Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik PC Lüfter regeln


von Stephan W. (stipo)


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Nabend zusammen,
ich bin gerade dabei mir eine PC Lüfter Regelung zu entwerfen für meinen 
HTPC. Da der HTPC immer schön leise sein soll aber doch immer 
ausreichend gekühlt werden muss, muss ich natürlich die Lüfter drosseln.

Die Drehzal des Lüfter möchte ich aber per Software einstellen können,
weshalb ein Poti ausscheidet. Außerdem soll das Tachosignal der Lüfter 
erhalten bleiben, was dann eine PWM regelung auch schon wieder 
ausschließt.
Ich war natürlich nicht faul und habe etwas geforscht was man da machen 
kann. Die Lösung ist wohl, das man einen "Tiefsetzsteller" aufbaut, da 
durch die Spule dann in den PWM pausen, die in der Spule gespeicherte 
Energie weiter an den Lüfter abgegeben wird und dadurch das Tachosignal 
weiter sauber auswertbar bleibt. Dadurch erhalte ich dann eine 
Spannungsregelung.

Ich habe da mal nach besten wissen und gewissen eine Schaltung 
gezeichnet.
Bin aber im moment nicht sicher, ob das so auch funktionieren wird, da 
ich noch recht unerfahren in der Analogen Elektronik bin (bis auf einige 
Schulische Grundlagen als Elektriker).

Die Bauteilwerte lassen wir mal außen vor. Mir geht es rein darum, ob 
die Schaltung so funktionieren kann. Das genaue Berechnen der Schaltung 
ist dann der nächste Schritt, wo ich dann bei der Spule sicher nochmal 
euer wissen in anspruch nehmen werde/muss.

Noch eine Grundlegende Frage bleibt aber für mich unbeantwortet. Der 
Lüfter wirkt ja auch wie ein Generator. Das soll man ja über eine Diode 
ableiten, das einem der Transister nicht flöten geht. Ich bin aber im 
moment etwas überfragt, wie ich den einbauen müsste.

So nun lasse ich euch mal zu Wort kommen. Bin schon gespannt, was Ihr zu 
der Schaltung sagt. Bin willig da etwas dazu zu lernen (zB verwendung 
von Spulen). Auch macht das reine Digitale auf dauer auch nicht spaß, 
weshalb ich mir das Analoge auch näher bringen möchte.

Grüße
Stephan

von Konrad S. (maybee)


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Was spricht gegen einen 4-Pin-Lüfter und PWM?

von Stephan W. (stipo)


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Konrad S. schrieb:
> Was spricht gegen einen 4-Pin-Lüfter und PWM?

Ansich rein aus der Anwendung gesehen sicher nichts. Aber der lerneffekt 
wird sich dadurch gegen null bewegen :)

von Achim M. (minifloat)


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Damit der Transistor Durchschaltet, brauchst du an der Basis eine um 
0,7V höhere Spannung als am Emitter. So wird das leider nichts.

Ich würde da vorschlagen...

a)statt einem NPN einen PNP zu benutzen. Dessen Basis kannst du ja mit 
einem weiteren NPN periodisch "nach unten ziehen".

b)die Schaltung umzudrehen und "Low-Side" zu schalten.

mfg mf

von Stephan W. (stipo)


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Mini Float schrieb:
> Damit der Transistor Durchschaltet, brauchst du an der Basis eine um
> 0,7V höhere Spannung als am Emitter. So wird das leider nichts.
Okay, das wusste ich jetzt nicht.

> Ich würde da vorschlagen...
>
> a)statt einem NPN einen PNP zu benutzen. Dessen Basis kannst du ja mit
> einem weiteren NPN periodisch "nach unten ziehen".
>
> b)die Schaltung umzudrehen und "Low-Side" zu schalten.
Ich hab mich mal für "A" entschieden. Ist aus meiner Sicht etwas 
umfangreicher zu berechnen, das übt :)

Anbei die verbesserte Schaltung.

Bleibt nur die Frage noch offen mit der Schutzdiode.

von Stephan W. (stipo)


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Ich hab mich gerade mal ein bisschen zwecks den Leistungen der Lüfter 
informiert. Teilweise finden sich Lüfter mit 5W, welche wenn mit 5V 
betrieben natürlich den Transistor sterben lassen werden. (max 0.5A)

Deshalb ist obige Schaltung mit den Transistoren wohl eher schlecht, 
aber vom Grundprinzip wohl in Ordnung (keine Einwände wurden gepostet).

Ich werde mich morgen nochmal in Mosfet einlesen, wie ich die 
verschalten muss. Im moment hab ich den IRLML 2502 ins Auge gefasst, da 
der bis 4,2A schalten kann.

Werde mich da morgen dann nochmal zu mit einem neuen Schaltungsbeispiel 
zu Wort melden.

