Kann man PC-Lüfter mit NE555 regeln?

[Janigut]

Moin,
Ich habe vor PC-Lüfter mit NE555s mittels Poti zu regeln. Ich habe mir das so vorgestellt: R2 wird durch ein 100K Poti ersetzt, wodurch hauptsächlich die "Aus-"Periode verändert wird. Mein plan ist es nun, dass wenn der Widestand am Poti groß ist der Lüfter langsamer dreht, weil eine längere "Aus-"Periode vorhanden ist. Wenn der Widerstand klein ist, ist die "Aus-"Periode kürzer und der Lüfter dreht schneller.
Soweit richtig?

R1= 100K
R2= 100K-Poti
C1= 4,7µF
C2= 10nF

MfG Jan

[Hubert.G]

Hier gibt es ein Beispiel wie man PWM erzeugt: www.domnick-elektronik.de/elek555.htm
Die meisten PC-Lüfter mögen es allerdings nicht wenn man sie mit PWM ansteuert.

[niki1]

Die mögen es eher wenn man sie über den Strom regelt .

[BlackDevil]

Also zB einen Transistor/FET mit PWM Ansteuern und mit dem dort verschobenen Arbeitspunkt/veränderten Widerstand die Lüfter regeln? Ich steh auch noch vor der Aufgabe ... Deshalb frage ich. Hätte die Blind mit PWM gesteuert ^^
Oder ein Elektronisches Poti mit PWM Steuern und damit den Strom für die Lüfter regeln? Kann mir nur vorstellen, dass das dann zuviel Leistung für das Poti ist ...

[nikolaus10]

Da die meisten PC Luefter brushless E-Motoren sind wuerde eine PWM Steuerung eher zu einem unrunden Lauf fuehren.
Besser ist dort schon mit verschiedenn Spannungen zu arbeiten.
Wieviele unterschiedliche Luefterstufen brauchst du denn ueberhaupt?
Eine stufenlos Einstellung macht bei Lueftern wenig Sinn.

[BlackDevil]

Stimmt sind ja Brushless ... da war was. Wie man die Regelt findet man ja zu Hauf im Netz.

Also ICH weis noch nich welche Stufen ich brauch. Bei uns (Komillitone und ich) geht es um die automatische Regelung einer Wasserkühlung.

[pyr0skull]

Wie wäre es denn mit einem Tiefpass? Das sollte ja dann eigentlich besser klappen.

[manude]

Bei manchen PC´s kannst du den Lüfter auch per Software regeln

http://www.computerbase.de/downloads/software/systemueberwachung/speedfan/

[BlackDevil]

Jup richtig wobei das nich Ziel der Aufgabe ist. Aber ich will den Thread nicht mit meinen belangen zumüllen.

[Rofo88]

Also mann kann PC-Lüfter auch mit ner PWM betreiben. Der nachteil ist das wenn die PWM-Frequenz zu niedrig ist der Lüfter anfängt zu pfeifen was man aber durch ne höhere Frequenz beseitigen kann (dann hört man es zumindest nicht mehr).
Das ganze soll für den Lüfter nicht gut sein der ist mit ner Regelbaren Gleichspannung besser bedient. Also die ganze PWM über nen Tiefpass und nen OPV als Impetanzwandler schon kann man die Spannung schön sauber einstellen.

Oder gleich nen DA-Wandler nehmen.

[niki1]

Das ganze soll für den Lüfter nicht gut sein der ist mit ner Regelbaren Gleichspannung besser bedient. Also die ganze PWM über nen Tiefpass und nen OPV als Impetanzwandler schon kann man die Spannung schön sauber einstellen.

Hallo,

kann mir jemand vielleicht erklären , und zwar , was für eine Rolle hat der Tiefpass nach dem PWM Signal . Der Tiefpass wirkt ja nur wenn man verschiedene Frequenzen hat oder ?
Und wozu dann der Impendanzwandler?
Hab schon ne Weil gesucht jedoch habe ich keine Antwort auf meine Frage gefunden.

Wäre euch sehr dankbar .

Mfg niki1

[BlackDevil]

Ein Pass filtert Frequenzen. Ein Tiefpass lässt tiefe Frequenzen pasieren, hohe schneidet er ab der Grenzfrequenz mit 20dB pro Dekade ab (Dekade: Logarithmische Einteilung im Bode-Diagramm (Wikipedia); 20dB sind abhängig vom Filter ud dessen Grad: 20dB Grad=1, 40dB Grad=2), Hochpass entsprechend umgekehrt, Bandpässe lassen nur ein bestimmtes Band durch und Allpässe hab ich nicht verstanden, man braucht sie aber zB um die Phase zu drehen.

