• Ich habe noch etwas experimentiert und den mehr oder weniger belasteten Spannungsteiler am Schmitt-Trigger umgebaut.

    Der 22kΩ Widerstand ist verschwunden und die beiden 68kΩ Widerstände wurden zu (+) -> 47kΩ -> 56kΩ ->(-). Der 120kΩ Widerstand für die Mitkopplung wurde durch einen 270kΩ Widerstand ersetzt.


    Die Hysterese beträgt nun etwa 1V.

    Einmal editiert, zuletzt von KaiR () aus folgendem Grund: Fehlerhaften Schaltplan gelöscht

  • Kai, das klingt sehr gut.

    Wen da 2-3mA Ruhestrom fliessen, dann kann ich sehr gut damit leben und wenn er bei 25°C abschaltet ist das für meine Anwendung gerade richtig. Auch mit den 40°C könnte ich sehr gut leben und sollte ich es etwas höher brauchen, dann lässt sich dies sicher noch einstellen.

    Analog hat eben auch seinen Reiz ....

    Gruss

    Pi

  • Hallo Pius….


    ja das mit denm PNP- Transistor hatten wir ja schon mal an anderer Stelle mit dem Ein- bzw. Ausschalten eines Displays.


    So wie die Schaltung jetzt aufgebaut ist, liegt der Ruhestrom bei ca. 2mA. Ich habe es nicht explizit gemessen, sondern der Anzeige des Netzteils entnommen.


    Die Schaltung ist momentan so eingestellt, dass der Lüfter bei ca. 28°C einschaltet und bei ca. 25°C komplett abschaltet. Die Hysterese liegt errechnet bei 1,6V.


    Bei den momentanen Temperaturen läut er nach kurzem Handauflegen auf den NTC an und dreht weiter, mit geringer Drehzahl, solange es nicht wärmer wird (ich hatte beim Probieren etwas über 26°C Raumtemperatur). Hängt man den NTC in den Luftstrom geht der Lüfter nach einiger Zeit (ohne sonstige Wärmelast) aus. So ab ca. 40°C läuft der Lüfter fast auf Vollast.



    Es funktioniert erstaunlich gut :). So ganz ohne μController ;).

  • Hallo Kai


    SUPER Arbeit

    ich werde es in Zukunft immer so machen. Einen Tipp abgeben und warten bis Du die Entwicklung fertig hast. :D


    Nein, im ernst, nun da Du die ganze Arbeit gemacht hast kann ich darauf aufbauen und es ist reizvoll, mal ohne PWM auszuprobieren, ob man mit den Verlusten leben kann. Dies dann aber mit dem für mich grossen Vorteil, einer drastisch verbesserten EMV.


    Sobald ich wieder etwas Luft sehe, werde ich Deine Schaltung ausprobieren. Was ich sicher versuchen werde ist anstelle des NPN einen PNP vor dem Regler zu benutzen, weil ich damit erhoffe, die Verluste des Reglers selbst im OFF Zustand auch noch weg zu bekommen. Da ich dort wo ich die Lüfter Regelung benötige eh 13.8V zur Verfügung habe würde der FAN schon beinahe auf der perfekten Betriebsspannung laufen.


    Schönen Abend


    Pius

  • Hallo Pius,


    Dein Entwurf besticht durch eine absolute Direktheit. Kein Bauteil zu viel :thumbup:. Ich hatte extra noch eine Lücke auf dem Breadboard gelassen und auch einen Dual-OpAmp benutzt, um die Schaltung noch durch einen Schmitt-Trigger ergänzen zu können. Damit wird es möglich, das Ein- und Ausschaltverhalten des Lüfters einzustellen.


    Wie man an dem Bild sieht ist ein Transistor (BC337 unten rechts) und ein paar Widerstände hinzugekommen:


    Lueftersteuerung-Analog-Schmitt-Trigger.jpg


    Mit den Trimmpotis RV1 und RV2 (siehe Bild unten und Schaltplan) lässt sich das An- und Abschaltverhalten des Lüfters einstellen.

    Einmal editiert, zuletzt von KaiR () aus folgendem Grund: Fehlerhaften Schaltplan gelöscht.

