Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik PC Lüfter 12V mit 0-10V Signal regeln


von Dominik (Gast)


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Hallo zusammen,

ich habe hier ein kleines Projekt, bei dem ich ein wenig Hilfe benötige.

Folgendes ist gegeben:

- Ich habe 8 PC Lüfter in Parallelschaltung Typ 
https://www.alternate.de/Scythe/Slip-Stream-SY1225SL12L-Geh%C3%A4usel%C3%BCfter/html/product/78781

- Ich habe ein 0-10V Signal, welches sich stetig ändert (ändert sich in 
Abhängigkeit des Druckes einer Kälteanlage) (Druckmessumformer Typ 
http://www.ra.danfoss.com/TechnicalInfo/Literature/Manuals/01/RD5GH703.pdf)

- Ich benötige ein Bauteil, welches die Spannung im Ausgang anhand des 
Eingangssignals regelt.

- Am besten wäre es, dass das Signal erst durchgeschaltet wird, sofern 
die Mindestspannung für den Anlauf erreicht ist und die Lüfter dadurch 
nicht unnötig belastet werden

Für die, die es interessiert:

Ich habe einen Mini-Kaltwassersatz gebaut. Dieser kühlt mein Wasser für 
meine PC Wasserkühlung runter auf 8° (Sofern Taupunkt i.O. ist). Da 
Kälteanlagen meist für den Außenbereich konzipiert sind, sind diese sehr 
laut (Vor allem der Lüfter am Verflüssiger). Deswegen habe ich einen 
Verflüssiger verbaut, wo ich genau 8 PC Lüfter vorschrauben kann und 
diese dann die Wärme (Max 40°) wegblasen (und zwar leise). Da der Druck 
(an die Temperatur gekoppelt) nicht zu sehr absinken darf auf der 
Hochdruckseite, müssen die Lüfter drehzahlgeregelt werden. Bei normalen 
Kälteanlagen mit 230V oder sogar 400V Lüftern macht man das mit 
Phasenanschnittsreglungen oder sogar mit Frequenzumformern.

Ich hoffe ihr habt ein par Ideen, wie man dieses Problem angehen könnte. 
Im Internet gibt es EXTREM viele Lösungsvorschläge mit Potis und PWM 
Regler (Ich hab 3 Pin Lüfter, also kein PWM).

Grüsse aus der kalten Schweiz

Dominik

von MaWin (Gast)


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Dominik schrieb:
> - Ich benötige ein Bauteil, welches die Spannung im Ausgang anhand des
> Eingangssignals regelt.

Es wird kaum EIN spezilisiertes Bauteil dafür geben,

Dominik schrieb:
> Im Internet gibt es EXTREM viele Lösungsvorschläge mit Potis und PWM
> Regler (Ich hab 3 Pin Lüfter, also kein PWM).

Eben. Falsches MOdell gekauft.

Die Schaltung
1
 +-----------+---10k-----+---+---+-----+-- +12V
2
 |           |           |   |   |     |
3
 |          10k         8k1  |   |   Motor oder Glühlampe
4
 +-----|+\   |           |   |   |     | 
5
 |     |  >--+           |   |   +-|<|-+ BA157
6
 |  +--|-/   |           |   |   |     |
7
 |  |       10k v --10k--+--|+\  |     |
8
 |  |        |           |  |  >-(----|IBUZ11
9
 |  +--------+-----------(--|-/  |     |S
10
 |           |           |   |   |     |
11
10k         1uF         10k  |  10uF   |
12
 |           |           |   |   |     |
13
 +-----------+-----------+---+---+-----+-- GND
akzeptiert an v eine Spannung von 0-10V und macht daraus eine mit 100Hz 
PWM getaktete Versorgung. Das Tachosignal wird nicht ausgewertet.

von Dominik (Gast)


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Danke erstmal für die schnelle Antwort. Das es dann wirklich nicht nur 
ein Bauteil ist, war mir klar. War etwas unglücklich ausgedrückt.

Die Lüfter sind gerade erst bestellt, hab erst später gelesen, dass es 
mit PWM Lüftern deutlich einfacher ist.

Könntest du mir eine Liste der Bauteile machen, die ich bräuchte um 
diese Schaltung zu realisieren? Ich schaue gerade mal nach Lüftern die 
Preislich noch akzeptabel sind was Luftmenge und Geräuschpegel angeht um 
eine Leistung angeben zu können.

