Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Was könnte dieses Lüfterklackern verursachen (Video)?


von Gab H. (mike8040)


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Moin,

ich habe hier ein seltsames Problem mit verschiedenen Lüftern. Für 
meinen 3D Drucker habe ich Radiale Lüfter(24V) von 3 verschiedenen 
Herstellern insgesamt 8 Stück besorgt und alle bis auf ihre 
Lagereigencharakteristik haben das selbe 
Grundklackern/-kreischen/knattern im Intervall.
Aber auch die werksseitigen Lüftern haben dies. Ich habe es mal 
aufgenommen: https://youtu.be/GlQq87Wto8I
Beispiel Radial Lüfter: https://youtu.be/i_eZQbBorfA

Ich habe noch ein weiteres Controller Board anderen Herstellers und dort 
höre ich ähnliches Ergebnis.

Im Netz wurde empfohlen einen Kondensator zwischen zu schalten im 
Bereich 47 -200uf und an den PWM Werten der Firmware zu spielen. Die 
Boards kommen mit Hardware sowie Software Lüfterregelung.

Hab mit einem 100uf und 47uf Kondensator bis auf Änderungen des 
Drehzahlbereiches keinen Unterschied noch ein Veränderung des Klackerns 
erreichen können.
Angeschlossen an ein 12 Volt Netzteil laufen die Lüfter ohne besagtes 
Phänomen und das sehr ruhig aber halt 12v.

Habt ihr eine Idee was dies verursacht und wie man dies beheben könnte?

von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


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Die Regelung des Lüfters wird nicht korrekt angesteuert, oder er läuft 
direkt mit dieser 5Hz-PWM oder wieviel das ist, dann ist natürlich klar, 
daß das Geräusch des Antriebs nur in der Stromflusszeit zu hören ist. 
Unsaubere Lösung des Entwicklers, da besteht wohl Nachholbedarf.

von my2ct (Gast)


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Gab H. schrieb:
> Aber auch die werksseitigen Lüftern haben dies. Ich habe es mal
> aufgenommen: https://youtu.be/GlQq87Wto8I

Guck dir mal das Einganssignal an, mit dem der Lüfter gesteuert wird.

p.s.
Warum braucht man zum Anhören eines Lüfters eigenlich bewegte Bilder?

von Stefan F. (Gast)


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Ich würde das Geräusch als "pulsieren" bezeichnen, nicht "klackern".

Auf jeden Fall würde ich es unterlassen, Kondensatoren parallel zu 
schalten, weil diese bei jedem Aufladen annähernd unendlich viel Strom 
aufnehmen, was die PWM Steuerung sicher nicht gut findet.

Es ist noch lange nicht jeder Lüfter dazu geeignet, mittels PWM 
angesteuert zu werden. Denn da steckt in der Regel mehr drin, als nur 
ein einfacher Motor. Die Lüfter enthalten ein IC, dass eine halbwegs 
stabile Stromversorgung benötigt, um ordnungsgemäß zu funktionieren.

Gewöhnliche DC Lüfter steuert man mit einer variablen Gleichspannung an, 
nicht mit PWM. Man kann aus PWM eine Gleichspannung machen, indem man 
einen Tiefpass dahinter schaltet, was letztendlich dem Aufbau eines 
Schaltnetzteils nahe kommt.

Die Firma Analog Devices (kennen wir alle) hat dazu einen Aufsatz 
veröffentlicht: 
https://www.analog.com/en/analog-dialogue/articles/how-to-control-fan-speed.html

"Another disadvantage of low-frequency PWM is commutation noise. With 
the fan coils continuously switched on and off, audible noise may be 
present."

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> "Another disadvantage of low-frequency PWM is commutation noise. With
> the fan coils continuously switched on and off, audible noise may be
> present."
Ist ja auch logisch.
Und dann hift nicht mal, wenn man mit der Ansteuer-PWM-Frequenz über den 
hörbaren Bereich hinausgeht, denn die Kommutierung des Lüfters sind ja 
auch Schalter, die ihre eigene Frequenz haben. Und diese 
Kommutierungs-Frequenz ergibt dann zusammen mit der PWM-Ansteuerfrequenz 
ein Mischprodukt, das wiederum niederfrequente Anteile enthält.

