Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Wie funktioniert diese Lüftersteuerung und welche Funktion hat der Poti?


von Peter M. (mrbaumi)


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Hallo,

ich habe neulich diese Schaltung einer Lüftersteuerung gefunden und 
frage mich jetzt wie genau diese funktioniert. Ich habe ja einen 
Festspannungsregler der die Spannung auf 5V drosselt, aber inwiefern 
sorgt der Poti dafür dass man dann auch bis zu 11 Volt hoch gehen kann? 
Wozu ist der Festspannungsregler notwendig? Könnte ich die Schaltung 
nicht einfach ohne einen Festspannungsregler mit Poti nutzen? Welche 
Funktion haben die Kondensatoren und wozu wird der 1kOhm Widerstand vor 
dem Poti benötigt?
Danke schon mal für alle Antworten im Voraus,
Mfg

: Verschoben durch Moderator
von Michael B. (laberkopp)


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Peter M. schrieb:
> ich habe neulich diese Schaltung einer Lüftersteuerung gefunden

Katastrophenschaltung eines 100%igen Laien.

Der 7805 kostet 2.5V, es geht also nicht bis 11V hoch sondern nur bis 
9.5V. Das Poti verändert durchaus die Spannung aber sehr schlecht 
geregelt weil der Massestrom beim 7805 recht hoch ist. Passender wäre 
das Bauteil LM317, bei dem die Schaltungh auch im Datenblatt steht, aber 
auch der kostet 2.5V. Daher noch besser LD1117-ADJ oder einen ähnlichen 
low drop Regler, der kann dann von 1.2V bis 11V regeln.

Aber weniger Spannung an Lüftern ist immer eine blöde Idee: Wird der 
Lüfter älter, die Lager gehen kaputt, er verstaubt, dreht schwerer und 
läuft bald gar nicht mehr an, fällt also vorzeitig aus. Daher sollte man 
immer Temperaturregelungen verwenden, die im Notfall voll aufdrehen 
können, damit der Lüfter wenigstens so lange funktioniert wie ohne 
Regelung.

Kondensatoren vermeiden Instabilitäten des Reglers. Nur das Poti ohne 
Regler geht nur wenn du ein RICHTIG GROSSSES POTI nimmst (für 1A z.B. 1 
Ohm, 25 Watt), und das ist teuer.

: Bearbeitet durch User
von BT (Gast)


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Hallo,

das Poti erhöht/erniedrigt das Potential am Fußpunkt (GND) des 7805.
Über den 1k Widerstand stellt sich ein Strom von 5mA ein. Dieser fließt 
auch über das Poti. nach Upoti = R(Potistellung) * I   hebt man somit 
das Ausgangspotential des Spannungsreglers. Die Ausgangsspannung kann 
also zwischen 5V und 12-2,5V ≈ 9,5V über das Poti eingestellt werden.

Die 2,5 V ist die übliche Drop-Spannung des 7805.

Gruß
BT

von Peter M. (mrbaumi)


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Ist es also abhängig von dem Poti, wie viel Strom zum GND Anschluss 
durch kommt?

von fop (Gast)


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Peter M. schrieb:
> Ist es also abhängig von dem Poti, wie viel Strom zum GND Anschluss
> durch kommt?

Nö, der 7805 sieht zu, dass sein VO Pin um 5 Volt höher ist als sein GND 
Pin.
Streng nach dem Ohmschen Gesetz fliessen also immer 5 mA über den 1k 
Widerstand. Wenn der Strom durch den GND Pin wesentlich geringer ist als 
diese 5 mA, kann man sagen, der Strom durch das Poti ist immer so 5 mA.
Und wieder das Ohmsche Gesetz : bei gleichem Strom ist die Spannung über 
das Poti proportional seinem Widerstand. Und die Spannung über dem Poti 
ist ja auch die Spannung des GND Pins über der Schaltungsmasse. Nochmal 
5 Volt drauf (Du erinnerst Dich ?) und Du hast die Spannung am Ausgang 
der Schaltung.
Der erwähnte LM317 ist eigentlich auf diese Schaltungsvariante 
optimiert. Bei ihm heist der GND Pin Adj. Der Strom am Adj Pin ist 
gering bzw. ändert sich kaum. Ausserdem hält er VO nur 1,25 Volt über 
ADJ, was die Leistung, die der Widerstand verbrät minimiert.

von Peter M. (mrbaumi)


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Sorry, das habe ich jetzt nicht ganz verstanden :(
Vo muss 5V höher sein als GND. Wenn ich dann die an GND anliegende 
Spannung verändere, und z.B. dort 2V anliegen, dann habe ich beim Output 
eine Spannung von 7 Volt?

von Kirble (Gast)


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> Der 7805 kostet 2.5V, es geht also nicht bis 11V hoch sondern nur bis
> 9.5V.