Ein Impedanzwandler macht nichts anders als, vereinfacht gesagt, deine Quelle, zum Beispiel den Tiefpass, zu idealisieren. Also sehr hohe Eingangs- aber sehr niedrige Ausgangsimpedanz (zum Beispiel 1MOhm und 1kOhm, kann man mit einem Operationsverstärker oder mit Transistoren (Emitter Folger) aufbauen). Dadurch belastest du deinen Tiefpass durch die nachfolgende Schaltung nicht. Würdest du ihn belasten, würdest du auch die Grenzfrequenz und andere Eigenschaften verändern (jenachdem was du hinten dran hängst) oder schlimmeres, jenachdem welche Schaltung du vor dem Impedanzwandler hast. Allgemein: Ein Impedanzwandler passt dir die Impedanz deiner Quelle an (jenach Schaltung kannst DU das nämlich bestimmen ;) ).

[Hubert.G]

Der Thread-Ersteller rührt sich nicht mehr, anscheinend hat ihn die Vielzahl der Antworten erschlagen.
Wenn so ein Lüfter nur mit einem Poti geregelt werden soll, dann ist es das einfachste man nimmt einen LM317 dafür.

[niki1]

Aber trotzdem versteh ich nicht wozu man den Tiefpass braucht.

Weil wir ja bei der PWM nur 1 Frequenz haben , brauchen wir ja keinen TIEFPASS. Da sich ja die Frequenz nicht ändert.

Abend

[Hubert.G]

Wenn du den Mittelwert der Spannung haben willst musst du die Frequenz ausfiltern.

[niki1]

Wieso das denn?

[BlackDevil]

Naja kommt drauf an wo du die Grenzfrequenz von deinem Filter hinlegst. Hast du ein 1kHz Signal und einen 500Hz Filter kommt nur noch die hälfte durch. Das ist aber nicht der Grund für die Mittelwertbildung, auf die komm ich auch grad nich

[Hubert.G]

Mit einer PWM von 0% bis 100% könntest du dir auf diese Weise eine Gleichspannung von 0V bis 5V erzeugen, Vss 5V vorausgesetzt.

[niki1]

Und wie muss man den dann dimensionieren?
Aber wenn ich den Mittelwert bilde dann könnte ich das doch gleich mit einem linear Regler wie dem LM 317 machen oder ? Dann bräuchte ich keine PWM.

Oder sehe ich da was falsch?

Mfg

[Rofo88]

Aber der Fragesteller wollte nun mal nen NE555 mit ner PWM nehmen. Wenn Du es mit nem Poti machen willst ist der LM317 die richtige wahl aber wenn ein µC das machen soll wirst Du wohl über die PWM gehen.

[BlackDevil]

Kann das mit dem Mittelwert noch mal jemand mit einem kleinen Rechenweg erläutern? Ich hab das zwar alles schonmal hergeleitet aber irgendwie komm ich grade nich drauf :D

[Hubert.G]

Du kannst das geometrisch umrechnen. Bei 5V Impulshöhe sollten 20%PWM genau 1V Mittelwert ergeben. Verluste, Restripple bleiben da natürlich unberücksichtigt.

[BlackDevil]

Geometrisch? Die Übertragungsfunktio ist mir im Laplace wie auch im Frequenzbereich klar aber wie ich da noch die Geometrie mit reinbring ... darauf komm ich gerade nicht. Mit Zeigern, okay, da könnte ich Geometrie rienbringen aber das bringt einen nicht zum Ziel. Ich muss zugeben das ich auch noch keinen Tiefpass mit Variabler Pulsbreite beaufschlagt hab... Ich glaub ich überleg mir die Tage mal ein geeignetes MatLab Modell xD

[vohopri]

Hallo,

@ niki1:
eine PWM nimmt man ja, um die Verluste in der Ansteuerschaltung zu minimieren. Deswegen kann man nicht gleich eine lineare Ansteuerung nehmen. Den Vorteil der geringen Verlustleistung verliert man nicht, wenn man einen VERLUSTARMEN Tiefpass nachschaltet.

