Probleme mit Lüftersteuerung / LM317 Im Unterforum Projekte im Selbstbau - Beschreibung: Selbstbau von Elektronik und Elektro
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BID = 590073
Cyverboy2 Neu hier
Beiträge: 25 Wohnort: München
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Hallo zusammen,
ich bastel gerade an einer Lüftersteuerung, nur hab ich ein paar Probleme! Der Schaltplan ist angehängt.
Links vom LM317 ist ein einfacher Differenzverstärker, der die Spannungsänderungen vom NTC verstärkt, der Teil rechts ist ein inv. Schmitt-Trigger, der zum Auschalten des Lüfters dient.
Folgende Probleme sind nun leider aufgetreten:
- Wenn der IC1A durchschaltet, wieso liegen dann am Ausgang des ICs nur 1V an? Am R7 liegen dann nur noch 0,4V an, Ube vom Transistor sind 0,6V. Wieso schaltet der OpAmp nicht die 12V Versorgung durch?
- Wenn ich richtig überlegt habe liegt doch am OUT vom LM317 immer eine um 1,25V höhere Spannung an als am ADJ an, d.h. wenn am ADJ 3V anliegen sollten am Ausgang ca. 4,25V anliegen oder? Bei mir liegt da immer 4V oder so mehr an, und ich versteh nicht wieso!
Bitte bitte helft mir, ich bin kurz vorm verzweifeln!!!
Danke! |
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BID = 590077
Onra Schreibmaschine
Beiträge: 2488
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Hallo,
das IC1 in deinem Schaltbild ist kein Operationsverstärker, sondern ein Komparator mit Open-Kollektor-Ausgang.
Also normale OPV und das Teil sollte laufen.
Willst du wirklich so viele Trimmer verbauen? Ausfallsicherheit als Stichwort.
Onra |
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BID = 590084
Cyverboy2 Neu hier
Beiträge: 25 Wohnort: München
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Hey,
Danke für die schnelle Antwort! DIe vielen Trimmer brauch ich, damit ich dann die Schaltung exakt auf meine Bedürfnisse einstellen kann!
Das mit dem Operationverstärker macht Sinn, der LM324 passt für meine Zwecke oder?
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BID = 590090
Onra Schreibmaschine
Beiträge: 2488
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Ja, der 324 sollte passen und die Potis würde ich nach dem Einstellvorgang auf ca. 10% des Wertes reduzieren und den Rest mit Festwiderständen machen.
Onra
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BID = 590103
Lupin III. Schriftsteller
Beiträge: 616 Wohnort: Salzburg
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Ok, ich blick jetzt noch nicht ganz durch, was die vielen Potis da machen. Scheint einerseits ein Ein/Aus-Schalter mit Hysterese zu sein (rechter Opamp - wenn's einer wäre) und der linke erzeugt eine Referenzspannung für den Spannungsregler, wahrscheinlich zur Regelung der Drehzahl. Ist das nicht ein bisschen viel Aufwand für die zwei Funktionen? Ich denke du könntest einige Teile einsparen. Kann aber auch sein, dass ich was übersehen habe, was die Schaltung sonst noch macht.
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BID = 590114
Cyverboy2 Neu hier
Beiträge: 25 Wohnort: München
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Jep, hast Recht, der rechte möchtegern OpAmp ist ein Ein/Ausschalter mit Hysterese, der linke verstärkt die Spannung übern NTC entsprechend, damit der LM317 ordentliche Spannungen ausspuckt!
Bitte nur noch mal als Bestätigung:
Der LM317 gibt am Vout eine um 1,25V höhere Spannung als am ADJ aus oder?
Die Lüftersteuerung ist so aufgebaut, weil sie folgende Funktionen haben soll:
- natürlich temperaturabhängig, Sensor frei platzierbar
- frei einstellbare Starttemperatur
- frei einstellbare Ausschalttemperatur
- frei einstellbare Maximaltemperatur, bei der der Lüfter mit maximaler Spannung läuft
- frei einstellbare Anlaufspannung (min 1,25V)
- frei einstellbare Maximalspannung (max 11 V)
Meint ihr es geht einfacher? Bin über jeden Vorschlag dankbar, glaube aber fast kaum dass es einfacher geht!