Kannst du diesen Satz näher erläutern, Laberkopp?

von Axel R. (Gast)


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> Der 7805 kostet 2.5V,
kostet, "nimmt sich", "verbraucht selbst".
Was verstehst Du denn daran nicht?
Die NPN-Transistoren im Regler werden keine andere intern Beschaltung 
als Spannungsfolger zulassen. Zwei davon und schon hast Du den erwähnten 
Spannungsabfall, den er "kostet", den er sich "gönnt".
Stellt dich mal nicht so an, oder hast Du das wirklich nicht verstanden?

StromTuner

von Peter M. (mrbaumi)


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Ich habs leider wirklich nicht verstanden.

von HildeK (Gast)


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Michael B. schrieb:
> Katastrophenschaltung eines 100%igen Laien.
Mutige Aussage: schau mal ins TI-Datenblatt ...
Wobei die hier http://www.ti.com/product/LM7805 in der Überschrift ihn 
als LDO benennen. :-)
Nur die Widerstände sind zu hochohmig in der Schaltung des TO, der R am 
Ausgang sollte nicht mehr als 200Ω haben. 3*IQ = 3* 8mA sollte der Strom 
durch den sein.
Trotzdem ist die Empfehlung, einen 317 zu nehmen, natürlich richtig!

Peter M. schrieb:
> Ich habs leider wirklich nicht verstanden.

Zwischen Eingang und Ausgang des 7805 sind (leider) mehr als ca. 2.5V 
Spannungsdifferenz notwendig - bedingt durch die Innenschaltung des 
Regler, sonst kann er nicht regeln.
Wenn du also am Eingang 12V anlegst, dann kann/wird der Ausgang nur bis 
max. 9.5V gehen.
Im Datenblatt steht z.B. für den 5V-Fall (dafür wird er von fast allen 
andern
nur genutzt):
Input voltage required to maintain line regulation: min. 7.5V.
Und hier sind sie wieder, die mindestens 2.5V Differenz ...

von Peter M. (mrbaumi)


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Ja, das mit den 2.5 Volt Verlust habe ich verstanden. Ich habe nur nicht 
verstanden inwiefern man mit dem Poti die Ausgangsspannung regeln kann 
und welche Rolle der GND Anschluss dabei spielt!

von Patrick J. (ho-bit-hun-ter)


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Hi

Der mittlere Anschluß am 7805 nennt sich wohl GND.
Siehe Das als Name.

Wenn wir Ihn 'Willi' nennen, versucht der 7805 den Ausgang IMMER auf 
'Willi + 5' zu halten.

Wenn ich 'Willi' nun aber höher setze, z.B. durch eine SI-Diode (typisch 
0,7V), dann wird die Ausgangs-Spannung ca. 5,7V betragen, da 'Willi' auf 
0,7V (von Masse aus gesehen) liegt, aber von von 'Willi' werden das 
genau 5V sein.

Und zwischen Eingang und Ausgang 'braucht' der 7805 halt 2,5V, was Du ja 
bereits verstanden hast.

Statt der Diode kann man, natürlich, auch mit einem Poti die 
'Willi-Spannung' einstellen - Stichwort: Spannungsteiler.

Hoffe, Das gibt nicht zu viele Minuspunkte ;)

MfG

von Arno (Gast)


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Der 7805 wird seine Ausgangsspannung so einstellen, dass zwischen Pin2 
und Pin3 5V anliegen (soweit die Eingangsspannung hoch genug ist, aber 
das hast du ja verstanden, schreibst du).

