frequenz auch nicht soweit runtergehen, bis hörbare An- und Auslaufgeräusche auftreten. Peter
Ich habe die Erfahrung gemacht, daß es sehr auf die Bauweise des Motors ankommt. Als ich einen Motor mit im Modellbau üblichen 3 kHz ansteuern wollte, war er kraftlos und wurde eigentlich nur warm. Mit 200 Hz läuft das Ding prima. Andere Motoren wiederum können mit den Frequenzen umgehen, da gab es keine Probleme.
Wie ist es mit PWM und einem Kondesator? Dürfte doch eine Lineare Spng. geben?
@Vendor2k Das hat er doch gerade ausprobiert. Aber Mit dem L293 und nur nem C gehts nicht. da der L293 bei Low Pegel den Ausgang auf masse potential zieht. braucht desshalb noch ne diode Marc
@Heini "So aber wie komm ich jetzt auf die Grösse vom Elko? Das muss sich doch berechnen lassen." So pi mal Daumen = ca. 1000yF / A ...
Also Elko direkt an L293 läßt entweder den Elko oder den L293 oder auch beide in Kürze Puff machen. Elko mit Diode macht Spitzenwertgleichrichtung und aus ists mit PWM. Einzig Elko mit Drossel hinter dem L293 könnte gehen. Wirklich hübsch, wie hier untaugliche Ideen gewälzt werden anstatt mal den Rat anderer auszuprobieren. Das Ohr hat nun mal auch eine untere Grenzfrequenz, warum soll man das nicht ausnutzen ? Peter
@Peter Wenn du meinst du wärst der elektrotechnik Checker dann wüsstet du auch das der C hinter dem L293 mit ner diode dazwischen überhaupt nicht stört. Hierbei wird die PWM zwar in eine Gleichspannung gewandelt, aber ohne größere verlustleistung. Und dann sag mir doch mal bitte warum ein elko Puff macht wenn er die ganze zeit geladen und entladen wird. da stirbt der L293 vieleicht wegen zu hoher impulsstrome aber nicht der Elko. der Stirbt dir erst bei einer städigen umpolung der Ladung. und ne Drossel hinter dem L293 und dann nen C hat das Problem dass du durch den Gleichstrominnenwiderstand der Drossel den C in der Low Phase wieder entlädst. Ideale Spulen gibt es nun mal bei 20°C nun mal nicht. Marc
Der Elko explodiert zwar nicht, aber Ripple-Ströme machen ihm in der Tat zu schaffen. Das liegt daran, daß Elkos (im Vergleich zu anderen Kondensatoren) einen recht hohen effektiven Serienwiderstand (ESR) haben, und an dem entsteht durch die Umladung Verlustleistung. Sogenannte low-ESR-Typen, die für Schaltnetzteile konzipiert sind, sind hier im Vorteil.
>>das(s) der C hinter dem L293 mit ner diode dazwischen überhaupt >>nicht stört. Hierbei wird die PWM zwar in eine Gleichspannung >>gewandelt, aber ohne größere verlustleistung. Solch eine Schaltung läßt sich aber noch optimieren: die Diode gleich an V+ anschließen, dann kann man sich die PWM-Erzeugung sparen. Weiterhin kann man die Diode durch eine Drahtbrücke ersetzen, das spart Verlustleistung. Und wenn der Elko von V+ schon groß genug ist, kann man auch den Elko hinter der Drahtbrücke sparen ! Na ja und die Drahtbrücke, die kostet nicht viel.