Stefan ⛄ F. schrieb:
> Man kann aus PWM eine Gleichspannung machen, indem man einen Tiefpass
> dahinter schaltet, was letztendlich dem Aufbau eines Schaltnetzteils
> nahe kommt.
Das ist das, was viele dann nicht mehr nachvollziehen können. Man sieht 
das bei diesen unzähligen PWM-LED-Ansteuerthreads, wo manche mit 100kHz 
quer durchs Wohnzimmer takten und sich dann über die entstehenden 
Störeffekte wundern.
Wenn man denen dann versucht, klarzumachen, dass das so nicht geht, dann 
sagen sie mit tiefster Überzeugung: aber ein Schaltnetzteil regelt die 
Spannung ja auch so wie ich mit PWM!

Gab H. schrieb:
> Angeschlossen an ein 12 Volt Netzteil laufen die Lüfter ohne besagtes
> Phänomen und das sehr ruhig aber halt 12v.
Ja, dann bist du ja fertig.
Ich schalte z.B. für den Langsamlauf eines 12V-Lüfters einfach eine 6V8 
Z-Diode in Reihe zur 12V-Versorgung.

Aber im Grunde müsste man (statt einen teureren leistungsstärkeren Lüter 
zu drosseln) einfach einen zur Anwendung passenden Lüfter mit dem 
ausreichenden Luftatrom auswählen.

von Maik .. (basteling)


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Vielleicht hast Du rückgespeiste Spannungsspitzen aus den 
Schrittmotorendstufen auf der Versorgungssspannung.
Die Restenergie aus den immer wieder abgebremsten Achsantriebs und 
Extruder-Schrittmotoren.

Ich kann das hier schön bei meiner tonnenschweren alten Fräsmaschine 
sehen. Wenn man die viel zu schnell verfährt und abrupt abbremst - 
steigt auch die Zwischenkreis-Versorgungsspannung so stark an - dass die 
Überspannungsschutzleuchtdioden an den Endstufen kurz aufleuchten - und 
dann die Schutzschaltung den Notaus zieht..

Bei dir moduliert es halt nur die Lüfterversorgugsspannung.

von Gab H. (mike8040)


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Erstmal danke für die reichlichen Antworten. Hatte gehofft es gäbe eine 
Lösung "wie klemm einen XY Widerstand zwischen dann passt es".


Zum Vorschlag passenden Lüftern zu besorgen. Die Auswahl sind 
vorgeschlagene Lüfter aus der Community die alle wohl diese neue 
Geräuschkullise als Upgrade bezeichnen. Zu den Werkslüftern ist dennoch 
das bessere Übel. Bei 24V Betriebsspannung ist die Auswahl jedoch sehr 
überschaubar.

Ich habe mir eine Ladung von 8 Stück besorgt um den besten davon zu 
wählen. Was den Extruder Lüfter angeht hat man bei 24V Betriebsspannung 
und dem benötigten Luftumsatz nicht mal eine handvoll an Auswahl. Viele 
nehmen sich einen Noctua 40x20 der aber nur in 12V angeboten wird und 
klemmen einem Buck Converter zwischen. Löst aber mein Problem mit dem 
gesteuerten Radiallüfter nicht.


Die Firmware bietet einige Funktionen (Pwm Skalierung, Dither, Fast Pwm) 
an die PWM Frequenz zu verändern die alle das Ergebnis 
verschlimmbessern. Da ist eine Option Fast PWM womit man die Frequenz 
von 30Hz bis 642Khz einstellen kann die aber nicht mit dem neuen Board 
kompatibel ist. Bei meinem Alten geht sie jedoch war kein Unterschied 
vorhanden. Sehr suspekt.


Die Tiefpass Lösung klingt interessant. Ich lese mich gerade ein, aber 
mir ist noch nicht klar ob die Lösung an dem Board ohne die Schaltung 
auf dem Board selber zu manipulieren funktioniert. Klingt auf jedenfall 
zu kompliziert für meine bescheidenen Kenntnisse. Der Mosfet auf dem 
Board vor dem Lüfter ist auf jedenfall sehr anfällig wie ich gelesen 
habe.

Ich probiere mal was passiert wenn die Schrittmotoren nicht 
angeschlossen sind. Danke für den Tipp.


"p.s. Warum braucht man zum Anhören eines Lüfters eigenlich bewegte 
Bilder?"
Allein wegen der Plattform. Viele klicken ungern auf unbekannte Hoster. 
War mir auch zu viel des Guten.

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