Die Filterung bzw Mittelwertbildung, was ja das Selbe ist, hat mehrere Gründe und die kann man mal zusammen fassen: Niedere Frequenzen machen Lärm, hohe machen Verluste im Motor, der hochfrequente Anteil ist für den Antrieb gar nicht gut nutzbar und empfindliche Magnete im Motor kann man mit der PWM merklich schwächen. Diese Probleme hat aber nicht jeder Motor im gleichen Ausmass: Ein herkömmlicher Gleichstrommotor mit viel Eisen und robusten Magneten hat selbst genug Induktivität, die als Tiefpass wirkt.

Bei anderen Motoren wird bei PWM oft eine zusätzliche Induktivität als Tiefpass vorgeschaltet, wenns nötig ist. Eine Induktivität speichert relativ Verlustarm die Energie.


@ all:
OP + Impedanzwandler ist nicht verlustarm und diese Variante macht den Vorteil der verlustarmen PWM wieder zu nichte.

Grüsse,
Vohopri

[niki1]

Hallo.

Oke aber wie muss man dann den Tiefpass dimensionieren? Wenn man eine PWM mit , sagen wir mal , 1kHz hat ? Dann müsste die Grenzfrequenz oberhalb der 1kHz sein, wenn ich mich nicht irre. Da ja sonst alles andere abgeschwächt wäre.

Mfg

[nikolaus10]

Wenn er steilflankig ist muester er genau 1KHz betragen.
Du willst ja die PWM rausfiltern aber deine Regelfrequenz durchlassen.
Bei realen Filtern liegt man natuerlich deutlich unter 1KHZ.
Je nachdem wieviel Rippel du zulassen kannst.

MFG

[BlackDevil]

Ich hab ein Signal mit 1kHz Frequenz und Filter alle Frequenzen ab 1kHz raus. Ich kann mir grade nich vorstellen was da übrig bleibt. Ist das PWM Signal ein Rechteckgeneriertes Signal mit einer Frequenz oder mit einem Frequenzspektrum?

[niki1]

Und wäre das dann nicht ein Bandpass? Und was ist ein Rippel?

[BlackDevil]

Wenn du alles unterhalb 1kHz durchlässt und alles oberhalb rausfilterst ist ein Tiefpass. Bandpass bedeutet nur das du zwischen f1 und f2 alle Frequenzen passieren lässt, ober- und unterhalb aber abschneidest. Ein Ripple ist eine kleine Spannungsspitze die an der Vorderen Kante eines Rechteckimpulses auftreten kann (Rechtecke sind eigentlich nicht realisierbar wegen der Unendlich hohen Steigung, Mathematisch kann man diese Ripple mithilfe der Fourierreihenentwicklung zeigen, aber das ist ein anderes Thema)

[Skynet]

Hallo! Ich habe mir auch eine Lüftersteuerung durch PWM mit ein NE555 gebaut und habe aber probleme mit der frequenz gehabt. Ich musste die PWM-Frequenz weit runter setzen <100Hz bei einen Lüfter sogar unter 20Hz damit diese sich überhaup bewegen, da die lüfter etwas unrund liefen musste noch ein dicker ELKO zur glättung rein.

[BlackDevil]

Naja das ist dann im Prinzip das angesprochene Problem mit der PWM und den Lüfter Motoren

[vohopri]

@ Blackdevil: Ist kein Problem, sondern eine routinemässig lösbare Aufgabe.

@ Skynet: Klar, so geht das. Wenn du nun statt des Elkos eine Drossel verwendest, hat die Schaltung weniger Verluste. Die PWM Frequenz kann gegenüber der ungefilterten Variante höher gewählt werden, wenn eine Drossel als Tiefpass vorhanden ist.

grüsse,
v.

[Rofo88]

Hallo! Ich habe mir auch eine Lüftersteuerung durch PWM mit ein NE555 gebaut und habe aber probleme mit der frequenz gehabt. Ich musste die PWM-Frequenz weit runter setzen <100Hz bei einen Lüfter sogar unter 20Hz damit diese sich überhaup bewegen, da die lüfter etwas unrund liefen musste noch ein dicker ELKO zur glättung rein.

Hast Du mal nen Versuch gemacht mit ner hohen Frequenz so um die 70 kHz? Das hatte ich mal mit nem AVR und das ging recht gut auch ohne Glättung.

[niki1]

Hallo.

Schon wieder ich, und zwar verstehe ich nicht warum man einen Tiefpass für die Mittelwertbildung brauchen, genügt da nicht einfach ein Kondensator??

