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Thema: PC-Lfter ber PWM ansteuern fhrte zu Rauchentwicklung

  1. #1
    Erfahrener Benutzer Robotik Visionr Avatar von oberallgeier
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    PC-Lfter ber PWM ansteuern fhrte zu Rauchentwicklung

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    Hallo alle.

    Mein Projekt einen PC-Lfter mit Temperaturregelung betreiben (nicht fr bzw. im PC).

    Ein gekaufter Regler (klick) war fr Lfterbauarten mit drei/vier Adern - meine Lfter haben nur zwei. Daher machte ich mir einen Testaufbau mit nano-Clone und TB6612FNG-Breackout-board um spter ein kleines Board mit Controller und Motortreiber zusammenzubauen. Zusammenstecken, NTC (50k 3950) an ADC, Programm schreiben - PWM 4kHz, den nano flashen, Fan an Motortreiber (polungsgerecht) anschlieen, Versorgung 10V vom Labornetzteil (KORAD KA3006D) an Vin/clone und VM/Motortreiber, 5V vom clone an Vcc des Motortreibers und los gehts.

    Das Knistern und das Rauchwlkchen aus dem Lfter kam kurz und schnell. Der Lfter dreht nicht mehr, er zieht auch keinen Strom mehr.

    Fragen:
    - Diese PC-Lfter sind doch BLCDs?
    - Alle?
    - Mein Fan ist ein Sunon - dieser - sollte doch PWM abknnen ? ! ? Am Label steht DC 12V.
    - 4 kHz sind doch kein no go fr Lftermotoren - oder ?

    Ein (irgendein) kleiner DC-Motor fr 12 V (MMI-6S2LK) luft problemlos - einschlielich Drehzahlanstieg/-abfall durch Handwrme am Sensor-NTC.

    Ich bin ratlos. Soll/kann/muss ich noch nen Lfter riskieren ?

    Danke im Voraus fr Hilfe, Rat und Trost.
    Ciao sagt der JoeamBerg

  2. #2
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    Diese PC-Lfter sind doch BLCDs?
    Intern ja, Anschluss nein!

    Alle?
    Alle verhalten sich identisch! Dafr gibts Normierungen die sich durchgesetzt haben.

    Mein Fan ist ein Sunon - dieser - sollte doch PWM abknnen ? ! ? Am Label steht DC 12V.
    PWM im Sinne von 1bit-DAC ja ... aber die meisten drehen sich unter 30% garnicht und viele knne unter 50% nicht mal anlaufen! Lieber gleich gezielt PWM Lfter bestellen wenn du sowas willst.

    4 kHz sind doch kein no go fr Lftermotoren - oder ?
    Jein! Wie erwhnt ein PWM um die Eingangsspannung zu drosseln ist hier sowieso der falsche Ansatz!


    Hier erstmal zur Belegung https://www.elektronik-kompendium.de...om/1503111.htm

    Das PWM Signal ist 5Volt und der Tacho ist ein Open-Drain in 90% der Flle (Sicherheitsbeschaltung am Input Pin gegen berspannung wird empfohlen)

    PS: wenn cih nicht grob irre sind 10kHz fr das PWM der Standard

    PPS: Zum Hintergrund ... die meisten normalen PC Lfter sind Hall-Kommutierte Auenlufer, ein Hall-Sensor der durch den umlaufenden Magneten auf dem Rotor den Strom durch die fest verbauten Spulen steuert und somit den Lfter ungefhr in einer bestimmten Drehzahl hlt die dem Equilibrium aus Stellkraft, Last und Verzgerung in der Elektronik entspricht

    Das Hall Signal wird meist als Tacho ausgegeben, bei PWM gesteuerten Lftern steckt ein klein wenig Intelligenz mehr im Lfter damit man ein Referenzsignal geben kann und die Geschwindigkeit dem entsprechend nachgefhrt wird.
    Gendert von Ceos (11.06.2019 um 11:19 Uhr)
    Es gibt 10 Sorten von Menschen: Die einen knnen binr zhlen, die anderen
    nicht.

  3. #3
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    Wenn du einen 2/3 poligen Lfter, mit PWM ansteuern willst, kannst du ein kleinen Schaltnetzteil aufbauen. Mit dem PWM Signal steuerst du den Mosfet fr das Schaltnetzteil, das die 0-12V (Analog) erzeugt.

    MfG Hannes

  4. #4
    Erfahrener Benutzer Lebende Robotik Legende Avatar von PICture
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    Hallo!