Sehr sinnvoll. Du hast bloß noch nicht begriffen, daß die Variante mit Diode und Elko im Gegensatz zu Deiner wirklich funktioniert... Es entsteht nämlich keine reine Gleichspannung, schließlich wird der Elko ja durch die Belastung mit dem Lüfter auch wieder entladen. Es entsteht eine pulsierende Wechselspannung, deren Amplitude wahrscheinlich gering genug ist, daß der Lüfter nicht mehr pfeift, aber deren Mittelwert nach wie vor vom Tastverhältnis des PWM abhängt. Allerdings stimme ich Peter Danneggers Vorschlag mit dem extrem langsamen PWM zu, den halte ich für den sinnvollsten Kompromiß, da er eben auf all so 'nen Zirkus wie Elko und Diode verzichten kann.
@Marc, schau Dir einfach mal das Datenblatt eines Elkos an, da wird auch ein maximaler Ripplestrom angegeben, der nicht überschritten werden darf. Und bei einigen kHz PWM-Frequenz dürften ne Menge Amperes fließen. Es stimmt natürlich, bei Überstrom krepieren die Elkos nicht so schön, wie bei Falschpolung. Sie werden langsam heiß und das Überdruckventil kann langsam öffnen. Wie schon gesagt, eine Diode bewirkt nur eine Aufladung auf den Spitzenwert. D.h. egal ob 10% oder 100% PWM, der Elko hat immer 12V. Nur bei sehr kleinem Tastverhältnis sinkt die Spannung bedingt durch die Verluste in der Diode und dem L293 etwas ab. Das mit der Drossel funktioniert sehr wohl, sowas nennt man nämlich einen Abwärts-Wandler (step down converter) und dafür gibt es auch entsprechende Speicherdrosseln. Und ab einer Mindestlast ändert sich die Stromrichtung in der Drossel nicht. D.h. die Drossel gibt in den Pausen die Energie ab, die sie gespeichert hat während der obere Transistor leitend war. Peter
Das der c immer 12V hat stimmt nicht. Der Elko wird zwar immer auf 12V geladen was er aber bei kurzem Tastverhältnis nicht erreicht,wenn du schon von datenblättern sprichst dann solltest du auchwissen, das die Ladungsänderung eines C's von dem Strom pro Zeitinterval abhängt. Das bedeutet um den Kondensator in t=0 auf 12V zu bringen brauchte einen undlichen Strom. Auserdem wird der Kondensator bei der LowPhase vom Lüfter entladen und hat somit keine 12V mehr. Bei der sache mit dem Ripplestrom muss ich dir recht geben hab ich nicht drangedacht. Aber fliesen werden da auch keine paar Ampere, aufgrund der Innenwiderstäde des Treibers. Marc
@Jörg: Für mich ist es ein sehr großer Unterschied, ob eine Schaltung einen Effekt zeigt, oder ob sie auch funktioniert. Nimm ein Programm, das die Eingabe der Tasten '1', '2' und '3' erwartet. Gibt man diese Ziffern ein, läuft die Anlage einwandfrei. Tippt man allerdings zwischendurch die Leertaste, stürzt der Rechner ab und muß ausgeschaltet werden. Ist dies nun ein funktionierndes Programm ? Der geniale Programmierer sagt ja und kann es auch 'beweisen'. Der Benutzer flucht hingegen - zu Recht. Elektronik ist nicht das wahllose Zusammenschalten irgendwelcher Komponenten, und wenn es nicht klappt, noch einen Kondensator hier und einen Widerstand dort. Das ist ganz üble Bastelei. Hinzu kommen dann noch die Halbwahrheiten, die erfunden werden, um die eigene Idee zu rechtfertigen. z.B.: Gleichrichtung der PWM, pulsierende Wechselspannung, ... Bei absurden Schaltungsvorschlägen muß man manchmal auch absurd kommentieren.
