Einfache ATtiny-basierte spannungsgesteuerte Lüfter-Regelung

[021aet04]

Bei einem Spannungsregler plane ich immer mehrere Kondensatoren ein.
Eingangsseitig einen Elko (bzw Tantal) im uF bis mF Bereich (Stromabhängig). Bei dir reicht ein Elko bis 100uF, das ist aber nicht so genau. Und zusätzlich plane ich noch einen 100nF Kerko ein.
Ausgangsseitig ist gleich, nur das der Elko kleiner bzw gleich sein sollte als im Eingangsbereich oder du planst noch eine Diode zwischen Ausgang und Eingang ein, damit die Ausgangsspannung nicht größer werden kann als am Eingang (das mögen die nicht).

Auf was du auch achten solltest ist das der Strom "über" die Kondensatoren fließt. Also z.b. bei dir von U2 bei der Klemme J3 vorbei, (C1 um 90° drehen) auf den Anschluss von C1 und von dort auf den Attiny. Dann würde ich von dort auf R1 gehen. Zwischen Reset und Masse (parallel zu S1) plane ich auch immer einen 100nF Kerko ein (ich nehme immer R=10k, C=100n).

Was auch eine Möglichkeit ist, C1 weiter nach oben schieben (Pin von C1 und Attiny nebeneinander) und noch dichter an an den Attiny heran. Die Leiterbahn aber trotzdem zuerst zum C1 und dann zum Attiny.

MfG Hannes

[phischmi]

Danke für die Hinweise!

Werde ich im Layout berücksichtigen und zusammen mit dem Schaltplan dann wieder hier posten!


Philipp

[i_make_it]

Ich sehe in dem Layout zwei spitze Winkel die man besser weg lassne sollte.
Einmal links von J3 und einmal unter J4 zwichen der Verbindung von Pin3 zu Pin4 und der Verbindung zu U2.

Eventuell ist dieser Vortrag ganz hilfreich:
https://media.ccc.de/v/camp2015-6651...nikentwicklung
7:10 Kondensatoren und Leitungslängen
41:40 Rückstrom und Masseflächen
42:45 Winkel von Leitungen (Spitze Winkel/rechte Winkel)

[phischmi]

Moin zusammen,

habe gestern wieder weiter getüftelt und sowohl den Schaltplan erstellt, als auch das Layout gem. eurer Tips weiter optimiert.

Bild hier  

Bild hier  

Beim Layout habe ich alle GND-Leitungen entfernt und durch Masseflächen ersetzt.

Ist die Verbindung von C1 zur Massefläche so korrekt oder sollte ich das anders lösen?

Nun fehlen eigentlich nur noch die Kondensatoren am Wandler und evtl. am Analog-Eingang

[Klebwax]

Ich würd das ganze noch mal durchdenken und mal mit dem Regler anfangen.

Der Prozessor wird sicher weniger als 10mA verbrauchen, wenn man sich beim Programmieren Mühe gibt auch noch weniger. Bei 10mA bleiben am Regler (12V - 5V * 0,01A) rund 70mW liegen, bei den typischen 5mA aus dem Datenblatt entsprechend weniger. Für einen LM317 bewegt sich das im Bereich des minimalen Laststroms. Da ist ein Recom totaler Overkill. Selbst ein 7805 ist da zu fett, im Preis aber kaum zu schlagen. Da der Prozessor von 2,7V bis 5,5V läuft, würde es auch eine Zenerdiode tun.

Gehen wir mal von einem 7805 aus. Da die Schaltung mit Gleichstrom versorgt wird braucht man bei 10mA keinen großen Kondensator am Eingang, Der ist ja schon im Netzteil drin. 100nF gegen Schwingen des Reglers tuns da.

In der Schaltung selbst ist ja der Prozessor der einzige Verbraucher. Man kann also Vcc und GND vom µC direkt mit dem Regler verbinden. Das gibt dann zwei Verbindungen mit 10 bis 15mm Länge. Da packt man dann zwischen µC und Regler einen zweiten 100nF ran. Die übrigen Leitungen kann man frei verlegen, die Lüfter-PWM ist im Bereich zweistelliger kHz, für moderne Bausteine also fast Gleichstrom.

Das ganze "Fluten nützt nichts, wenn wie gezeigt, Signale die Fläche zerschneiden. Trotz Fläche muß der Strom zwischen µC GND und Regler GND einen langen Weg machen. Also erst mal die Versorgung routen, alle Stromwege kurz. Bei den 10mA und der kleinen Platine spielt die Leiterbahnbreite keine wirkliche Rolle, ansonsten macht man GND und Vcc dicker. Dann schnelle Signal (MHz und mehr) kurz und möglichst gradlinig. Und dann die statischen und quasistatischen Signale wie Pullup, Pulldown, LED und Taster. Und bei denen spielen Winkel keine wirkliche Rolle. Das ist was fürs Auge.

MfG Klebwax

[phischmi]

Den Recom habe ich nun mal schon hier liegen und würde ihr daher auch gern verwenden. Evtl. habe ich noch einen LM317 - werde ich nochmal checken...

Bzgl. der langen Strecke zwischen ATtiny GND und Regler GND hast du natürlich recht. Werde ich nochmal überdenken und anpassen.

Grundsätzlich sollte es so aber doch funktionieren, oder?

Danke!

[i_make_it]

die Lüfter-PWM ist im Bereich zweistelliger kHz, für moderne Bausteine also fast Gleichstrom.

Aus der EMV Sicht, ist allerdings die Signal Anstiegszeit und die Fallzeit für die Frequenz der Störungen maßgeblich.
Da bei der Induktion ja nur die Änderung des magnetischen Flusses relevant ist, werden Sörungen also nicht abhängig von der Frequenz des Signals sondern von der Steilheit der Spannungsänderung abgestrahlt.
Da bei einem Sinus die Flankensteilheit mit der Frequenz wächst, wird oft vergessen, das die Frequenz eigentlich egal ist (wenn sie denn ungleich null ist).
Sieht man ja auch an der Formel für die Induktionsspannung, wo man durch delta-t teilt. (je Kleiner delta-t um so größer die Induktionsspannung)
Bei einem Rechteck PWM sind also die Zeiten in denen das Signal High oder Low ist nur insowit interessant, das dadurch die Häufigkeit von Störungen bestimmt wird, aber nicht die Frequenz der Störungen.
Da besteht nur bei nicht rechteckigen Signalformen (z.B. Dreieck oder Sinus) ein proportionlaer Zusammenhang zwichen Signalfrequenz und Störfrequenz.
Man kann mit einem kHz PWM also durchaus in den MHz Bereich stören. Und da sind dann schlechte Masseflächen für "interessante" Effekte gut.

Grade die Massefläche zwichen J3, J4 und U2, die nur über Pin 2 von U2 mit dem Rest verbunden ist, dürfte sich da eher negativ als positiv auswirken.