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BID = 590131
Lupin III. Schriftsteller
Beiträge: 616 Wohnort: Salzburg
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Ja, das mit den 1,25 V stimmt mal (steht zumindest im Datenblatt).
Also was du mal auf alle Fälle ändern könntest, wenn du sonst nichts umbauen willst: R4 weg und dafür R6 mit 50 kOhm müsste exakt den selben Effekt haben.
Aber mal eine Frage: wieso möchtest du sowohl Ein/Aus als auch Geschwindigkeit über Temperatur regeln? Das hat doch eher weniger Sinn. Besonders das Ein- und Ausschalten ist ja auffällig hörbar. Die Ein/Aus Hysterese bringt auch recht wenig, wenn der linke Teil der Schaltung bereits die Spannung runterdreht. Da ist das Ein/Aus ja sozusagen schon integriert.
Ein anderes Problem sehe ich beim Anlaufen des Lüfters. Unter 6 oder 7 Volt haben da schon einige Probleme und das Verhalten wird mit dem Alter der Teile nicht besser. Nach oben beschränkst du zusätzlich noch auf 11 V. Das heißt, du kannst nicht mal die volle Leistung ausnutzen.
Ich möchte die Schaltung keineswegs schlecht reden (außer du hast sie ohne zu überlegen wo abgekupfert , schaut aber nicht so aus, nachdem du weißt was die einzelnen Teile tun). Aber ein Tipp wäre nochmal zu überlegen, ob die Anforderungen/Einstellmöglichkeiten so überhaupt sinnvoll und sind.
Wenn die Lüfter das vertragen (die Elektronik in manchen macht da einen Strich durch die Rechnung), kannst du vielleicht auch mal schauen, ob PWM eine Lösung wäre. Das lässt sich mit ähnlichem Aufwand mit OPAMPs machen. Das löst z. B. das Anlaufproblem und trotzdem kannst du von fast 0 bis 100% steuern. Ich muss nachsehen, ich habe noch irgendwo so eine Schaltung, mit der ich Halogen-Lampen mit ca. 300W gedimmt habe. Die sollte einen Lüfter auch vertragen . Bin aber grade unterwegs und kann da erst am Abend danach suchen.
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BID = 590177
Cyverboy2 Neu hier
Beiträge: 25 Wohnort: München
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Hey,
ja, das mit dem R4 hab ich mir auch schon gedacht und auch schon ausprobiert gehabt, hat dann aber leider nicht richtig funktioniert! Kann mir aber auch nicht erklären, wieso...
Die Anlaufspannung der zu verbauenden Lüfter beträgt unglaubliche und gemessene 3,5V, war ja auch ein Kaufkrtierium! Geplant ist es, sie bei 4V anlaufen zu lassen, die Hystere wird so eingestellt, dass bei Abschalttemperatur noch 3,5V am Lüfter anliegen sollen. Das Ein/Ausschalten ist dabei doch komplett lautlos, woher sollten denn Geräusche kommen?
Das Abschalten habe ich rein, damit am Lüfter unterhalb der Anlaufspannung nicht immer Spannung anliegt! Nicht dass er kaputt geht, knapp unterhalb der Anlaufspannung versucht er ja anzulaufen, schafft es aber nicht!
Die Begrenzung nach oben lässt sich ja leider nicht vermeiden, der LM317 kommt ja nur bis 1,25V unter Vin, und das ist ja im PC so um die 12V. Und geplant ist ja, dass er sowieso nie bei dieser Spannung laufen soll, ist nämlich ein 22,5cm Lüfter, und bei voller Leistung löst der nen Orkan aus Vorteil ist halt, dass er bereits bei geringen Drehzahlen extrem viel Luft umwälzt und dabei absolut lautlos zu Werke geht!
PWM geht leider auch nicht, hab ich auch schon ausprobiert an der mainboardseitigen Steuerung, die regelt per PWM.
