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Thema: Spannung "übertragen" (Gelesen 6581 mal)
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Movergan
Lötkolbenfreak
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Hallo zusammen.
Ich hab mir eine kleine Lüftersteuerung gebastelt, die die Lüfter automatisch steuert und bei Bedarf auch abschaltet.
Die Schaltung besteht jetzt aus einem Steuerteil, der praktisch auch schon funktioniert und am Ausgang eine Spannung zwischen 0 und knapp 12V ausgibt.
Ebenfalls existiert ein Verstärkungsteil, der am Eingang hochohmig eine Spannung von 0 bis 12 Volt annimmt und den Lüfter entsprechend steuert.
Diese beiden Teile sollen jetzt verbunden werden. Ich hab ein Screenshot von der Schaltung angehängt. Dort sieht man die Stelle etwas rechts von der Mitte, wo zwei Klemmen sind. Wenn man sie einfach aneinander anschließt, funktioniert die Steuerung. Allerdings will ich jetzt dazwischen noch irgendetwas haben, was bei Spannungen unter 3 oder 4 Volt nichts überträgt und bei größeren Spannungen möglichst verlustfrei die Ausgangsspannung des Steuerteils.
Da im Verstärkungsteil aber ein Mosfet enthalten ist, muss die Eingangsspannung auf GND gelegt werden und darf nicht wie bei einem Schalter frei in der Luft hängen, sonst macht der Mosfet, was er will.
Also im Idealfall:
Ausgangsspannung (zwischen linker Klemme und GND) < 3V: Die rechte Klemme liegt auf GND.
Ausgangsspannung > 3V: Beide Klemmen sind verbunden.
Noch zur Schaltung:
Links unten das Poti mit "Key=A" ist eigentlich ein NTC. Habs hier nur wegen der Simulation benutzt.
Das Multimeter XMM2 ist nachher der Lüfter.
Es muss sich jetzt auch keiner Mühe geben, den linken Teil zu verstehen. Geht halt davon aus, dass am Ausgang 0 bis (knapp) 12V gegenüber GND anliegen können.
Ich hoffe, ich konnte mein Problem gut erklären. Ich hab mich schon mit einem Transistor versucht, aber den konnte ich nicht wirklich verwenden, weil er einen zu hohen Spannungsabfall hat. Man kann damit also weder eine Klemme auf GND legen, noch die Klemmen verbinden.
Hat jemand eine Idee? Oder sollte man ganz anders daran gehen?
LG Movergan
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 luesteu.gif (23.7 KB - runtergeladen 90 Mal.)
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Movergan
Lötkolbenfreak
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Nein, wenn ich einen Komparator nehme, hätte ich doch nur noch die Möglichkeit den Lüfter ein oder aus zu schalten. Dann hätte ich aber auch für die restliche Schaltung nicht so einen Aufwand betreiben müssen.
Bisher wird der Lüfter, wenn man die beiden Klemmen einfach verbindet, weich hoch und runter gesteuert.
Ich habe allerdings schon versucht, mit einem solchen Komparator und einer Festspannung von 3V am -Eingang, einen Transistor als Schalter (zwischen den Klemmen) zu verwenden. Aber der Transistor sorgt für ordentlich Drop (was ich dank ein bisschen Schielen auf eure NoDrop2 bisher vermeiden konnte) und wenn der Transistor sperrt, hängt der Eingang des Verstärkerteils in der Luft und der Mosfet macht, was er will, steuert aber in der Regel ganz auf, wegen der Rückkopplung auf den OP vorm Mosfet).
Was meinst du mit "ohne nachher mehr Pins zu haben"? Gibts 6-fach-OPs? Ich hab jetzt einen LM324 (4fach) und einen TLC272 (2fach).
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Movergan
Lötkolbenfreak
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Saubere Sache, mit dem Mosfet funzt das jetzt. Ist eigentlich das gleiche, was ich schon versucht hatte, nur ich habe einen normalen Transistor verwendet. Der einzige Nachteil ist jetzt der höhere Preis (0,58 Euro für den IRF 5305 bei Reichelt).
Den 100k-Widerstand habe ich letztendlich nicht eingesetzt. Der Ausgang hat auch so sicher auf 0V geschaltet. Der Widerstand dagegen (ich hab ihn zwischen dem -Eingang vom OP "U5" und GND geschaltet) hat den Drop der Schaltung um etwa 0,2 Volt vergrößert. Mit 1MOhm war der Drop nicht sichtbar größer als normal. Jedenfalls konnte ich keine positive Wirkung des Widerstandes feststellen. Oder ich hab dich wieder missverstanden.
Insgesamt hat die Schaltung jetzt einen Drop von etwa 0,3 Volt. Ist akzeptabel, aber krieg ich den noch weg? Der Verstärkerteil erzeugt keinen Drop, wenn man 12V am Eingang, also der rechten Klemme im Bild des ersten Posts, anlegt. Die Steuerstufe kann allerdings nicht ganz 12Volt ausgeben, was am Drop des OP "U3" liegt. Dadurch entsteht auch der Drop der gesamten Schaltung.
Den OP "U4" hab ich jetzt noch rausgeschmissen und durch einen 3:1 Spannungsteiler am +Eingang des "U2" ersetzt. Das vorher war quasi eine ausführliche "Schreibweise", es geht natürlich auch so.
Kann ich jetzt noch irgendwie einen OP rausschmeißen, um mit nur einem LM324 (Quad-OP) auszukommen?
"U1" ist ein Spannungsfolger.
"U2" arbeitet als Subtrahierer
"U3" verstärkt
"U6" schaltet bei zu kleinen Spannungen am Ausgang ab
"U5" steuert den MOSFET Q1 ganz auf.