Wenn zwischen Pin2 und Pin3 5V anliegen, fließen durch den Widerstand 
5mA. Davon fließt theoretisch nichts in Pin2 hinein oder dort hinaus 
(praktisch schon, das verfälscht das Ergebnis) sondern alles weiter 
durch das Poti. Je nach Widerstand des Potis fällt an dem Poti eine 
Spannung zwischen 0V und 5V ab (denn das Poti hat zwischen 0Ohm und 
1kOhm). Spannung am Poti + Spannung am Widerstand ergibt 0V-10V.

MfG, Arno

von Michael B. (laberkopp)


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Arno schrieb:
> Spannung am Poti + Spannung am Widerstand ergibt 0V-10V.

5-10V. Wobei er die 10V nicht mehr liefern kann wenn 1A gezogen wird, 
sondern nur noch 9.5V.

Arno schrieb:
> praktisch schon, das verfälscht das Ergebnis

Ja, und zwar erheblich, der GND-Strom des 7805 liegt bei 8.5mA und 
schwankt mit Temperatur und Eingangsspannung um 1mA+0.5mA, durch die 1k 
kommt es also zu Fehlern von bis zu 10V, mehr als der Regelbereich.

Daher ist die Schaltung einfach nur grober Schwachsinn von jemandem, der 
den LM317 nicht kennt.

von HildeK (Gast)


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Michael B. schrieb:
> durch die 1k kommt es also zu Fehlern von bis zu 10V

Die 1k sind der Schwachsinn und damit auch der Potiwert. Nach Datenblatt 
dürfte der obere max. 200Ω haben und dann kann man die Schaltung so 
verwenden - mit verschwenderischen 25mA Querstrom. Für eine 
Lüftersteuerung sind ein paar Ungenauigkeiten irrelevant.
Ich habe ja schon auf das TI-Datenblatt verwiesen, trotzdem stimme ich 
deinem Vorschlag zum LM317 uneingeschränkt zu. Wenn es schon einen 
einstellbarer 3-Beinregler sein soll, warum dann nicht den, der dafür 
gedacht ist?

von Peter M. (mrbaumi)


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Patrick J. schrieb:

> Wenn wir Ihn 'Willi' nennen, versucht der 7805 den Ausgang IMMER auf
> 'Willi + 5' zu halten.
>
> Wenn ich 'Willi' nun aber höher setze, z.B. durch eine SI-Diode (typisch
> 0,7V), dann wird die Ausgangs-Spannung ca. 5,7V betragen, da 'Willi' auf
> 0,7V (von Masse aus gesehen) liegt, aber von von 'Willi' werden das
> genau 5V sein.
>
> Und zwischen Eingang und Ausgang 'braucht' der 7805 halt 2,5V, was Du ja
> bereits verstanden hast.
>
> Statt der Diode kann man, natürlich, auch mit einem Poti die
> 'Willi-Spannung' einstellen - Stichwort: Spannungsteiler.


Falls ich das jetzt richtig verstanden habe, so wird die an GND 
anliegende Spannung auf die Ausgangsspannung addiert. Falls das stimmt, 
von wo kommt diese Spannung? Ist es die Spannung die aus dem 1kOhm 
Widerstand kommt?

von Peter M. (mrbaumi)


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Ich glaube ich habe es verstanden. An dem Festspannungsregler kommen ja 
12 Volt an. An dem Output liegen 5V. Wenn ich jetzt den Poti etwas öffne 
bzw. der Widerstand verringere und ~2 Volt an den GND lasse, so liegt 
der Output bei 7 Volt, da die Spannung am Output um die Spannung an GND 
erhöht wird. Wenn ich den Widerstand noch weiter öffne und z.B. 3 Volt 
durhlasse dann liegt die Spannung doch bei 8 Volt?
Stimmt das so?

von Dietrich L. (dietrichl)


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Peter M. schrieb:
> Wenn ich jetzt den Poti etwas öffne
> bzw. der Widerstand verringere und ~2 Volt an den GND lasse, so liegt
> der Output bei 7 Volt, da die Spannung am Output um die Spannung an GND
> erhöht wird. Wenn ich den Widerstand noch weiter öffne und z.B. 3 Volt
> durhlasse dann liegt die Spannung doch bei 8 Volt?
> Stimmt das so?

Ja, so etwa.

