Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Lüfter-Drehzahl-Regelung


von Artur R. (artur2000)


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Hallo zusammen,
ich versuche die Drehzahl von PC Lüfter zu regeln. Leider bin ich 
erfolglos.

Die Lüfter (3-pol und verschiedene Typen) werden von einem Atmega per 
PWM (100Hz) angesteuert. Mein Problem ist, dass durch das PWM Signal das 
Tachosignal unbrauchbar wird. Habe schon versucht das PWM signal mit 
RC-Tiefpass auf Controllerebene und auf Leistungsebene zu glätten, doch 
es bleiben immer Restschwankungen im Betrag 100mV erhalten und schon 
klappt das auslesen des Tachosignals nicht mehr richtig.

Habe auch schon mit höheren PWM-Frequenzen 20-30kHz rumgetestet, jedoch 
alles ohne guten erfolg.

Hat es von euch schon jemand geschaft die Lüfterdrehzahl zu regeln?

von avrGerd (Gast)


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Was ist das denn für ein Lüfter?

Mir sind schon Lüfter untergekommen, die konnte man nicht regeln, da die 
interne Elektronik das nicht zuliess.

Gruß,
avrGerd

von Jens (Gast)


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von oszi40 (Gast)


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Dann schau Dir das Tachosignal doch mal genauer mit dem Oszi an. 
Wahrscheinlich erzeugt das PWM so viel Dreck, daß auf dem Tachoanschluss 
dieser Dreck wieder zurück geliefert wird.

Einfacher wäre, einen größeren brauchbaren Lüfter zu suchen. Mit 
größerem Durchmesser werden die meist leiser.

von Artur R. (artur2000)


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Lüfter:
1x kleiner 60er ohne Tacho
1x 120 mit Tacho
1x 120 CPU Lüfter (4 pol) (den über PWM zu Regeln funktioniert, möchte 
aber diesen über 3pol Betrieb Regeln)

Ich möchte die Lüfterdrehzahl zum Spaß regeln, also nicht weil die 
Lüfter zu laut sind.

Das Problem ist, dass das PWM Signal das Tachosignal in Schrott 
verwandelt. Ein Tiefass erster Ordnung bringt keinen Erfolg. Bei hohne 
Drehzahlen lässt sich das Tach-Signal noch auswerten, je niedriger 
jedoch die Drehzahl wird desto mehr verwandelt sich das Rechtecksignal 
des Tachos in ein lineares Signal.

http://www.pcfilter.de/AVR-Ecke/Page15.html
werde mir das mal genauer ansehen, vielen Dank

von mhh (Gast)


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Schaltest Du Masse oder Betriebsspannung mit der PWM? Ersteres ruft den 
Effekt auch hervor.

von Josef 2 (Gast)


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Löse mit der PWM  Timer einen Interrupt aus und starte damit den ADU.
Dann erwischt Du den Messwert immer mit derselben PWM Position.
(Ich habe damit schon einen Brushless ohne Sensoren mit einem PWM 
gesteuert, indem ich die induzierte Spannung gemessen habe.)

von Artur R. (artur2000)


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mhh schrieb:
> Schaltest Du Masse oder Betriebsspannung mit der PWM? Ersteres ruft den
> Effekt auch hervor.

Was meinst du damit genau? Also ich steuere die Basis eines Transistors 
mit der PWM an. Der Transistor schaltet dann den Lüfter. Der PWM Pin 
liegt frei in der "Luft", hat also keinen PullUp oder PullDown 
Wiederstand.
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http://www.pcfilter.de/AVR-Ecke/Page15.html
Habe mir jetzt Speicherdrosseln bestellt, mal gucken ob man damit eine 
bessere und ausreichende Glättung hinbekommt.
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Josef 2 schrieb:
> Löse mit der PWM  Timer einen Interrupt aus und starte damit den ADU.
> Dann erwischt Du den Messwert immer mit derselben PWM Position.

Leider verstehe ich nicht was das bewirken soll. Ich möchte das 
Tachosignal auswerten und dieses ist durch die PWM unbrauchbar. Das 
Signal ist ein Rechtecksignal mit einem Gleichspannungsanteil. Je 
kleiner die Drehzahl desto mehr wird es zu einer Gleichspannung sodass 
man das Rechtecksignal nicht mehr auswerten kann. Ohne PWM hat man ein 
schönes Rechtecksignal und kann die Flanken gut auswerten.

von Leo B. (luigi)


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Mach dir doch die Welt nicht schwerer als sie ist. Nimm einen 
PWM-Ausgang deines µC schalte da dran ein geeignetet RC-Glied, so dass 
ne saubere glatte Spannung raus kommt und jage dieses Signal dann in den 
Invertierenden Eingang eines OpAmp deiner Wahl (gute Erfahrungen konnte 
ich mit dem TS912 machen). Nimm dann noch einen geeigneten MosFET (z.B. 
einen IRF7424) den du in geeigneter Ausrichtung (da solltest du schon 
drauf kommen) in Plus-Versorgungsleitung des Lüfters reinhängst. Dann 
noch die Rückführung (einen Spannungsteiler nicht vergessen, damit du 
die 0-xV deines DA-Ausgangs auf die 0-12V des Lüfters projezieren 
kannst) auf den Positiven Eingang des OpAmp und z.B. einen 100µF Elko 
parallel zum Lüfter und du kannst jeden Lüfter in der Drehzahl steuern.
Wenn du dann noch das Tachosignal (das von eben beschriebener Schaltung 
nicht beeinträchtigt wird) ausliest kannst du sogar einen Regler 
aufbauen.

