Crazy Harry
Crazy Mod
Hallo@All 
Ich war mal wieder am Werk und habe was neues für euch.
Dies ist eine fast verlustlose Lüfterregelung. Warum "fast" ?
Ich habe bei einer Eingangsspannung von 12,0 V eine Ausgangsspannung von 11.8 V gemessen.
Ich meine damit kann man leben und auch die Elektronik-Regel-Gegner überzeugen
Die Schaltung:
Die Funktion ist ganz einfach und schnell erklärt:
Der Timerbaustein NE555 (auch unter LM555 im Handel) erzeugt eine konstante Frequenz (deren Wert uns allerdings nicht interessiert) und triggert damit die im MOS4098 (auch CD4098, HCF4098,....) enthaltenen monostabilen Kippstufen.
Vor der Erklärung der weiteren Schaltung müssen wir nur schnell noch folgende Vereinbarung treffen:
Als "High" wird der maximale Spannungspegel (in diesem Fall +12 V) bezeichnet und
als "LOW" der minimale Pegel (in diesem Fall 0 V).
An die Fachleute: vereinfacht zum leichteren Verständnis
Die Funktion einer solchen Kippstufe ist folgende: Der Ausgang Q ist normalerweise Low und der Ausgang /Q High.
Wenn am Eingang TR+ eine positive Flanke (Übergang von Low nach High) anliegt, wird der Ausgang Q High und der Ausgang /Q Low (0 V). Die Zeit, für die dieser Zustand gilt, hängt von der Bemessung des Kondensators und Widerstandes an Cx und CxRx ab.
Das Ganze ist nun so bemessen, daß die Zeit der Kippstufe maximal so lange ist, wie eine Periode des Taktsignales. Eine Periode ist die Zeit von einer positiven Flanke zur nächsten.
Wenn man nun die Kippzeit variabel macht, kann man ein Ausgangssignal mit variablem Puls-Pausen-Verhältnis erzeugen: PWM, Puls-Wide-Modulation, Puls-Weiten-Modulation.
Mit diesem Signal wird ein Transistor angesteuert. Dieser schaltet also mit dem gleichen Puls-Pausen-Verhältnis die positive Versorgungsspannung auf den Lüfter, wie das Signal der Kippstufe. Da aber die gepulste Versorgungsspannung für einen (manche) Lüfter nicht unbedigt Lebensdauerfördern ist, ist parallel zum Ausgang ein Kondensator, der diese gepulste Spannung glättet. Wenn man übrigens diesen Kondensator weg läßt (wer will kann es versuchen), wird der Lüfter mit einem "echten" PWM-Signal angesteuert und läuft bei niedrigeren Drehzahlen sicherer und kräftiger - aber nicht mich schimpfen, wenn er's nicht überlebt
Das einzige Problem, das es nun dabei gibt: wie stellt man das ganze richtig ein ohne Oszilloskop ? Ich hab mir diesbezüglich ein bisschen den Kopf zerbrochen und eine Lösung gefunden - jetzt kommen die beiden LED's in's Spiel. Man stellt die Drehzahlpoti's auf Maximum und stellt den Trimmer am NE555 so ein, daß beide LED's gerade ausgehen - das war's.
Die LED's werden übrigens mit Sicherheit nicht gleichzeitig ausgehen - das liegt an den Bauteil-Toleranzen.
Noch ein Vorteil gegenüber einer linear geregelten Spannung: die minimale Drehzahl, die ein Lüfter erreichen kann ist wesentlich niedriger. Der im Foto benutzte Intel-Boxed-Lüfter konnte so mit einer Drehzahl von knapp unter 100 UpM sicher laufen - aber Vorsicht: anlaufen wird er so nicht ! Wenn jemand die Schaltung so aufbauen möchte, daß ein sicherer Minimum-Maximum-Bereich vorhanden ist, soll er den 270 Ohm-Widerstand gegen einen 1k Trimmer ersetzen und an ihm die Minimal-Drehzahl einstellen. Das ist übrigens Lüfter-Typ abhängig !
Wer will kann die beiden Transistoren mit kleinen Kühlkörpern versehen. In meiner Musterschaltung hatte ich nach ca. einer Stunde bei 50% Ausgangsspannung 43°C an den Transistoren. Da diese nur gesperrt bzw. voll durchgesteuert sind, entsteht sehr wenig Verlustleistung an ihnen.
Ich möchte in diesem Zusammenhang auf eine Eigenart des 4098 hinweisen:
wenn der Widerstand 0 oder nahe 0 Ohm ist, steuert er den Ausgang durch, d.h. der Lüfter läuft voll. Warum ? Fragt die Hersteller. Aus diesem Grund ist auch der 270 Ohm-Widerstand eingebaut
Der Preis der Schaltung dürfte bei etwa 8-10 Euro liegen.
Hier sind noch ein paar Oszilloskop-Foto's um das ganze durchschaubarer zu machen (gemessen am Ausgang /Q):
Oben kurze Impulse: langsame Drehzahl (Ich verwende den /Q-Ausgang, daher invertiert
Mitte: mittlere Drehzahl
Unten: schnell, aber noch nicht Maximum.
Dann noch 2 Bilder der fertigen Schaltung:
Wie immer gilt: Fragen, Anregungen und Kritik hier posten
..... und falls noch jemand sagt, daß das alles zu klein zum Löten ist, hier ein Bild, von einem wirklich kleinen Bauteil (hat nichts mit der Schaltung zu tun). Der Abstand der Pin's im vordergrund ist 2.54 mm, und der IC im Hintergrund hat 0.635 mm
Ich war mal wieder am Werk und habe was neues für euch.
Dies ist eine fast verlustlose Lüfterregelung. Warum "fast" ?