  • Super Kai und vielen Dank für Deinen Entwurf


    Es ist natürlich richtig, dass der Betrieb eines Ventilators mit einer PWM weniger Verlustwärme produziert als eine lineare Regelung. Aber die lineare Regelung eines Ventilators produziert viel weniger Störungen als der geschaltete Betrieb.


    Aber ganz so schlimm sind die Verluste bei der Linearregelung eines Ventilators nicht, wenn man bedenkt, dass bei der höchsten Temperatur kaum noch Energie über dem Längsregler vernichtet werden muss und dass bei 50% der Ventilator eine viel kleinere Kühlleistung erzeugen kann als die 50%. Hier wäre es dann sinnvoll, den Ventilator ganz ausschalten zu können.


    Kai, ich könnte mir vorstellen, dass Deine Schaltung noch einfacher realisierbar wäre:


    FanRegler_LM317.png

    Auch diese Schaltung erlaubt nicht die volle Leistung des Ventilators, verursacht durch den Spannungsverlust des Längsreglers. Bessere Verhältnisse müsste man mit einem Low Drop Out Regler erreichen. R1 dient zur sicheren Limitierung des Adj Stromes. Je nach benutztem NTC darf die Summe der Widerstände R1 und dem NTC den Wert von 240 Ohm nicht unterschreiten.


    Die selbe Schaltung mit einem PTC anstelle von R3 müsste auch funktionieren, nur sind PTC’s mit dem exakten Wert an dieser Stelle schwer zu finden.


    Hier noch die Anmerkungen aus dem Datenblatt des LM317:

    Wenn der Eingang während eines Fehlerzustands gegen Masse kurzgeschlossen wird, verhindert die Schutzdiode (D1) eine Entladung durch den LM317. Wird der Ausgang im Fehlerfall kurzgeschlossen, verhindert die Schutzdiode (D2) die Entladung des Einstellkondensators durch das LM317.

    C2 reduziert die Ausgangimpedanz des LM317.


    schönen Sonntag
    Pius

  • Hallo zusammen,


    nachdem bei der Frage von Hyperkalio zum Bau einer Lüftersteuerung auch Linear(spannungs)regler aufgeführt wurden, habe ich mich gefragt, ob man nicht auch damit einen Lüfter regeln kann. Es wurde auch ein LM317 erwähnt. Bei diesem Regler ist die Ausgangsspannung über seine äußere Beschaltung variabel einstellbar. Darum bietet er sich dafür an, eine rein analoge Lüftersteuerung zu bauen.


    Zum Experimentieren hatte ich noch einen LM317m aus einem Franzis "Maker" Kit "löten lernen", welches meiner Meinung nach ziemlich mies ist (mindestens aber viel zu teuer für das was es bietet). Der LM317m ist ein SOT-223 Bauteil, welches ich auf eine Adapterplatine gelötet habe. Darum sieht der Regler auf dem Bild nicht so aus, wie die üblicherweise in den Sortiment- oder Starterkits vertriebenen TO-220 ICs.


    Die Schaltung besteht aus einem Differenz-/Subtrahierverstärker (LM358 OpAmp) dessen Ausgangssignal mit dem Adjust-Eingang des LM317 gekoppelt ist. Die Beschaltung des Reglers erfolgte (außer beim Adjust-Eingang) gemäß den Angaben des Datenblattes.


    Ein hat NTC einen sinkenden Widerstand, wenn die Temperatur ansteigt. Die dadurch entstehende variable Spannung wird von einer Referenzspannung, die am nicht invertierenden Eingang des OpAmps anliegt, abgezogen. Die Differenz (sofern sie > 0 ist) wird verstärkt und ergibt das Ausgangssignal zur Steuerung des Linearreglers.


    Lüftersteuerung-Analog.jpg



    In der Schaltung wurde ein NTC verwendet, der bei einer Temperatur von 25°C einen Widerstand von 10kΩ hat. Steigt die Temperatur, sinkt sein Widerstand und die Spannungsdifferenz zur fest eingestellten Referenzspannung steigt. Damit steigt auch die Spannung am Ausgang des OpAmps.


    Einen Haken gibt es. In der vorliegenden Schaltung kann der Lüfter nicht mit seiner Maximaldrehzahl betrieben werden, weil bei ihm nie die 12V Betriebsspannung "ankommen".