Viel Spaß damit.

von Jens (Gast)


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> http://www.pcfilter.de/AVR-Ecke/Page15.html
> Habe mir jetzt Speicherdrosseln bestellt, mal gucken ob man damit eine
> bessere und ausreichende Glättung hinbekommt.
> ------------------------------------------------------------------------ -----

Dir ist aber schon bewusst, dass diese Lüftersteuerung nach dem Prinzip 
eines Schaltnetzteils arbeitet!?! Mit einer Speicherdrossel alleine 
gewinnst Du hier keinen Blumentopf. Schau Dir doch erst einmal an wie so 
ein „Abwärtsregler“ überhaupt funktioniert:
http://de.wikipedia.org/wiki/Abw%C3%A4rtsregler
Und für die Berechnung eines Abwärtswandlers kannst Du diese 
Internetseite verwenden:
http://schmidt-walter.eit.h-da.de/smps/smps.html

An der Stelle sei auch noch einmal gesagt dass Du die Plus-Leitung vom 
3-Poligen Lüfter regeln musst. Das Tachosignal hat den Bezugspunkt zur 
Masse, Du kannst also die Masse-Leitung nicht über einen NPN-Transistor 
(oder ähnliches) regeln. Und noch ein Wort zu den 4-Poligen Lüfter, den 
Du ja auch ansteuern möchtest. Die PWM-Leitung vom 4-Poligen Lüfter hat 
hier TTL-Pegal, die PWM-Spannung vom Mµ darf also die 5V Grenze nicht 
übersteigen. Die PWM-Frequenz bei den 4-Poligen Lüftern liegt zwischen 
25KHz bis 30KHz, die solltest Du versuchen ein zu halten...

LG Jens

von Artur R. (artur2000)


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Leo B. schrieb:
> Mach dir doch die Welt nicht schwerer als sie ist. Nimm einen
> PWM-Ausgang deines µC schalte da dran ein geeignetet RC-Glied, so dass
> ne saubere glatte Spannung raus kommt und jage dieses Signal dann in den
> Invertierenden Eingang eines OpAmp deiner Wahl (gute Erfahrungen konnte
> ich mit dem TS912 machen). Nimm dann noch einen geeigneten MosFET (z.B.
> einen IRF7424) den du in geeigneter Ausrichtung (da solltest du schon
> drauf kommen) in Plus-Versorgungsleitung des Lüfters reinhängst. Dann
> noch die Rückführung (einen Spannungsteiler nicht vergessen, damit du
> die 0-xV deines DA-Ausgangs auf die 0-12V des Lüfters projezieren
> kannst) auf den Positiven Eingang des OpAmp und z.B. einen 100µF Elko
> parallel zum Lüfter und du kannst jeden Lüfter in der Drehzahl steuern.
> Wenn du dann noch das Tachosignal (das von eben beschriebener Schaltung
> nicht beeinträchtigt wird) ausliest kannst du sogar einen Regler
> aufbauen

Die Lösung mit dem TP (R=4k und C=0.01uF) am Pin und den nachfolgenden 
OP habe ich auch bereits versucht. Leider kommt da auch keine gute 
Gleichspannung raus. Man hat immer noch unregelmäßige Pikser und diese 
verschlechtern das Tachosignal. Ich weiß überhapt nicht was der OP 
bringen soll. Wirklich glätten tut er nicht.


Werde mich jetzt mal mit dem Abwärtswandler beschäftigen und hoffen das 
er mir eine bessere Gleichspannung erzeugen kann.

Den PWM Betrieb bei 4-poligeb habe ich verstanden. Man kann aber 
4-polige wie normale 3 pol betrieben. Also an V+ die PWM drauf und an 
den vierten PIN wo normalerweise die PWM zum Stellen da ist, frei lasse.

von Klaus (Gast)


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Artur R. schrieb:
> Den PWM Betrieb bei 4-poligeb habe ich verstanden. Man kann aber
> 4-polige wie normale 3 pol betrieben. Also an V+ die PWM drauf und an
> den vierten PIN wo normalerweise die PWM zum Stellen da ist, frei lasse.

Kann man machen. Die Erfinder des vierpoligen Anschluß haben dir aber 
das Problem mit dem unbrauchbaren Tachosignal abgenommen. Am einfachsten 
wäre, zwei vierpolige Lüfter zu nehmen. Dann kann man sich den ganzen 
Rest incl. Treiber sparen.

MfG Klaus

von Jens (Gast)


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> Den PWM Betrieb bei 4-poligeb habe ich verstanden. Man kann aber 4-polige
> wie normale 3 pol betrieben. Also an V+ die PWM drauf und an den vierten
> PIN wo normalerweise die PWM zum Stellen da ist, frei lasse.

Man kann die 4-Poligen Lüfter wie 3-Polige betreiben, nur nicht so wie 
Du Dir das vorstellst. Wenn man einen 4-Poligen Lüfter an einen 
3-Poligen Anschluss betreibt (und damit die PWM weck fällt), dann MUSS 
am V+ Pin auch 12V anliegen. In dem Fall dreht dann der Lüfter mit 
voller Leistung, weil eben das PWM-Signal Fehlt. Es ist NICHT möglich 
jetzt die Spannung am V+ Pin herab zu setzen, da Du mit dem herabsetzen 
der Spannung die interne PWM-Elektronik durcheinander bringst.

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