Ich habe bei einer Eingangsspannung von 12,0 V eine Ausgangsspannung von 11.8 V gemessen.
Ich meine damit kann man leben und auch die Elektronik-Regel-Gegner überzeugen
Die Schaltung:
Die Funktion ist ganz einfach und schnell erklärt:
Der Timerbaustein NE555 (auch unter LM555 im Handel) erzeugt eine konstante Frequenz (deren Wert uns allerdings nicht interessiert) und triggert damit die im MOS4098 (auch CD4098, HCF4098,....) enthaltenen monostabilen Kippstufen.
Vor der Erklärung der weiteren Schaltung müssen wir nur schnell noch folgende Vereinbarung treffen:
Als "High" wird der maximale Spannungspegel (in diesem Fall +12 V) bezeichnet und
als "LOW" der minimale Pegel (in diesem Fall 0 V).
An die Fachleute: vereinfacht zum leichteren Verständnis
Die Funktion einer solchen Kippstufe ist folgende: Der Ausgang Q ist normalerweise Low und der Ausgang /Q High.
Wenn am Eingang TR+ eine positive Flanke (Übergang von Low nach High) anliegt, wird der Ausgang Q High und der Ausgang /Q Low (0 V). Die Zeit, für die dieser Zustand gilt, hängt von der Bemessung des Kondensators und Widerstandes an Cx und CxRx ab.
Das Ganze ist nun so bemessen, daß die Zeit der Kippstufe maximal so lange ist, wie eine Periode des Taktsignales. Eine Periode ist die Zeit von einer positiven Flanke zur nächsten.
Wenn man nun die Kippzeit variabel macht, kann man ein Ausgangssignal mit variablem Puls-Pausen-Verhältnis erzeugen: PWM, Puls-Wide-Modulation, Puls-Weiten-Modulation.
Mit diesem Signal wird ein Transistor angesteuert. Dieser schaltet also mit dem gleichen Puls-Pausen-Verhältnis die positive Versorgungsspannung auf den Lüfter, wie das Signal der Kippstufe. Da aber die gepulste Versorgungsspannung für einen (manche) Lüfter nicht unbedigt Lebensdauerfördern ist, ist parallel zum Ausgang ein Kondensator, der diese gepulste Spannung glättet. Wenn man übrigens diesen Kondensator weg läßt (wer will kann es versuchen), wird der Lüfter mit einem "echten" PWM-Signal angesteuert und läuft bei niedrigeren Drehzahlen sicherer und kräftiger - aber nicht mich schimpfen, wenn er's nicht überlebt
Das einzige Problem, das es nun dabei gibt: wie stellt man das ganze richtig ein ohne Oszilloskop ? Ich hab mir diesbezüglich ein bisschen den Kopf zerbrochen und eine Lösung gefunden - jetzt kommen die beiden LED's in's Spiel. Man stellt die Drehzahlpoti's auf Maximum und stellt den Trimmer am NE555 so ein, daß beide LED's gerade ausgehen - das war's.
Die LED's werden übrigens mit Sicherheit nicht gleichzeitig ausgehen - das liegt an den Bauteil-Toleranzen.
Noch ein Vorteil gegenüber einer linear geregelten Spannung: die minimale Drehzahl, die ein Lüfter erreichen kann ist wesentlich niedriger. Der im Foto benutzte Intel-Boxed-Lüfter konnte so mit einer Drehzahl von knapp unter 100 UpM sicher laufen - aber Vorsicht: anlaufen wird er so nicht ! Wenn jemand die Schaltung so aufbauen möchte, daß ein sicherer Minimum-Maximum-Bereich vorhanden ist, soll er den 270 Ohm-Widerstand gegen einen 1k Trimmer ersetzen und an ihm die Minimal-Drehzahl einstellen. Das ist übrigens Lüfter-Typ abhängig !
Wer will kann die beiden Transistoren mit kleinen Kühlkörpern versehen. In meiner Musterschaltung hatte ich nach ca. einer Stunde bei 50% Ausgangsspannung 43°C an den Transistoren. Da diese nur gesperrt bzw. voll durchgesteuert sind, entsteht sehr wenig Verlustleistung an ihnen.
Ich möchte in diesem Zusammenhang auf eine Eigenart des 4098 hinweisen:
wenn der Widerstand 0 oder nahe 0 Ohm ist, steuert er den Ausgang durch, d.h. der Lüfter läuft voll. Warum ? Fragt die Hersteller. Aus diesem Grund ist auch der 270 Ohm-Widerstand eingebaut
Der Preis der Schaltung dürfte bei etwa 8-10 Euro liegen.
Hier sind noch ein paar Oszilloskop-Foto's um das ganze durchschaubarer zu machen (gemessen am Ausgang /Q):
Oben kurze Impulse: langsame Drehzahl (Ich verwende den /Q-Ausgang, daher invertiert
Mitte: mittlere Drehzahl
Unten: schnell, aber noch nicht Maximum.
Dann noch 2 Bilder der fertigen Schaltung:
Wie immer gilt: Fragen, Anregungen und Kritik hier posten
..... und falls noch jemand sagt, daß das alles zu klein zum Löten ist, hier ein Bild, von einem wirklich kleinen Bauteil (hat nichts mit der Schaltung zu tun). Der Abstand der Pin's im vordergrund ist 2.54 mm, und der IC im Hintergrund hat 0.635 mm
Zuletzt bearbeitet:
(auf den +pol achten bei den elko's) und der rahmen um den ic sollte eigentlich gestrichelt sein - damit müßt ihr halt leben 
) kann mir doch bestimmt einer die a-stabile Kippstufe erklären. Brauch das nämlich für meine mündliche Technikprüfung am Mittwoch 