    Eigentlich entspricht die Ausgangsspannung des LM317 in etwa dem 1,25fachen der Spannung die am Adjust-Eingang anliegt. Weil der Regler jedoch eine interne Referenzspannung von 1,25V benötigt, kann für den Lüfter nur eine Ausgangsspannung von etwa 12V - 1,25V ≈ 10,75V erzeugt werden. Deshalb erreicht ein 12V Lüfter nicht ganz seine Maximaldrehzahl.


    Ich habe das Ganze mit einem 120 mm Lüfter probiert und der hat auch bei gemessenen 10,5V ordentlich Luft transportiert.


    Die abgebildete Schaltung ist sicher noch ausbaufähig, allerdings funktioniert sie schon recht gut so. Die beiden Potis RV2 und RV3 habe ich auf ein Verhältnis von 10k : 90k voreingestellt.


    Damit sich der Lüfter drehen kann, muss die Referenzspannung am (+) Eingang des Opamps immer größer als die Vergleichsspannung am (-) Eingang sein. Ansonsten ist die Differenz null (weil der Opamp an GND und nicht bipolar angeschlossen ist). Und null multipliziert mit irgendwas ergibt null.

    Das muss bei der Einstellung der Potentiometer RV2 und RV3 berücksichtigt werden.


    Mit dem Poti RV1 kann man regulieren ob der Lüfter früher (niedrige Temperatur/Raumtemperatur) oder später (höhere Temperatur) anfängt zu laufen.

  • Hallo zusammen,


    weil man für den Einsatz von OpAmps oft eine symmetrische Spannung braucht benutze ich gerne den TC962 DC/DC Converter. Hiermit ist es sehr einfach bis 18V auch die entsprechende negative Spannung zu erzeugen. Das schöne ist, dass man kein aufwändiges (Labor)Netzteil mit mehreren Ausgängen benötigt und man muss auch nicht mit zwei Batterien herumprobieren.


    Es müssen dazu nur zwei Kondensatoren passend mit dem IC verbunden werden. Die Leistung ist nicht besonders groß aber für sehr viele Konstellationen reicht es. Um es mir noch einfacher zu machen habe ich eine kleine Platine entworfen, die auf ein Breadboard gesteckt werden kann.



    TC962-Board-verkleinert.jpg


    V+ und GND anschließen, fertig ist der Lack. Am V- Pin kann dann die entsprechende negative Spannung abgegriffen werden. Weil der TC962 bis 80mA Strom verträgt, reicht das für einige OpAmps in einer Testschaltung. Wenn mehr benötigt wird, kann man auch zwei ICs parallel schalten. Dazu muss allerdings bei einem Board der 100µF Elko weggelassen werden. Was es effektiv bringt habe ich noch nicht getestet, nur ob es grundsätzlich funktioniert:


    TC962-Dual-Board-verkleinert.jpg


    Als Schaltplan (Quelle: ThePulsar) sieht das so aus:

    IMG_1899.jpg


    Es gibt auch noch weitere pinkompatible ICs (LTC1044, TC7660, SI7661und ICL7662) welche ebenfalls verwendet werden können. Für andere Schaltungsvarianten sind die Pins des ICs (Zener Kathode, Frequenzverdopplung (Freqx2) und Verlangsamung (COSC)) auf beide Seiten des Boards, an beschriftete Pins geführt. Beim Stromanschluss muss man ein wenig achtsam sein, einen Verpolungsschutz gibt es nicht.

    Falls es einer nachbauen oder verbessern möchte, die KiCad Dateien sind an diesem Post angehangen.


    Gruß Kai

  • Die Frage stellt sich überhaupt nicht. Wurde alles erklärt und sämtliche notwendigen Informationen wurden in diesem Thread bereits veröffentlicht. Nochmal schreibe ich das nicht. Das Thema ist für mich durch.


    Dass Du nichts von „Arbeit“ oder „Jugend forscht“ hältst, wurde zur Kenntnis genommen.


