Projekte - Lüftersteuerung:
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ACHTUNG - dieser Schaltungsentwurf ist (noch) NICHT ausgetestet und sollte nicht blind nachgebaut werden!
Hier ist mal ein erster Ansatz für eine echte Lüfter-Regelung.

Ich habe mir mal ein paar Vorgaben gemacht, damit das Ding auch praxistauglich wird:

  1. Es sollen ausschließlich Standardbauteile verwendet werden.
  2. Das Ding muß deutlich weniger kosten, als die ganzen möchtegern-Regler (10 Euro)
  3. Das Board darf maximal 80mm x 25mm groß werden - dann kann man es seitlich an den Lüfter kleben.
  4. Die Schaltung sollte möglichst wenig Strom verbrauchen (aktuell ca. 6 mA).
  5. Das Tachosignal sollte möglichst unkritisch sein, und wenig belastet werden.

Vorerst noch kurz ein Problem(chen):
Ich habe lange Nächte damit verbracht verschiedene Möglichkeiten "einfacher" OCVs (das Gegenteil eines VCOs) auszuloten. Die niedrigen Frequenzen (0 - 100 Hz) des Tachosignals machen alle Ideen mit RCD-Filtern zu ziemlich klobigen Gebilden. Schaltungen mit MonFlops lieferten ein besseres Resultat - aber immer noch nicht oprimal. Außerdem gab das immer viel zu viele Teile um ohne Tricks auf der kleinen Fläche Platz zu haben. Bleibt also nur eine PLL - nachdem ich gesehen habe, daß der Straßenpreis für den CD4046B bei 60 Cent liegt, war die Sache klar.

Schaltungsbeschreibung:
Ein Tiefpass (130kHz) säubert das Tachosignall von HF-Schmutz. Falls das Tachosignal nicht auch am Mainboard angeschlossen wird, ist hier noch ein Pull-Up-Widerstand nötig. Eine Hälfte des Dual JFet-OpAmps LF412 ist als Komparator geschaltet und formt ein sauberes Rechtecksignal für die PLL.
Achtung - der Eingangsverstärker des 4046 mag offensichtlich keine "rail-to-rail" Eingangsspannungen. Der LF411/412 liefert auch im Sättigungsbereich "nur" ca. Vdd-1.5V, sodaß man ohne Anpassung auskommen sollte (siehe auch Artikel von Thomas Schaerer).
Die Zeitkonstante des Tiefpasses (LP-R und LP-C) muß ich noch austüfteln (ich schätze mal 1/10 sec wäre brauchbar).
Falls die PLL ge"locked" ist, führt der Source-Folger an Pin 10 eine Spannung, proportional zu Frequenz ist. Fällt jetzt die Drehzahl unter einen Minimalwert, wird mit D1 der Arbeitspunkt des OP2 nach "unten" verschoben. Die Widerstände R7, R8 und R9 sind je nach gewünschter Charakteristik und verwendetem NTC auszuwählen. R10 bestimmt die Steilheit des Reglers. Die genannten Werte sind nur Anfangswerte. Für den Versuchsaufbau kann man ja Trimmer nehmen.
Als "Treiber" habe ich einfach einen 7805 verwendet, weil 5V Minimal-Spannung ohnehin für die meißten Lüfter passt und da gleich auch noch Übertemperatur und Kurzschlußschutz drinnen ist. Wenn man für den Lüfter auch die "Vollgas-Stellung" benötigt, sollte hier ein Low-Drop-Typ eingesetzt werden.
Siehe auch: Funktionsdiagramm des CD4046B und Dimensionierung der PLL.


Lüftersteuerung - Schaltplan

... und ein Board-Layout in der gewünschten Größe (80mm x 25mm)
Mit etwas Geduld kann man das sicher noch mal um ein Drittel verkleinern.
Für den Testaufbau passt das "luftige" Layout auch für Lochraster.
Falls sich die Schaltungsidee als brauchbar erweist, bau' ich eine SMD-Version.

Lüftersteuerung - Print-Layout

Download:
  • Schaltplan: (.Gif), Netz- und Teile-Listen (Text), Eagle-Schaltplan (.sch)
  • Layout: Gerber v.274x (.gbr) und Excellon-Bohrdaten (.drl)
  • Modelle für APLAC/SPICE darf jeder selber machen ;-)