    Nach meiner praktischen Erfahrung sind PC Lfter Schrittmotoren, die sich nicht mit blicher PWM steuern lassen. Bei mir hat PWM nur mit ein paar Hz Frequenz gut funktioniert,
    MfG (Mit feinem Grbeln) Wir untersttzen dich bei deinen Projekten, aber wir entwickeln sie nicht fr dich. (radbruch) "Irgendwas" geht "irgendwie" immer...(Rabenauge) Machs - und berichte.(oberallgeier) Man weit wie, aber nie warum. Gut zu wissen, was man nicht wei. Zuerst messen, danach fragen. Was heute geht, wurde gestern gebastelt. http://www.youtube.com/watch?v=qOAnVO3y2u8 Danke!

  5. #5
    Super-Moderator Lebende Robotik Legende Avatar von Manf
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    Nur mal als aktuelle Erfahrung zu einem zweipoligen Kleinlfter (BLDC) der mit PWM angesteuert werden soll.

    Ich habe fr einen Aufbau extra die PWM Frequenz so hoch gesezt (10kHz), dass ich mit einer kleinen Spule eine einstellbare Gleichspannung erzeugen konnte mit der der Lfter dann wie gewnscht lief.

    Nachdem ich dann die relativ hohe PWM Frequenz vor Ort nich so leicht erzeugen konnte habe ich in Bastelunterlagen gefunden, dass solche Lfter "blicherweise" mit 50Hz PWM angesteuert werden. Damit hat es dann gut funktionert.

    Vielleicht ist es ein elektrisches Ein- und Aus-Schalten das bei 50Hz noch vertragen wird und bei 4kHz nicht mehr.

  6. #6
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    Vielleicht ist es ein elektrisches Ein- und Aus-Schalten das bei 50Hz noch vertragen wird und bei 4kHz nicht mehr.
    Ich glaube das lag eher an der Verpolung durch den Motor-Treiber ... oder ist mir da etwas entgangen?
    Es gibt 10 Sorten von Menschen: Die einen knnen binr zhlen, die anderen
    nicht.

  7. #7
    Erfahrener Benutzer Lebende Robotik Legende Avatar von PICture
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    Zitat Zitat von Manf Beitrag anzeigen
    Vielleicht ist es ein elektrisches Ein- und Aus-Schalten das bei 50Hz noch vertragen wird und bei 4kHz nicht mehr.
    Fr mich ist das sicher !
    MfG (Mit feinem Grbeln) Wir untersttzen dich bei deinen Projekten, aber wir entwickeln sie nicht fr dich. (radbruch) "Irgendwas" geht "irgendwie" immer...(Rabenauge) Machs - und berichte.(oberallgeier) Man weit wie, aber nie warum. Gut zu wissen, was man nicht wei. Zuerst messen, danach fragen. Was heute geht, wurde gestern gebastelt. http://www.youtube.com/watch?v=qOAnVO3y2u8 Danke!

  8. #8
    Erfahrener Benutzer Robotik Visionr Avatar von oberallgeier
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    Nur mal als aktuelle Erfahrung zu einem zweipoligen Kleinlfter (BLDC) der mit PWM angesteuert werden soll .. PWM Frequenz so hoch gesezt (10kHz), dass ich mit einer kleinen Spule eine einstellbare Gleichspannung erzeugen konnte .. gefunden, dass solche Lfter "blicherweise" mit 50Hz PWM angesteuert werden ..
    Danke Manf, das waren DIE Hinweise.

    Das mit (m)einer kleinen Spule ca. 8 mm, 330 H, war kein Erfolg, ne Frequenzerhhung auf ca. 30 kHz auch nicht. ABER mit etwa 30 Hz klappte es dann - allerdings sind die Betriebsgrenzen - ausgedrckt als duty cycle der PWM - lausig dnn, allenfalls so zwischen 100 % ED und rund 70 % ED liefs . Und noch dazu recht unrund. Bemerkenswert die "Macke" bei der Betriebsspannung; siehe Diagramm. Kanal 1 - Zuleitung vom Motortreiber TB6612FNG zum Lfter, Kanal 2 - Leitung vom Controllerboard zum Motortreiber.

    ......
    ......(c) oberallgeier. Greres Bild im Vorschaubild verlinkt.

