Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Kondensator zu Stabilisierung - Frage dazu


von Ju (Gast)


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Hallo,

ich habe einen kleines Aufbau für eine Kühlung.

Eine Pumpe die Permanent an ist und mehrere Lüster die 
Temperaturabhängig gesteuert werden. Es sind 9 Lüfter je 250mA.

Die Pumpe läuft fleißig, laufen nun aber die Lüfter an, fällt die Pumpe 
ganz kurz aus. Ich glaube das liegt am Anlauf der Lüfter, welche die 
Spannung nach unten reißt.

Nun würde ich zur Stabilisierung gerne einen Kondensator einbauen, 
jedoch weißt ich nicht wie Große der Dimensioniert sein soll. (Es muss 
ein Elko sein oder?)

Kann mir da jemand helfen oder nützliche Links zukommen lassen?

Danke im voraus :)

von c-hater (Gast)


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Ju schrieb:

> Ich glaube das liegt am Anlauf der Lüfter, welche die
> Spannung nach unten reißt.

Und ich glaube, das Wissen besser ist als Glaube. Oder anders 
ausgedrückt: Sowas kann man auch einfach messen.

> Nun würde ich zur Stabilisierung gerne einen Kondensator einbauen,
> jedoch weißt ich nicht wie Große der Dimensioniert sein soll.

U.a. diese Frage kann man dann auf Grundlage der gewonnenen Meßwerte 
recht problemlos beantworten.

von Easylife (Gast)


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12V Lüfter?
Laufen alle 9 Lüfter gleichzeitig an? Evtl. kann das ja geändert werden 
(individuelle Einschaltverzögerungen...)

von Magic S. (magic_smoke)


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Kondensator kann helfen, mußt Du ausprobieren. Ich würd bei einer 
schwachen Stromversorgung aber auch eher dazu raten, die Lüfter 
sequentiell oder in drei Gruppen zu starten.

von Ju (Gast)


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> Und ich glaube, das Wissen besser ist als Glaube. Oder anders
> ausgedrückt: Sowas kann man auch einfach messen.

Da hast du natürlich rechts. Ich habe ex gerade mal versucht. Ja ist 
sehe eine Veränderung der Spannung, aber leider habe ich nur ein 
Multimeter, und das hat auch nur 5 Euro gekostet ..


> 12V Lüfter?
> Laufen alle 9 Lüfter gleichzeitig an? Evtl. kann das ja geändert werden
(individuelle Einschaltverzögerungen...)

Ja, 12V Lüfter 120mm. Ich könnte die 9 Lüfter Maximal als eine 5er 
Gruppe und eine 4er Gruppe starten. Daran habe ich vorher aber gar nicht 
gedacht, das werde ich einmal probieren.

Wenn man einen Kondensator einbaut, was sind dann so die gängigen 
Größen?

von Eumel (Gast)


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Ju schrieb:
> Wenn man einen Kondensator einbaut, was sind dann so die gängigen
> Größen?

Die musst du dir ausrechnen :)

von Easylife (Gast)


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Vergiss das mit den Kondensatoren.
Bei der Gesamtleistung von 27W wirst du du den Anlaufstrom mit 
Kondensatoren nicht in den Griff bekommen.
Die Lüfter ziehen beim Anlaufen deutlich mehr Strom als im Betrieb, und 
die Anlaufphase wird vermutlich nicht unter 0.5s liegen...
Da wären so große Kapazitäten nötig, die würden dann vermutlich direkt 
deine Stromversorgung killen, ohne entsprechende Ladeschaltung.

In 2 Gruppen einschalten kann u.U. noch nicht reichen, wenn du das 
versuchst, schalte erst die 5er Gruppe ein, und dann die 4er, damit der 
2. Anlaufstrom kleiner ist, wenn bereits Lüfter laufen.

Aus meiner Sicht gibt es nur 2 "gute" Wege:
a) Strombegrenzung - Nachteil: entweder sehr aufwändig, oder mit hohem 
Verlust behaftet (schätzungsweise >=3W).

b) Lüfter einzeln einschalten.
Das kannst du entweder analog mit R/C Gliedern und MosFETs lösen, evtl. 
wären noch Komparatoren gut.

Oder NE555 + Schieberegister 74xx165 (NE555 als Taktgeber für den 
Clockeingang, und dann am Eingang immer eine 1 reinschieben, den 9. 
MosFET schließt du an QH an).