Alles in allem im moment eine spannende Geschichte für mich ;)
Irsinn auf was man da alles achten muss um nicht gleich den ersten 
Versuchsaufbau in Rauch zu verwandeln.

von M. J. (manfred-64)


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Stephan W. schrieb:
> aber vom Grundprinzip wohl in Ordnung (keine Einwände wurden gepostet).

Sicher nur weil die Specis schon pennen :)

Überleg Dir mal was für ein Basisstrom durch Q1 fließt!

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Oder einfach mal AVR442 lesen - Wie britzel ich ausm ATTiny13 eine tolle 
FanControl inkl. Motoransteuerung:

http://www.avrfreaks.net/index.php?func=viewItem&item_id=667&module=Freaks%20Tools
Ich hab den AVR Freaks Link genommen, weil da PDF und zip so schön 
nebeneinander sind.

von MaWin (Gast)


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> Tiefsetzsteller" aufbaut

Na wenn du regelst, ist es kein Steller mehr.

> Bin aber im moment nicht sicher, ob das so auch funktionieren wird

Im Prinzip schon, WENN du den Transistor mit 0V/12V an dessen Basis 
ansteuerst.

> Anbei die verbesserte Schaltung.

Die lässt sich mit logisch low/logisch hi ansteuern.



Deine Schaltung, mit der SPule, ist besser als die Schaltungen bei denen 
der Lüfter nur kurzzeitig an Betriebsspannung gelegt wird und dann 
wieder abgeklemmt wird (PWM), weil er eine gleichmässige Spannung 
bekommt.


Die Bauteilwerte müssen aber passen. Ob ein BC327 den nötigen Strom 
lieiten kann, sei dahingestellt. Er darf nur so lange eingeschaltet 
werden, bis der Strom in der Spule ca. 10% des Motornennstroms gestiegen 
ist, also muß die Induktivität der Spule gross genug sein im Verhältnis 
zur Frequenz, und die Spule muß den Motorstrom aushalten. Die Frequenz 
darf nicht zu hoch sein, weil der BC327 nicht so rasend schnell 
abschaltet, ich sag mal nicht über 25kHz (bei bereits recht 
niederohmigen Widerständen davor). Die Diode muß beim abschalten des 
Transistors schnell leiten, also keine 1N4001 Netzwechselstromdiode, 
sondern eine BA157 oder ähnliche "fast recovery" Diode.

Wichtig wäre aber nun, daß du REGFELST. ALso das an/aus Verhältnis des 
Transistors in Abhängigkeit von einer gemessenen Temperatur regelst, 
oder in Abhängigkeit von der am dritten Anschluss des Lüfters gemeldeten 
Drehzahl auf die gewünschte Solldrehzahl. Denn der Lüfter bleibt am 
Anfang einfach stehen, da muß die Spannung schon deutlich steigen, und 
erst nach dem Anlauf wird er auch bei niedriger Spannung weiterlaufen. 
Diese Spannungswerte werden sich mit dem Alter verändern. Daher ist eine 
Regelung (die Notfalls die volle 12V an den Lüfter anlegt) auch besser 
als eine einfache Spannungsreduzierung.

von Stephan W. (stipo)


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So melde mich dann zurück, nachdem ich meine Waschmaschine verarzten 
musste, finde ich auch noch ein bisschen Zeit für die schönen dinge :)

Ich habe mal einen Mosfet und einen kleinen Papst Lüfter genommen und 
zusammen gesteckt. Dabei stelle ich gerade fest, das wenn ich mit einem 
Poti den Mosfet zb auf 7V regle, das der Lüfter dann weniger Strom zieht 
als wenn ich den mit 12V betreibe. Wie kann das sein, wenn der Lüfter 
1,1W leistung bei 12V hat, das dann bei 7V und immer noch den selben 
1,1W weniger Strom fließt. Rein nach dem Ohmschen Gesetz müsste dann 
doch ein höherer Strom sein.

Bin ich nun total verblödet und hab alles vergessen, was ich mal in der 
Schule gelernt habe?

von Stephan M. (stmz)


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Stephan W. schrieb:

> Bin ich nun total verblödet und hab alles vergessen, was ich mal in der
> Schule gelernt habe?

U = R * I

bzw.

I = U / R


R ist konstant. Wenn du nun U verringerst, was passiert dann mit I? ;-)

von Stephan W. (stipo)


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Hallo Namensvetter :)
Na klasse, ich hatte da einen Knoten im Kopf. Bin immer von der Leistung 
ausgegangen (W) des Lüfters. Wenn man da natürlich bei 1,1W des Lüfter 
die Spannung verringert, entsteht ein höherer Strom ;)

Und ja, ich kenne "URI" zu genüge :)
Ich hätte wohl doch eher ins Bett gehen sollen, als noch zu versuchen 
etwas zu berechnen ;)

Aber danke, nun ist der Knoten gelöst und es macht auf einmal auch 
wieder sinn :)

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