    Cu Kai

  • In dem untersten Fenster in dem die Compilerausgeaben erfolgen muss so eine Zeichenfolge auftauchen


    Compiling library "LiquidCrystal_I2C"

    "C:\\Users\\benutzer\\AppData\\Local\\Arduino15\\packages\\arduino\\tools\\avr-gcc\\7.3.0-atmel3.6.1-arduino7/bin/avr-g++" -c -g -Os -w -std=gnu++11 [...]"-IC:\\Users\\benutzer\\Dokumente\\Arduino\\libraries\\LiquidCrystal_I2C"

  • Also ich habe gerade den Code aus dem Posting in die Arduono IDE kopiert und auf einen Nano Clone hochgeladen. Geht....


    94DC499A-911E-4816-944C-EC707B71C3ED.jpeg

    Das mit dem Nano hättest du dir aber sparen können, weil der Uno quasi identisch ist (Pins / Prozessor).


    Hast Du auf der Rückseite deines Displays ein Poti? Dreh da mal dran. Ist zwar komisch, dass Du nur einen Buchstaben siehst aber vielleicht stimmt was mit dem Kontrast nicht.


    Du hast geschrieben, du hast verschiedene Bibliotheken ausprobiert. Hast Du die noch installiert oder wieder gelöscht?

    Möglicherweise wird die falsche verwendet.


    Da Dein Problem aus der Ferne nicht nachvollziehbar ist, kann ich da nur raten.

    Du kannst ja nen einfachen Sketch schreiben, der nur „Hallo“ oder sowas auf dem Display ausgibt. Vielleicht hilft das bei der Fehlerbehebung.

  • Dann hast Du entweder das Display falsch verkabelt (SDA muss an A4, SCL an A5 - könnte bei Dir evtl. vertauscht sein) oder Dein Display hat evtl. eine andere I2C Adresse als die im Quellcode verwendete. In dem Quellcode ist noch eine auskommentierte Zeile mit der Adresse 0x27. Die kommt auch häufig vor. Dann kommentier die 0x3F Zeile aus und verwende die andere. Wenn es dann immer noch nicht klappt, kann ich Dir leider nicht weiter helfen.

  • Du lädst sie einfach über die Bibliotheksverwaltung der Arduino IDE. Es ist die LiquidCrystal I2C Bibliothek (by Frank de Brabander).


    Das müsste passen. Ich nutze PlatformIO zur Programmierung. Von daher bin ich da aber nicht mehr so aktuell.

  • Watzmann


    Das ist von mir nicht ganz korrekt angegeben. Es ist ein 20k Trimmpoty welches aber auf 15k eingestellt ist um auf den Gesamtwiderstand von 165k zu kommen. Bei den anderen Trimmpotis habe ich deren max. Wert angegeben aber den Gesamtwiderstandswert in blau daneben geschrieben.


    RV1 ist ein max. 5K Trimmpoti. Dort habe ich den eingestellten Wert nicht eingetragen. Darum ist das nicht ganz konsistent. An dem kann man aber drehen, bis sich die Referenzspannung einstellt. Es handelt sich zusammen mit dem 15k Widerstand um etwa 17k Gesamtwiderstand.

  • Knisterbein


    Danke für Deine Anmerkungen. Ich werde Sie aufnehmen und bei Gelegenheit versuchen umzusetzen :). Da könnten noch ein paar Fragen von meinerseits auf Dich zukommen. Aber für den Augenblick soll es das erst einmal gewesen sein.


    Gruß Kai

  • Watzmann:


    Es steht eigentlich alles im Plan.


    Zu 1.

    Das Referenzsignal geht an U2b Pin 5 und an U1B Pin5 (Haben beide das gleiche Eingangssignalfähnchen).


    Zu 2.

    Pin1 geht erst einmal nirgendwo hin. Du kannst dort halt eine Spannung abgreifen die zwischen 0..4,096V liegt. Du kannst den Pin mit einem analogen Eingang eines µControllers verbinden um die Spannung mit dessen AD-Wandler in digitale Werte umzuwandeln. Es kann aber auch ein AD-Wandler-Chip sein. Wenn Du eine Schaltung entwirfst, könnte dort beispielsweise eine Leiterbahn zu einem Onboard-Chip hingeführt werden oder auch zu einem Stecker/ einer Steckleiste.