Oder einen kleinen uC dafür nehmen, der die 9 MosFETs schaltet, muss 
halt programmiert werden...

von BattMan (Gast)


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Easylife schrieb:
> Oder einen kleinen uC dafür nehmen, der die 9 MosFETs schaltet, muss
> halt programmiert werden...

Mit Kanonen auf Spatzen schießen. Das ist hier der beliebteste Sport.

Ju schrieb:
> Wenn man einen Kondensator einbaut, was sind dann so die gängigen
> Größen?

Vergiß das ganz schnell. Warum spendierst Du den Lüftern nicht eine 
eigene Stromversorgung? Ein SNT kostet heute fast nix mehr. Dann hast Du 
das Problem einfachst gelöst.
Ein 12V/36W SNT von Meanwell kostet beim Pollin nur knappe 10 Euronen.
Billiger geht es nicht.

von Easylife (Gast)


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74xx595 als Schieberegister natürlich.

von Easylife (Gast)


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BattMan schrieb:
> Easylife schrieb:
>> Oder einen kleinen uC dafür nehmen, der die 9 MosFETs schaltet, muss
>> halt programmiert werden...
>
> Mit Kanonen auf Spatzen schießen. Das ist hier der beliebteste Sport.
>

Naja, das macht man auch nur dann so, wenn man sich mit einem uC 
auskennt, einen solchen gerade eh rumliegen hat, und den externen 
Schaltungsaufwand gering halten möchte.
Das Programm ist ja in 10 Minuten zusammengekloppt, und die FETs kann 
man dann direkt mit Serienwiderstand an I/Os hängen. Fertsch.
Ansonsten ist es natürlich blödsinnig.

Zusätzliches Netzteil würde ich größer 36W auslegen...

von Helge A. (besupreme)


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Falls du deine Lüfter aus einem Analogwert heraus schaltest, versuch 
macht kluch.. probier einen LM3914 zur Ansteuerung. Je 1° einen Lüfter 
mehr..??

Womit versorgst du die Anordnung, und wie schaltest du die Lüfter jetzt? 
- Hast du vielleicht irgendwo einen knapp bemessenen Drahtquerschnitt?

von Ju (Gast)


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Danke für die zahlreichen Antworten.

> Womit versorgst du die Anordnung, und wie schaltest du die Lüfter jetzt?
> - Hast du vielleicht irgendwo einen knapp bemessenen Drahtquerschnitt?

In der Tat steuere ich alles schon mit 'nem µC, jedoch hab ich keine 
Ports mehr frei. Vielleicht sattel ich auf einen Größeren und schalte 
die Lüfter zusätzlich noch zum PWM Ausgang.
Es liegt ein 12V/4A SNZ daneben, es treibt alles(µC, Pumpe, Lüfter), ist 
das vielleicht zu wenig?


> In 2 Gruppen einschalten kann u.U. noch nicht reichen, wenn du das
> versuchst, schalte erst die 5er Gruppe ein, und dann die 4er, damit der
> 2. Anlaufstrom kleiner ist, wenn bereits Lüfter laufen.

Ein versuch macht klug, ist ja nicht schwer umzusetzen.

von Easylife (Gast)


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Ju schrieb:

> In der Tat steuere ich alles schon mit 'nem µC, jedoch hab ich keine
> Ports mehr frei.

Wie schaltest du denn die Lüfter in 2 Gruppen ein? Nutzt du dazu 2 
Outputs von deinem uC?

Die könntest du verwenden, um alle 9 Lüfter zu schalten.

Nimm ein 74xx595 Schieberegister.
Einen uC Output (ich nenne ihn mal "A") schließt du an SHCP (Pin 11) und 
STCP (12) gleichzeitig an, Pulldown wäre gut.

Den anderen uC Output ("B") mit einem Pullup(!) versehen und an OE_N 
(13) und über eine Invertierung (z.B. Transistor/FET) an MR_N (10) 
anschließen.

An die Ausgänge des Schieberisters (Q1 bis Q7 und Q7S) kommen 4k7 
Pulldowns, und dann über 100R Widerstände die MosFET Gates (logic level, 
min. 1-2A, min. 30V). Parallel zu den Mosfets jeweils eine 15-20V 
Zenerdiode.

Serial Data Input (DS, Pin 14) legst du fest auf VCC (high).