    Fazit: wegen des beachtlichen Aufwandes und der geringen Erfolgs- bzw. Verbesserungswahrscheinlichkeit wird das Projekt (Temperatursteuerung fr den Lfter eines Netzteils - der aktuelle ist schon recht leise) erstmal eingestellt. Immerhin -wieder mal einiges dazugelernt.

    Danke an alle fr Hinweise, Ratschlge und Hilfen

    Nachtrag:
    Zitat Zitat von 021aet04 Beitrag anzeigen
    .. kannst du ein kleinen Schaltnetzteil aufbauen. Mit dem PWM Signal steuerst du den Mosfet fr das Schaltnetzteil ..
    Httest Du dazu bitte vielleicht etwas mehr - nen Schaltplan und so - oder ne geeignete Elektronikerseite? Das war ja mal was . . . ein kleines Schaltnetzteil . . . Mosfet . . hmmm
    Gendert von oberallgeier (12.06.2019 um 18:00 Uhr) Grund: Der Genetiv, der Genetiv: wegen sehr viel Aufwand . . .
    Ciao sagt der JoeamBerg

  9. #9
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein Avatar von 021aet04
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    Tut mir leid das ich mich erst jetzt melde.

    In der Elektor Ausgabe Mrz/April 2019 gab es einen Artikel "Lftersteuerung" in 2 Varianten Analog mit LM358 und Digital mit Arduino Pro Mini. Die Lfteransteuerung ist aber in beiden Varianten gleich. https://www.elektormagazine.de/magazine/170201-03

    Ich habe den "Leistungsteil" so gezeichnet wie er in den beiden Plnen ist. Wie hoch die PWM bei der digitalen Variante ist wei ich nicht, aber in der Analogen Variante ist ein Diagram mit einer Tabelle. Bei einem DC (Duty Cycle) von 0,8 betrgt die Frequenz 83Hz und bei DC von 0,2 ist die Frequenz 222Hz. Die einzige Abweichung zwischen Digital und Analog ist der Wert von C1. In der Digitalen Version ist der Wert 47u und in der Analogen 2,2u und beide mit einer Spannnung von 16V.

    Die Induktivitt muss experimentell ermittelt werden um einen optimalen Lauf zu erreichen. Getestet habe ich die Schaltung noch nicht. Statt des Transitors kann man aber auch einen Fet nehmen.

    Ich habe mir einmal eine Schaltung berlegt und diese hat ganz gleich ausgesehen, habe sie aber nie umgesetzt (Zeitmangel).

    MfG Hannes
    Miniaturansichten angehngter Grafiken Miniaturansichten angehngter Grafiken PWM.jpg  

  10. #10
    Erfahrener Benutzer Robotik Visionr Avatar von oberallgeier
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    Blinder Eifer . . .

    Hallo Hannes, danke fr Deine neuerliche Hilfe.
    Zitat Zitat von 021aet04 Beitrag anzeigen
    Tut mir leid das ich mich erst jetzt melde ...
    In der Zwischenzeit ist mir auch ENDlich etwas eingefallen, was ich schon viel frher htte tun sollen (so hat sich die Folge von blindem Eifer wieder mal unangenehm besttigt). Nmlich den vorhandenen Lfter einfach vermessen . . . Denn der luft ja (ich hatte den zwar umgedreht: Frderrichtung INS Gehuse rein - Vorschlag von AFUG auf 15:20) und luft und luft . . .

    Siehe da: der Spannungsverlauf ist zwar grausig, wie weit das Einstreuungen des Trafos sind wei ich nicht. Immerhin kann man herausmessen, dass die originale PWM eine Frequenz knapp ber 50 Hz hat - 52,1 Hz auf weniger als 1% genau. Dabei ist offensichtlich der PWM-Puls (duty cycle) im Leerlauf bei 9,8V und 0A rund 10%, bei 9,8V und 1,5A rund 40%. Nach dem oben verlinkten Testbericht ist die Lfterregelung belastungsabhngig, der Lfter luft aber stndig.
    Scope-Screendump bei 9,8 V und 1,5 A
    Scope-Screendump bei 9,8 V und .0 ..A

    Fazit:
    -) Deine Schaltung Hannes werde ich bei Gelegenheit aufbauen - da bin ich so und so neugierig.
    -) ber die Modifikation beim KORAD denke ich dann doch wieder nach, die 50Hz sollte ich bzw. der Controller ja schon schaffen. Da tuts sicher mein tiny85/Digispark . . . Mal sehen.
    Ciao sagt der JoeamBerg

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