Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Lüfter Ansteuerung entschlüsseln


von Anton (pvnooby)


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Hi zusammen,

ich hoffe mir kann kurz jemand weiterhelfen, ich komme hier nicht 
weiter.

Ich habe einen Lüfter mit der Möglichkeit der Drehrichtungsumkehr 
rumliegen: VarioPro 4412 FGM PR von emb papst.

Angaben auf dem Lüfter: 12 V DC, 245 mA, 2,95 W, Spannungsbereich: 9,5 - 
12,6 V DC

Ein Datenblatt habe ich hier gefunden: 
https://www.farnell.com/datasheets/2634798.pdf

Bin mir aber nicht sicher, ob das 100% passt oder ob mein Lüfter 
vielleicht individuell angepasst wurde. Im Datenblatt werden z.B. 
farbige Leitungen erwähnt, bei mir sind alle grau, nur einer hat noch 
eine schwarze Markierung.

Der Lüfter hat 3 Anschlüsse für GND, + und PWM.

Laut Datenblatt verhält es sich mit dem PWM-Signal folgendermaßen:
0% - 45% - Drehzahlregelung in einer Drehrichtung
45% - 55% - Stillstand
55% - 100% - Drehzahlregelung in die gegensetzliche Drehrichtung

Laut Datenblatt ist der PWM-Eingang ein "Open Collector" und als 
PWM-Frequenz ist 2 kHz bis 5 kHz angegeben.

Da ich mir nicht sicher bin, ob meine Infos zur Belegung der 3 
Anschlüsse korrekt sind, habe ich mal Widerstände gemessen:

zwischen 1 und 2: 97 kOhm
zwischen 1 und 3: 5,6 MOhm
zwischen 2 und 3: 5,5 MOhm

Nachdem irgendwo was von Verpolschutz und so stand, hab ich einfach mal 
angeschlossen :-D

Mit 1 auf Masse (der mit schwarzer Markierung), 2 auf 12 V und 3 nicht 
angeschlossen tut sich garnix.

Mit 1 auf Masse und 3 auf 12 V dreht der Motor (vermutlich maximal 
schnell) in eine Richtung.

Lege ich 2 auf 12 V ändert sich nichts.

Lege ich 2 auf Masse dreht er in die andere Richtung.

Meine Fragen wären:

Ist damit klar, dass 1 GND, 3 + und 2 PWM ist?

Ich habe allerdings erwartet, dass sich die Richtung ändert, wenn ich 2 
auf 12 V lege. Kann mir jemand erklären, warum es genau andersrum ist?

Ziel ist am Ende, den Lüfter mit einer eigenen Steuerung anzusteuern. 
Wenn ich jetzt also ein echtes PWM Signal erzeugen will, muss dieses 12 
V haben und dann entsprechende Duty-Cycle oder kann ich mit anderen 
Spannungen am PWM-Eingang arbeiten?

Vielen Dank schon mal!

: Bearbeitet durch User
Beitrag #7680887 wurde vom Autor gelöscht.
von Anton (pvnooby)


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Rainer W. schrieb im Beitrag #7680887:
> Einfach bis zur Seite 3 (unten) durchhalten

:-D hab sogar bis Seite 12 durchgehalten.

Gerade noch im ersten Beitrag ergänzt: Im Datenblatt werden z.B.
farbige Leitungen erwähnt, bei mir sind alle grau, nur einer hat noch
eine schwarze Markierung.

Und sollte er dann eben nicht einfach laufen, wenn ich 1 auf 12 V und an 
2 auf GND lege? Tut er aber eben nicht. Auch nicht, wenn ich zusätzlich 
3 auf GND (= 0% PWM?) oder auf 12 V (=100% PWM) lege.

von H. H. (hhinz)


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Unter dem Aufkleber ist die Elektronik. Mach den Aufkleber ab und 
liefere ein gutes Foto der Elektronik.

von Rainer W. (rawi)


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Wenn der PWM-Eingang für Anschluss einer Steuerung mit Open-Kollektor 
vorgesehen ist, nützt dir eine Widerstandsmessung relativ wenig.
An so einem offenen PWM-Eingang müsstest du eine Spannung messen.

Anton schrieb:
> Mit 1 auf Masse und 3 auf 12 V dreht der Motor (vermutlich maximal
> schnell) in eine Richtung.
> ...
> Lege ich 2 auf Masse dreht er in die andere Richtung.

Das hört sich doch ganz vernünftig an.
2 offen = 100% PWM
2 an Masse = 0% PWM

: Bearbeitet durch User
von Anton (pvnooby)


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Rainer W. schrieb:
> An so einem offenen PWM-Eingang müsstest du eine Spannung messen.