Michael, wenn Du's auch nicht glaubst: die Schaltung wird (im Gegensatz zu Deiner Metapher) durchaus funktionieren. Was Du ganz genauso wie Peter komplett ignorierst ist, daß der Elko ja zwischendurch wieder entladen wird (durch den Lüfter). Damit bewirkt die Gleichrichtung eben nicht, daß dort +12 V Dauergleichspannung am Elko liegen, sondern die effektive Gleichspannung hängt vom Tastverhältnis ab. Daß ich selbst die low-frequency PWM bevorzugen würde, die Peter vorgeschlagen hat (eben aus genannten Gründen wie Ripple-Strom durch den Elko, sowie der möglichen Bauelementeeinsparung überhaupt), ist eine andere Sache, aber deshalb die unsinnige Behauptung aufzustelle, man könne statt Diode + Elko ja gleich den Lüfter an +12 V schalten, zeugt leider nur von Unkenntnis (oder Ignoranz) Deinerseits (und Peters ganz genauso). Keine Sorge, ich mach' das schon paar Jahre und habe es sogar mal studiert... Du kannst mir also gut & gern zutrauen, daß ich mehr als das ,,wahllose Aneinanderschalten von Bauteilen'' beherrsche. Sorry übrigens, die ,,pulsierende Wechselspannung'' sollte selbstverständlich ,,pulsierende Gleichspannung'' heißen, das war ein Schreibfehler.
Ich war natürlich davon ausgegangen, daß der Elko die PWM-Frequenz rausfiltern soll, d.h. sich während einer PWM-Periode nicht nennenswert entlädt. Und da hat man dann eine Spitzenwertgleichrichtung, genauso, wie sich ein üblicher 50Hz Netzteilelko auf den Spitzenwert (1,4 * Effektivwert) auflädt. Wenn er sich nun doch immer stark entladen soll, dann hat er aber doch keine Filterwirkung mehr. @Marc, "t=0" gibts in der Praxis nicht, d.h. Deine PWM wird schon eine minimale Schrittweite haben müssen und der L293 kann auch ganz ordentlich Amperes. Wenn also der Elko ohne was direkt am L293 wäre, müßte er jede PWM-Periode komplett geladen und entladen werden und das könnte ihn durchaus überlasten. Einmalige Stromstöße (z.B. Einschaltstrom eines Netzteils) könne die Elkos auch gut ab, aber eben keine hohe Dauerbelastung. Peter
>>Ein dreifaches Lob an dich. Deine Idee ist absolut Klasse. 1x 1N4001 >>hinter den L293 und 1x 1000µF und Ruhe ist im Karton. Jetzt macht >>mein PAPST (was auch sonst an Lüfter) keine Geräusche mehr. Das ist weiter oben zu finden. Ich glaube nicht an Gott und weiß auch nicht welcher Papst gemeint ist. Aber so ein kleiner Lüfter dürfte mit 1000µF schon 1/10tel Sekunde laufen. Im Datenblatt des L293D ist zu finden: Peak output current (100µs non repetitive) 1,2 A; abs. max. ratings. Aber das muß man ja nicht beachten. Übrigens: draußen scheint die Sonne !
@Michael Was ich jetzt auf gut deutsch "absolut scheisse" finde ist, das du meinen Post nieder machst. Ich habe hier ne Frage rein gestellt wo ich Antworten drauf bekommen habe. Die habe ich getestet und sie haben funktioniert! Darum habe ich geschrieben "ein dreifaches Lob..."! Wenn diese Lösungen nicht das gelbe vom Ei sind gut, wenn ich Sachen im Datenblatt des L293D übersehen habe gut, aber drumm must hier nett über meinen Post her ziehen!!!! Tut mir sorry das ich nett mehr die Ahnung habe wie du! Habe mal EEAN gelernt und 6Jahre nix mehr damit zu tun gehabt! Diese Frage steht auch bei "das Elko" drin wo auch die Aussgabe kamm das ein Elko mit Diode nix bringt! Ein Drosselwandler oder besser (step down converter) ist die bessere Lösung geb ich zu, nur habe ich dann am Ausgang keine 12Volt mehr da ich ja nur 12V Eingangsspannung habe! Suche schon ne ganze Zeit nach ner Lösung! Aus diesem Grund habe ich diesen Threand aus den Augen verloren und erst jetzt wieder gefunden! P.S. nimms nett persönlich aber eventuell kommt mal einer hier rein der dich nieder putzt für nen Fehler!!!!!