    Zu 3. Der Pin ist ja Beschriftet mit "Zu AREF-Pin Arduino nano/uno". Und genau das bedeutet es auch. Es kann aber auch ein AD-Wandler Chip sein. Im Prinzip wie 2)

    Die Referenzspannung wird halt einmal für die Umrechnung der Spannungswerte am OpAmp U1A verwendet und einmal als externe Referenz für einen AD-Wandler. In meinen Beispielfotos ist das weiße Kabel, welches links an den Nano geht, der Anschluss von U1A Pin 1 an den A0 Eingang des Nano.

    Das rote Kabel geht von U2B Pin7 an den ARef-Pin des Nano. Dieser ist so programmiert, dass er die externe Referenzspannung und nicht wie sonst üblich, die interne verwendet.

  • Hallo KaiR

    nun es wird doch immer besser. Mit der verwendeten Referenz liegst Du vermutlich in der Genauigkeit höher als der AD Wandler benötigt. Aber genau dies sollte man erreichen, da der AD nur so genau wie die benutzte Referenz wandeln kann. Da das schlechteste (aus der Sicht der Genauigkeit) Glied nach wie vor das Poti mit der +-12V Versorgung ist, bist Du mit Deiner Beschaltung im sicheren Bereich.


    Mein Bauchgefühl sagt mir, dass es den Spannungsfolger U1B nicht mehr benötigt, vor allem wenn das Verhältnis 12V/Referenzspannung relativ gross ist.

    Da Du nun die selbe Referenz für das Verschieben der +-12V und die AD Referenz benutzt, könnte man das RV2 auch einsparen, weil Du mit der Einstellung der Referenz auch den Nullpunkt verschiebst (oder liege ich da falsch). Da Du mit RV3 das Gain der Messspannung einstellst und wirst Du da einfach den ganzen Bereich resultierenden Bereich (ursprünglich +-12V) so einstellen , dass der AD Wert 1023 den 24V entspricht.


    Auf jeden Fall hast Du dein Ziel bereits erreicht. Mein Kompliment und danke für Deinen Versuch

    Pius

  • Watzmann: Deine Frage kann ich Dir nicht beantworten. Ich weiß es nicht. Das "Projekt" besteht lediglich aus dem geposteten Schaltpan. Es wurden weder Footprints zugewiesen noch ein Platinenlayout erstellt. Von daher gibt es auch keine Gerber-Dateien die Dir irgend etwas bringen würden.


    Nicht dass wir uns missverstehen. Mir ging es hier lediglich um die Arbeit mit den OpAmps . Darum habe ich meine Postings auch im Thread "ANALOG" thematisiert. Ursprung war allerdings dein Thread bezüglich der BiPolaren Spannung. Über das Thema hatte ich mir bisher noch keine Gedanken gemacht. Mein Interesse galt jedoch dem Verfahren die Spannung so zu bearbeiten, dass sie für eine Messung im positiven Bereich "vorbereitet" wird. Das hattest Du ja bereits als Lösung für Dich ausgeschlossen.


    Das Messen mit dem Arduino ist ja eigentlich wieder Digital und gehört von daher gar nicht in diesen Thread. Ich habe es halt hinzugefügt, weil Du darum gebeten hast (Quellcode) und weil es die Sachen halt vervollständigt. Es war und ist nicht meine Intention Dein Projekt umzusetzen.


    Der RV1 hat 5k. Es waren auch noch die alten Widerstandswerte R2 und RV2 sowie R4 und RV4 eingetragen. Ich habe es korrigiert und den Schaltplan neu hochgeladen.


    Gruß Kai

  • Ich habe noch einmal ein bisschen gebastelt und den Spannungsteiler für die Referenzspannung entfernt. Dieser wurde durch den Shunt-Regler TL431 (Bauform TO-92) ersetzt.

    Er wurde auf 4,096V Referenzspannung eingestellt und die Additionsschaltung entsprechend angepasst. Diese Spannung habe ich auch als externe Referenz für den Arduino Nano/Uno am AREF Pin (Pin 21) verwendet.


    Dazu musste das Programm von Posting #181 natürlich angepasst werden.



    Das funktioniert nun recht genau und bleibt bei einer Abweichung von max. 0,04V. Zwei Beispiele:


    Spannungsmessung-1.jpg                   Spannungsmessung-2.jpg