Man könnte den U2 und U3 zusammenfassen, allerdings bräuchte man dann einen Doppeltrimmer, weil ich das Verstärkungsverhältnis variabel lassen wollte. Damit kann man einstellen, wie schnell der Lüfter hochfährt. Wenn man U2 und U3 zusammenfasst, müsste man 2 Widerstände im gleichen Verhältnis ändern, um das Verstärkungsverhältnis zu regeln.
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TzA
Modder der Apokalypse
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Also wenns ums Geld sparen geht, nimm doch einfach einen BS170 (im TO-92-Gehäuse, 13 ct), der kann zwar nicht so viel Strom wie ein IRF5305, ist aber da auch nicht nötig. Ist aber ein N-FET, d. h. du musst die Eingänge von U6 vertauschen.
Alternativ BS 250 als P-FET (18ct).
Den Drop des Operationsverstärkers wirst du nur wegbekommen, wenn du einen Rail-to-Rail-Typ verwendest (teuer), die quick&dirty-Lösung dürfte eine (Schottky)-Diode in der Rückkopplungsleitung vom Lüfteranschluss zum +Eingang von U5 sein, denn die gibt U5 das Gefühl, der Lüfter hätte 0,7(0,5)V weniger Spannung, als er tatsächlich hat.
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AVR-Simon
Dremelfreund
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N-FET ist aber nicht möglich, da er den Highside verwendet. (Wenn ich das in diesem Wirrwarr richtig sehe *räusper*)
So würd ich das machen (Anhang). Sobald der Ausgang von IC4 high geht, zieht der BS170 das Signal über die 10k auf Masse. So wird der Ausgang auf 0 gehen. Ansonsten (wenn BS170 offen ist) fließt der Strom über die 10k weiter ungehindert an die Endstufe.
Sorry dass das so gequetscht ist, aber 800 Pixel Breite für ein Bild sind irgndwie wenig.
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213.png (6.3 KB - runtergeladen 49 Mal.)
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« Letzte Änderung: April 23, 2006, 20:50:28 von AVR-Simon »
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Movergan
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@TzA: Vielen Dank schonmal! Die Schaltung läuft jetzt und sogar fast so, wie ich es mir vorgestellt habe. Das war sehr konstruktive Hilfe!
@AVR-Simon: Was ist denn jetzt Highside? Und wo ist Wirrwarr?  Is doch alles schön von links nach rechts *g*.
Also ein kleines Problem gibts in der letzten Variante der Schaltung noch. Die Schaltschwelle mit U6 und Q2 ist zu weich. Wenn sich die Temperatur langsam an den Einschaltpunkt von unten annähert, schaltet der OP scheinbar zu weich durch. Dadurch gelangt zunächst eine viel zu kleine Spannung an den Lüfter. Das passiert auch bei einer wesentlich höheren Einschaltschwelle. Der Lüfter wird also schon zu früh zugeschaltet, weil der Mosfet nicht direkt durchsteuert, sondern sich nur langsam "öffnet". Durch den nun vorhandenen Lastwiderstand des Lüfters sackt die Spannung nochmal ab und mit weiterhin steigender Temperatur muss sie dann erst erneut auf die 4 Volt ansteigen, bis der Lüfter anläuft. Kann ich die Schaltstufe noch härter machen?
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AVR-Simon
Dremelfreund
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Die Schaltstufe müsste schon sehr hart sein, da das ein Komparator ist. Der kennt nur An und Aus am Ausgang. Oder überseh ich da jetzt was?
PS: Siehe mein Beitrag über deinem. Da hab ich geeeditet.
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« Letzte Änderung: April 23, 2006, 20:51:27 von AVR-Simon »
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Movergan
Lötkolbenfreak
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Ja, das ist an sich nicht dumm. Sollte man vielleicht echt so machen. Allerdings würde ich den 10k Widerstand in den senkrechten Leiter direkt über dem BS170 packen, so dass im eingeschalteten Betrieb kein Widerstand da ist. Der Widerstand zieht nämlich einen Spannungsabfall mit sich und das bedeutet Drop. Habs nicht probiert, sag mir, wenn ich mich täusche. Dann braucht der BS170 sicher noch einen Vorwiderstand am Gate...
Ein Komparator schaltet ideal gesehen hart. Aber in der Praxis kann es sein, dass wenige Millivolt Differenz zwischen den beiden Eingängen noch nicht zum übersteuern reichen. Der NTC ist im Grunde ja sowieso recht unempfindlich und die Temperatur wird sich nachher in der Praxis meist auch sehr langsam ändern. Somit ändert sich auch die Spannung nur ganz fein. Ich werde aber nochmal testen, ob es wirklich der OP oder vielleicht auch etwas anderes ist, was diesen weichen Schaltvorgang verursacht.
Danke für den ganzen Aufwand 
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AVR-Simon
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So wie du sagst funktioniert das nicht!
Wenn der Widerstand erst mit dem BS170 dazugeschaltet wird, hängt er einfach nur parallel zum Endstufen-opamp. Das hätte einfach keinen Effekt!
Der Widerstand muss in Reihe liegen, und nach dem Widerstand muss per BS170 auf Masse gezogen werden können.
Der Spannungsabfall bei 10k ist so dermaßen klein (uV bereich), dass er zu vernachlässigen ist. (Zwischen den Opamps fließt ja auch kaum Strom).
Zum Komparator: Was an den Eingängen liegt ist ja erstmal egal. Sobald (+) nur ganz wenig über (-) liegt, gibts sofort, ganz hart, eine 1 am Ausgang... keine 0,765 sondern eine logische 1! Der Fet würde sofort durchschalten und das Signal nullen.
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