@Michael
Aber wenn du voll die Ahnung hast sag mir halt die Lösung!
Aufgabe: Eingangsspannung +12V
Drezahlregelung eines PC-Lüfters
Ausgangsspannung 4-12V
Mit PWM habe ich alles getestet--> immer Geräusche vom Lüfter!
Sobald das PWM "geglättet" wird und weiter verarbeitet bekomme ich am
Ausgang keine 12V mehr (Spannungsfall an Bauteilen)!
P.S. habe nix gegen dich, aber wenn jemand über einen her zieht nur
weil er nicht die Ahnung hat wie er brennt mir die Sicherung durch!!!!!
Habe privat sehr zu kämpfen das bei meinem jetzigen Job mir alle
Kenntnisse über den Jordan gegangen sind! Eventuell verstehst jetzt
meine Reaktion!
@Heini, wenn Du mich anmachen willst, darfste Dich aber nicht gleich wieder dafür entschuldigen. Meine Kritik richtig sich nicht gegen Dich, sondern den, der Dir diesen Vorschlag gemacht hat und seine 'Lüfterkompetenz' damit begründet, daß er beim Papst gearbeitet hat. Du hast oben kompetente Auskünfte bekommen, die sich von den Bastellösungen absetzen. Ich hatte Dir vorgeschlagen, ein LC-Glied zur Filterung des PWM-Signals zu nehmen. Das funktioniert dann so, daß die pulsierende Gleichspannung (PWM) gefiltert wird und am Elko der Mittelwert ansteht. Beispiel: ein 12V PWM-Signal mit 60% Tastverhältnis liefert am Elko 7,2V (12 x 0,6). Das Prinzip ist wie beim RC-Glied mit dem wesentlichen Vorteil, daß die Verluste vermieden werden, wie sie am Widerstand auftreten. Wenn Du kannst, nimm die PWM-Frequenz so hoch wie möglich > 16kHz und filtere mit einer Drossel >=1mH und 100µF. Die Drossel darf nicht in die Sättigung gehen, sodaß Miniaturdrosseln ungeeignet sind. Ringkerndrosseln, wie sie auch in Schaltreglern eingesetzt werden, sind ok.
Danke schon mal Michael Das dürfte schon funktionieren. Habe die letzten Tage das ganze Netz nach Drosselwandlern durchsucht (Funktion, Berechnung, was zu beachten ist usw.)! Das einzige was mir Sorgen bereitet ist das ich mit dieser Lösung keine Volldrehzahl erreiche da ich ja immer den ohmschen Widerstand der Drossel drin habe. Da aber ne ander Regelung wegen hoher Verlustleistung ausscheidet und das erhöhen der Betriebsspannung von nem PC-Netzteil wenig Sinn macht werde ich es so machen müssen! Mal schauen wo ich die Drosseln her bekomm (Drosseln sind das einzige was man bei meinem Bauteillager nett findet)! P.S. darf man fragen was du von Beruf bist, Ingeneur Techniker?
Habe grad nochmal deinen Post überflogen. Dabei kam mir wie ein Blitz in den Sinn --> ein 12V PWM-Signal mit 60% Tastverhältnis liefert am Elko 7,2V (12 x 0,6) Ist die Formel 100% genau oder nur über den Daumen? Habe ja immer wo einen Spannungsfall in ner elektronischen Schaltung drum frag ich! Des weiteren reden wir über diese Schaltung oder? http://www.user.fh-stralsund.de/~emasch/800x600/Dokumentenframe/Kompendium/Schaltnetzteile/sntdeu2.pdf Da der "Dateianhang" vorübergehend deaktiviert ist muss ich einen Link setzen1
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