Ich kenne mich in Sachen Feinelektronik und deren Bauteile nahezu nicht 
aus. Ab 230V aufwärts kann ich mit Formeln usw arbeiten.

von Dominik (Gast)


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Julian F. schrieb im Beitrag #3999630:
> Drehpotentionmeter?

Kann mein 0-10V Signal diesen Drehpotentiometer drehen :P?

Für die PWM Steuerung:

http://www.arctic.ac/ch_de/arctic-f12-pwm-pst.html#techspecs

Wäre dieser Lüfter da geeignet?

Danke

von Dominik (Gast)


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Keine Vorschläge mehr :/ ?

von Helge A. (besupreme)


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Alle Lüfter mit PWM-Eingang sind einfach anzusteuern. Der von dir 
verlinkte ist so einer.

Du hast nur einen Meßumformer, der dir einen Druckwert liefert. Das 
Signal muß so aufbereitet werden, daß die Drehzahl deiner Lüfter optimal 
abgestimmt ist. Ich vermute, dafür ist eine kleine Rechenschaltung 
notwendig mit Reglern für Verstärkung und Nullpunktkorrektur.

: Bearbeitet durch User
von Georg H. (Gast)


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An Vorschlägen fehlt es hier nie.

Deine teuer erstandenen Lüfter nun einzumotten und andere zu kaufen 
finde ich irgendwie Verschwendung.

1.Der Vorschlag von MaWin ist gar nicht so schlecht. Die Lüfter werden 
nicht PWM-geregelt, sondern nur an und ausgeschaltet.

2.Du kannst auch jeden PWM-Regler benutzen, und mit Spule und 
Kondensator dahinter aus dem PWM einen kontinuierlichen Gleichstrom 
machen.

3.Oder (bei 8W geht das ja) Du macht einen einfachst-Längsregler:

             12V
              !
        +-----+---+
       4k7    !   !
        !     /   !
        +----!    !    NPN-Darl. (BDX 53) leicht kühlen bis 2 W
        !     \E  !
        !      +-------------Ausg.
        !      !  !
        !     2k2 15k
        \      !  !
  NPN    !-----+--+      z.B. bc548
        /E     !
Eing.--+      10K
               !
---------------+-------------masse
Ausg 0-11V bei 2 bis 10V eing.


oder:
           12V
              !
              !
              !
              /
Eing.    ----!    NPN. (z.B. BD139) leicht kühlen bis 2 W
              \E
               +-------------Ausg.

(Ausg 0-9V bei eing. 1-10V)


Leider sind deine Vorgaben nicht hinreichend genau definiert:
Dominik schrieb:
> Am besten wäre es, dass das Signal erst durchgeschaltet wird, sofern
> die Mindestspannung für den Anlauf erreicht ist und die Lüfter dadurch
> nicht unnötig belastet werden
welche Mindestspannung???
Somit kann natürlich nicht die perfekte Schaltung ersonnen werden.


Georg

von MaWin (Gast)


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Georg H. schrieb:
> 1.Der Vorschlag von MaWin ist gar nicht so schlecht. Die Lüfter werden
> nicht PWM-geregelt, sondern nur an und ausgeschaltet.

Du hast die Schaltung nicht verstanden, natürlich wird die 
Betriebsspannung PWM geregelt.


Helge A. schrieb:
> Alle Lüfter mit PWM-Eingang sind einfach anzusteuern. Der von dir
> verlinkte ist so einer.

Nein. Einfach mal die Artikelbeschreibung lesen statt raten:
"und 3-Pin Tachosignalanschluss"

von Helge A. (besupreme)


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von Stefan F. (Gast)


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Wenn die Steuerspannung belastbar ist, könnte es auch so gehen:
1
           100 Ohm
2
0-10V o----[===]-----+
3
                     |
4
12V   o----[===]-----+-------o Lüfter
5
            50 Ohm

Die Widerstände würde ich experimentiell ermitteln. Hängt ja sehr vom 
jeweiligen Lüfter ab.

von Dominik (Gast)


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Helge A. schrieb:
> Du hast nur einen Meßumformer, der dir einen Druckwert liefert. Das
> Signal muß so aufbereitet werden, daß die Drehzahl deiner Lüfter optimal
> abgestimmt ist.