Und: natürlich habe ich die Schaltung selber entwickelt Eine Frage der Ehre und so
[ Diese Nachricht wurde geändert von: Cyverboy2 am 22 Feb 2009 12:45 ]
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BID = 590183
bluebyte Schriftsteller
Beiträge: 708 Wohnort: Unterfranken
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Hi,
Um sauber zu regeln, braucht der 317 einen Arbeitsstrom von min. etwa 4mA, bei fehlender Last wird die Spg. am Ausgang hoch gehen.
--> Widerstand von 220Ohm zwischen OUT u. ADJ schalten.
Wieso nimmst Du statt des 317 nicht einfach einen Transistor ?
Der 317 verbrät je nach Last 2..3V zwischen IN u. OUT, d.h. Du hast am Lüfter nur noch 9..10V, die Verluste an Q1 nicht mitgerechnet.
_________________
Gruß
bluebyte
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BID = 590231
Lupin III. Schriftsteller
Beiträge: 616 Wohnort: Salzburg
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Gut, du hast dir schon viele Gedanken darüber gemacht. Brav! Ich wäre allerdings so mit der Schaltung noch nicht zufrieden. Eine Frage der Ehre und so
Den LM317 würde ich wirklich ersetzen. Um zu regeln braucht der nämlich zwischen Vin und Vout eine Spannungsdifferenz von mindestens 2-3 Volt. Was passiert wenn du weniger hast, ist nicht definiert. Durch den Transistor verlierst nochmal etwas.
Erste Änderung: im Prinzip hast du zwei "Leistungsteile" zur Steuerung in deiner Schaltung. Ich würde z. B. mit dem Ausgang des Ein/Aus-Opamps irgendwo zum Spannungs-Opamp hinfahren, sodass der so verstimmt wird, dass zweiterer 0 V ausgibt solange der erste Opamp meint, es soll noch aus sein. Du kannst dafür unter anderem den Spannungeteiler für Opamp 1B nicht zwischen 0 und +12V schalten, sondern zwischen 0V und Ausgang von Opamp 1A (Achtung! beachte dass ein LM324 am Ausgang nicht bis Betriebsspannung (12V) hinaufkommt, der Spannungteiler müsste dementsprechend leicht anders dimensioniert werden; obwohl mit den ganzen Potis ist die Funktion eh schon eingebaut ). Du hast dann die selben Einstellmöglichkeiten, aber nur noch einen Leistungsteil.
Das andere ist der LM317. Schau dich stattdessen mal nach einem Transistor in Kollektorschaltung um (intelligenterweise auch Emitterfolger genannt, sodass man nicht mehr weiß, was was ist, wenn man nur hin und wieder drüber nachdenkt). Da musst du dann wahrscheinlich einen etwas größeren als einen BC337 nehmen, da an dem dann Leistung verbraten wird.
Eine andere Lösung, die mir gefallen würde, wenn man schon kein PWM machen kann: vielleicht hast du irgendwo einen Leistungs-Opamp aus einer Stereoanlage rumliegen. Da könntest du den Lüfter dann direkt dran hängen.
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BID = 590301
Cyverboy2 Neu hier
Beiträge: 25 Wohnort: München
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Danke für die Vorschläge! Werd ich gleich mal bearbeiten die Schaltung und dann posten!
Frage zum Power OpAmp:
Der LM675 von National scheint sehr geeignet zu sein, nur finde ich widersprüchliche Angaben bzgl. der Versorgungsspannung! Im Produktkatalog steht nämlich 10-60 V, im Datenblatt 16-60 V, was ihn dann leider untauglich macht
Kann nämlich davon kostenlose Samples bestellen, soll ich mal ausprobieren, ob er mit 12V läuft oder ist des ausgeschlossen?