Allerdings solltest Du etwas an den Begriffen arbeiten:
- "Widerstand noch weiter öffne" => noch weiter vergrößere/erhöhe
- "3 Volt durhlasse" => der Widerstand lässt hier keine Spannung 
durch.
Durch ihn fließt ein Strom und dadurch fällt an ihm eine Spannung ab 
gemäß dem Ohmschen Gesetz: U = R * I.
Dieser Strom setzt sich zusammen aus dem Strom
- durch den Widerstand am Regler-Ausgang (hier: I = 5V / 1kOhm = 5mA)
- und dem Strom, der aus dem GND-Anschluss des 7805 herausfließt *).

*) Wie schon oben beschrieben: Da dieser Strom relativ groß und 
toleranzbehaftet ist, ist der 7805 hier ungünstig und sollte durch den 
LM317 ersetzt werden.

von Peter M. (mrbaumi)


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Dietrich L. schrieb:

> Allerdings solltest Du etwas an den Begriffen arbeiten:
> - "Widerstand noch weiter öffne" => noch weiter vergrößere/erhöhe
> - "3 Volt durhlasse" => der Widerstand lässt hier keine /Spannung/
> durch.
> Durch ihn fließt ein Strom und dadurch fällt an ihm eine Spannung ab
> gemäß dem Ohmschen Gesetz: U = R * I.
> Dieser Strom setzt sich zusammen aus dem Strom
> - durch den Widerstand am Regler-Ausgang (hier: I = 5V / 1kOhm = 5mA)
> - und dem Strom, der aus dem GND-Anschluss des 7805 herausfließt *).
>
> *) Wie schon oben beschrieben: Da dieser Strom relativ groß und
> toleranzbehaftet ist, ist der 7805 hier ungünstig und sollte durch den
> LM317 ersetzt werden.

Ah okay, ich habe eher auf den Inhalt als auf die Ausdrucksweise mit den 
Fachbegriffen geachtet.

Vielen dank an alle, die mir geholfen haben :)

Mfg,
Peter

von Dietrich L. (dietrichl)


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Hier nochmal die Zusammenhänge als Bild:
1
       +-------+
2
    In | 7805  | Out
3
 >-----+       +------+------------------>
4
       |  GND  |      |      
5
       +---+---+    1kOhm            |
6
           |          |              | 5V
7
           | | Ignd   | | I=5mA      |
8
           | V        | V            V
9
           +----------+ ...............
10
                      |              |
11
                    Rpoti | Ipoti=   | U=Rpoti*Ipoti
12
 >--+                 |   V  Ignd+   | 
13
    |                 |      5mA     V
14
   ---               ---            ---

von michael_ (Gast)


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Peter M. schrieb:
> Wenn ich jetzt den Poti etwas öffne

Und jetzt schreibst du:

Das Poti. Das Poti. ....

Bis die Seite voll ist.
Nannte sich früher Strafarbeit.

von Toxic (Gast)


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Man kann die Schaltung ja auch mal von einer anderen Perspektive aus 
betrachten,sprich umzeichnen.Vielleicht ergibt es dann mehr Sinn oder 
verschlimmbessert die Situation....?

von Peter M. (mrbaumi)


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Ich war mir nicht sicher was der richtige Artikel ist. Ist es dann auch 
Das Potentiometer? Du hast natürlich recht. Wenn du willst kann ich dir 
natürlich die Strafarbeit schreiben. :D

: Bearbeitet durch User
von Ralf (Gast)


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Hier mal eine Schaltung mit LM317 und Temperaturregelung. Mit dem 4k7 
Poti stellst Du die Mindestdrehzahl ein, bei Erwärmung des zu kühlenden 
Objekts regelt der NTC-Widerstand den LM317 noch weiter auf und der 
Lüfter dreht sich schneller.

von -Frank- (Gast)


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Hallo,

hier mal beide Schreibweisen, entnommen aus dem Duden.

Po|ten|zio|me|ter, Po|ten|tio|me|ter, das; -s, - <lateinisch; 
griechisch> (Elektrotechnik regelbarer Widerstand als Spannungsteiler)

von Ralf (Gast)


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Der 10µF Kondensator muss selbstverständlich anders herum eingebaut 
werden. Minus an GND und Plus an NTC.

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