Der Druck wird in eine Spannung zwischen 0 und 10V ausgegeben. Bei 10V 
Müssen die Lüfter 100% laufen, das ist klar. Ich habe gerade beim 
Hersteller die Kurve für das Druckverhältnis zur Spannung angefragt. Ich 
denke mal bei spätestens 5V Signalspannung sollten die Lüfter ausgehen. 
Also wären 5-10V 100% der Strecke.

Georg H. schrieb:
> Deine teuer erstandenen Lüfter nun einzumotten und andere zu kaufen
> finde ich irgendwie Verschwendung.

Die Lüfter kann ich so zurückschicken, 14 Tage Rückgaberecht. Allerdings 
haben mir jetzt schon einige gesagt, dass es mit den 3 Pin ohne PWM 
einfacher wäre, weil die Leistung relativ einfach abzuführen ist sogar 
ohne Kühlung (Wobei eh fast 600m3/h durch das Gehäuse pusten und viel 
Luft zum kühlen da ist.

Georg H. schrieb:
> welche Mindestspannung???

Der Lüfter braucht 6V um genug Drehmoment zu erreichen um anzulaufen. 
Wenn der Lüfter dann einmal dreht, kann man sogar bis 2V runter ohne, 
dass er stehen bleibt. Es müsste also für kurze Zeit 100% geben und 
danach müsste die Drehzahl runter gehen und das Eingangssignal als 
Sollwert nehmen.


Jemand hier im Büro meinte man kann das einfach mit MOSFET und und und 
machen, man müsste ja nur 8 Watt abfahren, das wäre kein Problem bla bla 
bla.. Leider weiss ich immer noch nicht, was ich dafür einkaufen muss 
und wie ich es verlöten muss^^ Ich hoffe ihr könnt mir da helfen.

von Dominik (Gast)


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Stefan Us schrieb:
> Wenn die Steuerspannung belastbar ist, könnte es auch so gehen:

Die Steuerspannung über den Drucktransmitter ist nicht belastbar. War 
auch meine erste Idee, geht aber leider nicht.

von Stefan F. (Gast)


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Da einige Parameter nicht klar sind, würde ich einen ATtiny13 
Mikrocontroller verwenden.

Die Steuerspannung reduzierst du mit einem Spannunsgteiler auf 0-5V. 
Dann kannst du einen analogen Eingang verwenden, um die Spannung zu 
erfassen. An einen Ausgang hängst du einen kleinen N-Kanal Mosfet, der 
den Lüfter mit einer niederfrequenten PWM (z.B. 10 Hz) ansteuert.

Dies gibt Dir die Flexibilität, die noch unbekannten Parameter per 
Programmieradapter zu ändern.

Ich würde mir überlegen, ob der Mikrocontroller erkennen soll, ob sich 
der Lüfter wirklich dreht, dammit er ggf sicher gestartet werden kann. 
Dazu gibt es ja Lüfter mit einen Tachoausgang.

von Dominik (Gast)


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Also ich kann jetzt ganz genaue Werte angeben:

Ist das Eingangssignal 7,5V muss der Ausgang zum Lüfter auf 0V sein.

Ist das Eingangssignal 9V muss der Ausgang zum Lüfter auf 12V sein.

Bisher habe ich noch die 3 Pin, also die nicht PWM Lüfter auf dem Tisch 
liegen.

12V 1,2W und das ganze 8 mal.

von MaWin (Gast)


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Dominik schrieb:
> Ist das Eingangssignal 7,5V muss der Ausgang zum Lüfter auf 0V sein.
> Ist das Eingangssignal 9V muss der Ausgang zum Lüfter auf 12V sein.

Das ist schon was anderes als 0-10V,
da musst du halt den 8k1 und darunterliegenden 10k an die neuen Grenzen 
anpassen.

von Georg H. (Gast)


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Das könnte auch diskret linear aufgebaut werden.
Bräuchte aber mindestens 9 Widerstände, 2 Transistoren 4 Dioden. Etwas 
einfacheres fällt mir dazu nicht ein.

von Dominik (Gast)


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Georg H. schrieb:
> Das könnte auch diskret linear aufgebaut werden.

Für den Drucktransmitter brauch ich ein 24V Trafo, da dieser mit 12V 
nicht auskommt.