Mfg niki1

[Rofo88]

Nein, weil wenn der Ausgang des NE555 auf low geht zieht er Dir den Kondensator leer und könnte dabei auch noch kaputt gehen also muß da ein Widerdstand rein und schon ist es ein Tiefpass.

[Skynet]

ich verwende nicht direkt den ausgang vom NE555, die Lüfter werden über ein Transistor gesteuert, aber der wird sehr sehr warm

[Besserwessi]

Das mit der Wärme ist gerade das Problem. Um das zu umgehen kann man auch mit dem NE555 einen Schaltwandler bauen. Was viel anderes ist das mit PWM und LC Filter ja auch nicht. Nur das die Freilaufdiode an die richtige Stelle kommt und man in der regel eher eine Frequenz über 20 kHz wählt, dann werden die Spulen nicht so groß.

[niki1]

Dann nimm einfach einen der mehr aushält.
Nacht

[vohopri]

Hallo,


Dann nimm einfach einen der mehr aushält.

Nein, das ist nicht sinnvoll. Verluste vermeidet man, menn es möglich ist.

PWM mit Drosselfilterung und ein Schaltwandler (Wessi hat schon geschrieben, dass das im Prinzip das Selbe ist) vermeiden die unnötigen Verluste.

Beim Transistor muss man drauf achten, dass er wirklich als Schalter betrieben wird. Dann ist er entweder ganz offen oder voll durchgesteuert. Und der der Zwischenbereich muss ganz rasch durchfahren werden. Die Flankensteilheit eventuell mit Oszi prüfen. Wenn das gegeben ist, gibts kaum Verluste im Transistor.

grüsse,
vohopri

[niki1]

Hallo.

Ich verstehe nicht wieso es mit einem LC Filter verlustfreier wäre wenn doch die Spule einen größeren Ohmschen Anteil als der Kondensator hat?!?!?!

mfg

[Hubert.G]

Das kommt darauf an bei welcher Frequenz du das rechnest. Bei Gleichstrom hat die Spule nur den ohmschen Anteil.

[BlackDevil]

Blind-, Wirk- und Scheinleistung sind die Begriffe die helfen, denke ich jedenfalls ;)

[Hubert.G]

Ob diese Definition hilfreich ist weiss ich allerdings nicht.

[BlackDevil]

Zum verständnis vielleicht ja aber technisch nicht, nein ^^

Wirkleistung ist die Leistung die wirklich WIRKT, also P.
Blindleistung ist die Leistung die "imaginär" auftritt
Scheinleistung ist die Summe aus Wirk und Blindleistung. Also die Leistug die SCHEINBAR vorhanden ist.

Eine rein Ohmsche Last hat nur Wirkleistung, Induktiv und Kapazitiv haben nur Blindleistung (ideal, wenn mich mein ET Hirn nicht täuscht). Mischst du Ohmsch und die andern beiden hast du Scheinleistung.

Und wenn ich weiterhin nich doof bin liegt die Stellung der Zeiger (Zeigerdiagramm => Komplexe darstellung) daran ob jetzt viel oder wenig Leistung verbraten wird. Bei der Induktivität ist sie, meines wissens nach, Negativ, mit der positiven Wirkleistung zusammen ergibt sich weniger Scheinleistung als mit der positiven Blindleistung des Kondensators

Bitte um Korrektur, ich will AUI machen un nich Energietechnik ^^

[Besserwessi]

Die ideale Spule hat keinen ohmschen Widerstand.
Wenn man den Filter als LC filter baut, wird das zu viel an Spannung in der Spule genutzt, um ein Magnetfeld aufzubauen. In der Ausphase des PWM Signals wird dann die Energie aus der Spule genutzt um den Strom weiter fleißen zu lassen.

Die Argumentation mit wirk und Scheinleistung ist hier nicht so einfach, denn man hat keine Sinusförmige Spannung, sondern mehr Rechtieck und dreieck. Man kann auch da Wirkleistungen usw. definieren, aber viel anschaulicher wirds dadurch nicht.

[BlackDevil]

Ja ne is klar, ich hab mich allerdings bisher nur in der reinen Wechselstromlehre Bewegt, also nix mit Rechtecken und so

Deshalb steh ich auch noch ein wenig auf der Leitung wie der Mittelwert hinter dem Tiefpass zustande kommt ^^

Aber recht hast du natürlich. Stichwort Lentz'sche Regel (bei uns hies das immer Lentz'sches Reh-Gel ^^)