Super, vielen Dank! Da messe ich tatsächlich was: 5,4 V

Ist meine Schlussfolgerung richtig:

- Belegung scheint also 1 GND, 2 PWM und 3 + zu sein
- die Logikspannung für das PWM Signal ist 5 V

Mit einem Arduino Uno mit seinen 5 V Output PINs müsste die Steuerung 
also klappen. Das werde ich gleich mal testen.

von Anton (pvnooby)


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Rainer, nochmal vielen Dank für den Hinweis.

So funktioniert es!

Noch eine Frage: statt PWM-Signal 50%, um den Motor zu stoppen, macht es 
doch bestimmt Sinn noch ein Relais zu verbauen, vor allem bei langen 
Stillstandzeiten? Oder ist der PWM-Stomverbrauch zu vernachlässigen?

Die Steuerung wird später mit einem DC-Schaltnetzteilmodul direkt an AC 
230 V betrieben.

von Rainer W. (rawi)


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Anton schrieb:
> - die Logikspannung für das PWM Signal ist 5 V

Bei Open-Drain/Kollektor Ansteuerung soll gar keine Spannung von der 
Steuerung kommen, d.h. der Ausgang vom Arduino muss eigentlich zwischen 
Output-Low und Input umschalten. Außerdem darf die Spannung vom 
PWM-Input maximal 0.5V über der VDD des Arduino liegen. Sonst muss ein 
Transistor dazwischen.

Du hast wohl Glück, dass alles gerade so passt. Wenn du den Arduino 
direkt dran hängst, darfst du aber NIE die Versorgung vom Arduino vor 
der Lüfterversorgung abschalten, weil der Arduino sonst von hinten über 
die Schutzdioden versorgt wird. Mit Transistor (oder auch Optokoppler) 
könnte nichts passieren.

Anton schrieb:
> Noch eine Frage: statt PWM-Signal 50%, um den Motor zu stoppen, macht es
> doch bestimmt Sinn noch ein Relais zu verbauen, vor allem bei langen
> Stillstandzeiten?

Kommt drauf an. Miss den Strom, den der Lüfter aufnimmt, wenn er das 50% 
PWM-Signal bekommt.

von Anton (pvnooby)


Angehängte Dateien:

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Also doch so nötig, wie im Datenblatt angegeben, siehe Grafik im Anhang?

Da müsste dann an T der Output PIN vom Arduino ran?

Verstehe dann allerdings nicht, wie das mit PWM noch funktioniert und 
woher klar ist, welche Spannung dann 100% ist. Sorry, da muss ich mich 
dann doch noch etwas mehr Know-How aufbauen.

von H. H. (hhinz)


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Anton schrieb:
> Da müsste dann an T der Output PIN vom Arduino ran?

Basiswiderstand nicht vergessen! Der darf in dem Fall sicher recht 
hochohmig sein, so um die 47kOhm.

von Anton (pvnooby)


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Kann mir vielleicht nochmal jemand erklären, wie sich die Schaltung mit 
dem Transistor verhält, wenn der Arduino PWM Pin an der Basis (mit 
entsprechendem Widerstand) angeschlossen ist?

Stimmt das so?

Wird der PWM Pin auf 0 V gesetzt, ist die Spannung zwischen Basis und 
Emitter auch 0 V und es fliesst kein Strom zwischen Basis und Emitter, 
also auch kein Strom zwischen Kollektor und Emitter. Für die interne 
Steuerung des Lüfters ist die Spannung am Eingang also die interne 
Referenzspannung (die gemessenen 5,4 V).

Wird der PWM Pin auf 5 V gesetzt, ist die Spannung zwischen Basis und 
Emitter eben auch 5 V und es fliesst Strom. Ist dann für die interne 
Steuerung der Eingang 0 V?

Dieser Zustand wechselt dann je nach PWM Signal während dem Duty Cycle 
eben einige Male und so kann auch die interne Steuerung des Lüfters die 
gleichen z.V. 50% PWM Signal sehen (nur eben mit eine anderen PWM 
Spannung), die auch vom Arduino ausgeben werden?

Um den Basiswiderstand zu ermitteln habe ich im ersten Schritt den 
theoretischen Strom von Kollektor zu Emitter gemessen, also ohne 
Transistor den Eingang auf GND gelegt und als Strom dann 1,04 mA 
gemessen.

Bei einem Transistor mit hfe 1000 wäre dann der Strom zwischen Basis und 
Emitter (und damit auch der Strom raus aus dem Arduino an diesem Pin) ja 
nur 0,00104 mA. Kann das stimmen?

Bei einer Steuerspannung von typischen Arduino 5 V ist der 
Basiswiderstand dann (5 V - 0,7 V) / 0,00000104 A = rund 4 MOhm?

Aber der darf dann auch deutlich niedriger sein oder?

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