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BID = 590317
Lupin III. Schriftsteller
Beiträge: 616 Wohnort: Salzburg
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Im Datenblatt fangen die meisten Kurven des LM675 um 7V "Supply Voltage" an. Das ist allerdings, wenn ich es hoffentlich richtig lese, x2 zu nehmen, da Vcc dabei an +7V und Vee an -7V hängt. Das könnte also ein Problem sein. Auch könnte man sich wünschen, dass er am Ausgang ein bisschen näher an die Versorgung herankommt.
Wenn du einen Produktkatalog hast, den du gut durchsuchen kannst, schau mal ob einen singly-supply rail-to-rail power Opamp findest. Ich behaupte jetzt mal, dass man jeden dual-supply Opamp auch an single-supply betreiben kann, das ist also nicht der wichtigste Punkt. Aber viele single-supply Typen kommen auch ohne rail-to-rail-Fähigkeit auf 0V am Ausgang hinunter (das ist für's "Ausschalten" wichtig). Das obere Ende ist aber ein Problem. Du solltest schauen, dass der Opamp beim Betriebsstrom des Lüfters zumindest bis 1V unter V+ kommt. Damit erreichst du dann deine gewünschten 11V Maximalspannung. Aber je näher an V+ dran desto besser. Dabei aber immer den Strom beachten: bei höheren Strömen vergrößert sich der Abstand normalerweise! Vielleicht findest du ja einen, von dem du auch Gratis-Samples bekommst.
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BID = 590323
Cyverboy2 Neu hier
Beiträge: 25 Wohnort: München
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Hab noch den LM1877 gefunden, würde der auch passen? Ist aber mit 1,05€ bei Reichelt schon ganz schön teuer! Außerdem hat der so viele Anschlüsse...
Kannst du mir zufällig alternativ noch einen guten Leistungstransistor empfehlen? Bin jetzt auf den BUX85 gestoßen, der sollte genug Leistungs haben oder?
[ Diese Nachricht wurde geändert von: Cyverboy2 am 22 Feb 2009 21:49 ]
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BID = 590332
Cyverboy2 Neu hier
Beiträge: 25 Wohnort: München
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So, hab mal die Schaltung mit Transistor entworfen, so müsste bei 12V ein max. Strom von 400mA fließen oder? aber welche Werte müssen R8 und R11 haben? Da bin ich nicht ganz dahinter gekommen!
Ist sonst noch was verbesserungsfähig?
[ Diese Nachricht wurde geändert von: Cyverboy2 am 22 Feb 2009 22:32 ]
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BID = 590333
Lupin III. Schriftsteller
Beiträge: 616 Wohnort: Salzburg
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Der hat leider auch einen eher schlechten Output-Voltage-Swing (so nebenbei: ich habe eigentlich keine Ahnung wie diese Fachbegriffe aus den Datenblättern auf Deutsch heißen ) Vs - 6V. Das ist zu viel (bei Audioanwendungen ist das eher egal, weil einen sowieso nur die Schwingung um die Mitte interessiert).
Irgendeinen brauchbaren Opamp gibt es sicher, und auch billig, aber beim Finden tue ich mir genauso schwer.
Zum Leistungstransistor: Empfehlung habe ich da keine. Aber so viel Strom wird der Lüfter wohl nicht ziehen (300mA?), also gibt es da keine speziellen Anforderungen. Du musst halt schauen, dass er die maximale Verlustleistung aushält, die im Transistor verbraten wird. Aber selbst bei angenommenen 300mA * 12V (ein Fall, der nie eintreten wird, denn wenn der Transistor 12V verbrät, fließt kein Strom mehr, zumindest solange der Lüfter keinen Kurzen macht), kommst du auf nicht mal 4W. So ziemlich jeder im TO220 Gehäuse kann das.
Ehrlich gesagt, wenn ich so einen brauche, schaue ich einfach was ich herumliegen (oder auf Ausschlachtteilen drauf) habe, kurzer Blick ins Datenblatt und eingebaut. Für Leistungsanwendungen verwende ich sonst lieber MOSFETs, aber die habe ich bis jetzt immer nur als "Schalter" (PWM) verwendet. Mit kontinuierlicher Ansteuerung habe ich da weniger Erfahrung.
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