Die Steuerung funktioniert dann so:

Alle Lüfter ausschalten:
Ausgang "B" auf high, Ausgang "A" low/high/low toggeln.

Einen Lüfter nach dem anderen Einschalten:
Ausgang "B" auf low, für jeden Lüfter jeweils Ausgang "A" low/high/low 
toggeln (mit entsprechenden Pausen dazwischen).

Am allerbesten wäre, du hättest noch einen 3. Output frei, dann kannst 
du dir die Invertierung an OE_N und MR_N sparen, und die Outputs sauber 
im tri-state halten, wärend du den ersten Reset machst.

von Ju (Gast)


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Easylife schrieb:
> Ju schrieb:
>
>> In der Tat steuere ich alles schon mit 'nem µC, jedoch hab ich keine
>> Ports mehr frei.
>
> Wie schaltest du denn die Lüfter in 2 Gruppen ein? Nutzt du dazu 2
> Outputs von deinem uC?

Ja, aktuell noch direkt, mit ~32 kHz PWM. Aktuell noch direkt, später 
zum Abwärtswandler,damit ich das Tachosignal auslesen kann.

Ich habe hier noch ein par 74HC595N rumliegen, allerdings bräuchte ich 
doch zusätzliche Ports und einen Komparator (An/Aus + PWM Signal), oder 
ist der schnell Genug um das als PWM Auszugeben?

von Easylife (Gast)


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Ju schrieb:
> Easylife schrieb:
>> Ju schrieb:
>>
>>> In der Tat steuere ich alles schon mit 'nem µC, jedoch hab ich keine
>>> Ports mehr frei.
>>
>> Wie schaltest du denn die Lüfter in 2 Gruppen ein? Nutzt du dazu 2
>> Outputs von deinem uC?
>
> Ja, aktuell noch direkt, mit ~32 kHz PWM. Aktuell noch direkt, später
> zum Abwärtswandler,damit ich das Tachosignal auslesen kann.
>
> Ich habe hier noch ein par 74HC595N rumliegen, allerdings bräuchte ich
> doch zusätzliche Ports und einen Komparator (An/Aus + PWM Signal), oder
> ist der schnell Genug um das als PWM Auszugeben?

Achso, du kannst eine PWM auf die Lüfter legen.

Ne, PWM geht mit den Schieberegistern dann nicht mehr, nur Lüfter an und 
aus.

Aber wenn du schon eine PWM hast, dann versuche doch mal zunächst, wie 
bereits besprochen, die Lüfter in 2 Gruppen hochzufahren, und die PWM 
einfach gaaaaanz langsam, von 0 auf Endwert zu fahren.

von Ju (Gast)


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Ich hatte neulich mal wieder etwas Zeit dran zu bauen und habe eine doch 
sehr seltsame Beobachtung gemacht, wo ich gerne Fragen würde, wie es 
dazu kommen kann.

Ich habe alle 9 Lüfter angeschlossen, die Pumpe läuft. Alle 9 werden 
gestartet und laufen auf 100%, die Pumpe hat das nicht wirklich 
beeindruckt. Der Spannungsabfall während des Lüfterstarts war effektiv 
nicht vorhanden (11V Mindestwert)

Es läuft alles Problemlos bis ich die Spannung mit PWM steuere (ohne 
Abwärtswandler, sondern ein MOSFET an 12V). Mein µC Programm steuert die 
PWM abhängig von 2 Temperaturen. Starten die Lüfter über das PWM kann 
die Pumpe kurz ausfallen, komischerweise aber ohne festes Muster. Auch 
die Spannung verändert sich nicht (für mich-)Messbar. Laufen die Lüfter 
auf einer höheren Drehzahl fällt die Pumpe nicht mehr so oft aus. Alles 
über 80% ist scheinbar problemlos.

Ist es möglich, das durch die längere Ausschaltphase der Lüfter eine art 
rückschlag oder ähnliches passieren kann?

von Ulrich H. (lurchi)


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Die Lüfter haben oft einen Bürstenlosen DC Motor, und einige haben einen 
Elko drin um die Spannung zu puffern der Elko macht beim PWM Betrieb 
ggf. Probleme weil er Stromspitzen beim Einschalten verursacht. Da 
bräuchte man ggf. dann doch die Induktivität und Freilaufdiode und statt 
einfachem PWM einen Abwärtswandler draus zu machen.

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