Für die Lüfter hab ich ein 12V Trafo mit 25 Watt geplant.

Was genau heißt linear? Ich darf die Last der Lüfter nicht über den 
Drucktransmitter laufen lassen.

Wie gesagt bin ich ein absoluter Unwissender auf diesem Gebiet. URI 
beherrsche ich, aber das wars dann auch schon.

von Jan Quarentaydos (Gast)


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Die fertige Lösung ist doch das hier oder ?

http://www.reichelt.de/?ARTICLE=119280&PROVID=2788&wt_mc=amc141526782519998&&gclid=Cj0KEQiA6dGmBRC_3Mi-x_XywKsBEiQA1lcFP-wGZQ911S829GH1c92q_2rwAnCT2uGOsk4C-93KNOgaAqO38P8HAQ

12v als VREF, trimmen von MIN auf 7,5v und MAX auf 9v und fertig oder ?

Die Regelstrecke wird bei 1,5v nicht super sein aber wenn der OP 
minimalen Aufwand will ist das doch perfekt.

Einen DC Motor interessiert es doch nicht ob er mit 5kHz PWM oder 
analogen Signal betrieben wird.

Gruß Jan

von Kai M. (kai_mauer)


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Jan Quarentaydos schrieb:
> Einen DC Motor interessiert es doch nicht ob er mit 5kHz PWM oder
> analogen Signal betrieben wird.

Das hast Du aber nur gedacht...
Viele Motoren haben bei hoher PWM-Frequenz überhaupt kein Drehmoment 
mehr.

von Dominik (Gast)


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Ich hab nie von minimalen Aufwand gesprochen :P

Ich brauch einfach eine Lösung die erstmal definitiv funktioniert. Und 
am liebsten für die Lüfter, die ich schon habe, also die 
Ausgangsspannung einfach runterfahren.

von Helge A. (besupreme)


Angehängte Dateien:

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Steuert linear deine Lüfter an. Ausgabe etwa 1-11V. R4 sind deine Lüfter 
(also kein Widerstand). 1V am Lüfter entsprechen 7V am Eingang, 11V am 
Lüfter entsprechen 9V am Eingang. Braucht Kühlkörper.

Die Schaltung ist einfach und günstig, aber nit besonders toll. Besser 
wirds mit Operationsverstärker und Spannungsregelung.

von Dominik (Gast)


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Helge A. schrieb:
> Die Schaltung ist einfach und günstig, aber nit besonders toll. Besser
> wirds mit Operationsverstärker und Spannungsregelung.

Dann mal her mit der Schaltung mit Operationsverstärkern und 
Spannungsreglern :>. Hab jemanden hier gefunden, der sich ein wenig 
damit auskennt und solche Pläne lesen kann und wahrscheinlich auch löten 
kann.

von Helge A. (besupreme)


Angehängte Dateien:

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Beispielschaltung. Mit dem Potentiometer auf den passenden Druckbereich 
einstellen. Ist hier für 8 Lüfter in Reihen-Parallel-Schaltung 
aufgezeichnet, da sparst du das extra Netzteil. Ich hatte schon mal 4 
PC-Lüfter in dieser Schaltungsart betrieben, das hat gut funktioniert.

von Dominik (Gast)


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Helge A. schrieb:
> Beispielschaltung.

Das sieht schon richtig gut aus, vielen Dank. Seh ich das richtig, dass 
die Grüne Linie die Spannung für die Lüfter ist? Weil die drüfen ja nur 
12V kriegen max und nicht 24V. Die blaue Linie stehlt das Eingangssignal 
dar, denk ich mal, oder?

von Helge A. (besupreme)


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Ist für deine 8 Lüfter in Reihen-Parallel-Schaltung. Damit sparst du dir 
die zweite Versorgung ein. Siehe M1-M8 im Bild.

von Dominik (Gast)


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Helge A. schrieb:
> Ist für deine 8 Lüfter in Reihen-Parallel-Schaltung

Natürlich, 2 in Reihe ergibt für jeden 12V. Mein Fehler.

Ich denke mal V2 Sine 8 8 1 ist der Drucktransmitter mit seinem 
Eingangssignal?

von Helge A. (besupreme)


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Ja. Das simuliert deinen Druckgeber.

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