MODDING-FAQ FORUM

4. Inbetriebnahme

Die Schaltung arbeitet mit stabilen 12V (vom z.B. PC-Netzteil: gelb = 12V = + , schwarz = 0V = - ). Zum testen und justieren empfehle ich eine LED am Ausgang (Natürlich mit Vorwiderstand für 12V), da diese auch schnelle Schaltvorgänge anzeigt, nicht träge ist und mit ungefährlichen Strömen/Spannungen arbeitet.

Vorerst solltet ihr euch klar sein, ob euer MOSFET einen Kühlkörper braucht, oder nicht. Dies hängt von dem zu schaltenden Strom ab und kann einfach errechnet werden.
Ich möchte euch die Rechnung an einem Beispiel erklären.

a) Ohne Kühlkörper:

Hier gilt folgende Gleichung:

(http://www.tt.m-faq.de/capsens/schalt_formel_1.jpg)

Hierbei ist P(max) eure maximal schaltbare Leistung, ΔT ist die Temperaturdifferenz zwischen maximaler Umgebungstemperatur und maximaler Bauteiltemperatur. R(J-A) und R(DSon) sind Bauteilwerte des MOSFETs.
Also: In eurem PC (oder sonstigen Einsatzort) sind sagen wir maximal 40°C, der FET soll nicht wärmer als 65°C werden. Also wäre das in diesem Beispiel ΔT = 65°C-40°C = 25°C.
Den Wärmewiderstand des MOSFETs zur Umgebung findet ihr im Datenblatt eures jeweiligen FETs unter „Thermal Resistance: Junction to Ambient“. Beim BUZ11 sind das R(J-A) = 75 °C/W. R(DSon) ist ebenso im Datenblatt zu finden. Beim BUZ11 sind das 0,04 Ohm.

Eingesetzt ergibt das  .
(http://www.tt.m-faq.de/capsens/schalt_formel_2.jpg)
Und weiter:
(http://www.tt.m-faq.de/capsens/schalt_formel_3.jpg)

Man könnte unter o.g. Parametern also ca. 34W (= 2,8A) mit der Schaltung bei 12V Versorgungspannung schalten, was ca. 30 Silent-Lüftern oder 7 potenten 120ern, oder einem Eimer voller LEDs entspricht... (Anmerkung des Verfassers: 1 Eimer = ca. 560 LEDs (á 20mA, 3V in 141 Reihenschaltungen á 4 LEDs) )


b) Mit Kühlkörper:

Wem das nicht reicht, kann noch einen Kühlkörper an den FET schnallen. So können beispielsweise Peltier-Elemente oder Heizfolien geschaltet werden.
Zur Abschätzung: Rein theoretisch kann man 30A durch den FET jagen, also 360W!
Dass hier am ehesten das Lötzinn von der Schaltung tropft, sollte klar sein.
Hier besteht Lebensgefahr! Je höher Ströme, Leistungen und Temperaturen werden um so gefährlicher wird dies!

Achtung, denn eine Hobby-Spielerei rechtfertigt selten ein abgefackeltes Wohnhaus oder Herzschäden -  Im entsprechenden Ampere-Bereich sollten sich nur die Personen spielen, welche über ausreichend Wissen und Erfahrung verfügen!

Nichts desto trotz möchte ich eine grobe Abschätzung geben:

Es gilt: (http://www.tt.m-faq.de/capsens/schalt_formel_4.jpg)


Unterschiede zur Formel oben sind:
Der Faktor 0,8 gilt als Sicherheit, da hier der Wärmewiderstand vom FET-Gehäuse zum Kühlkörper vernachlässigt wird (dies geschieht bewusst, da hier viele Faktoren zählen, so z.B. ob der KK geschraubt oder geklebt wird, ob mit oder ohne Wärmeleitpaste gearbeitet wird, u.v.m.) .
R(KK) ist der Wärmewiderstand des Kühlkörpers, diesen Kennwert findet bei allen Kühlkörpern von gut sortierten Händlern im Datenblatt.
Beim o.g.  V4330F-Kühlkörper steigt die schaltbare Leistung bei gleichen Temperaturgrenzen theoretisch schon auf ca. 77W.
Bedenkt hier immer zwei Sachen: 1.) Dies ist nur eine grobe Abschätzung. 2.) Eure Zuleitungen, Sicherungen und Spannungsversorgungen entsprechend der geschalteten Leistung auszulegen.

Nochmal in aller Deutlichkeit: Die o.g. Formeln sind nur Richtwerte. Ich gebe natürlich keine Gewähr und keine Garantie; Nachbau und Nutzung sind wie immer auf eigene Gefahr zu genießen....

Nun können wir die Schaltung in Betrieb nehmen.
Im Vergleich zum Taster fällt auf, das hier ein zweiter Trimmer verbaut wurde. Das hat folgenden Hintergrund:
Im Forum entstanden ja die Ideen, die übrigen Gatter des MOS4013 zu nutzen um per D-FF zu schalten. Das entsprechende Schaltbild sähe so aus.

(http://www.tt.m-faq.de/capsens/plan_schalt_1.jpg)

Durch das oszillierende Prüfsignal, haben wir aber keine sauberen Flanken. Beim Taster störte das nicht, da das sehr schnelle An-Aus beispielsweise vom Mainboard als kurzes, stetiges An-Signal wahrgenommen wird.
Der MOS4013- D-Flipflop arbeitet aber selbst so schnell, das er den Ausgang auch schnell An und Aus schalten würde, was natürlich nicht gewünscht ist. (Flankendarstellung nur ganz grobe Vereinfachung zur Veranschaulichung des Problems)

(http://www.tt.m-faq.de/capsens/flanke1.jpg)

Daher wurde das Signal erst durch einen RC-Tiefpass moduliert, nun sah es schon so aus:

(http://www.tt.m-faq.de/capsens/flanke2.jpg)


Nun wurde noch ein übriges Gatter des MOS4093 genutzt, welcher ja neben der Eigenschaft des NANDs auch ein Schmitttrigger ist. Gemäß dessen Funktion wird nun aus dem abfallenden gepulsten Signal eine saubere Flanke: Erst dauerhaft an, und dann dauerhaft aus.

So konnten wir, ohne zusätzliche Bauteile in die Schaltung zu bringen, das Tastsignal in ein Schaltsignal umwandeln.  So sparten wir am Platzbedarf und an zusätzlichen Kosten durch weitere Bauteile.

Der entsprechende finale Schalplan ist also der:

(http://www.tt.m-faq.de/capsens/plan_schalt_2.jpg)


Der zusätzliche Poti befindet sich, wie ihr also seht in oben erwähnten RC-Glied. Das hat folgenden Grund: Je nach Sensorgröße und Sensorempfindlichkeit reichte hier ein Festwiderstand nicht aus.
Um die Schaltung modular und für alle Bedürfnisse nutzbar zu gestalten wurde also dieser Trimmer gewählt.

Grobe Einstellungshinweise 50kOhm-Trimmer:

Sensor 0,5mm Kupferblech, 1cm x 1cm, schaltet durch Berührung oder durch bis 3mm Plexi.
Trimmereinstellung: 20 kOhm

Hochsensibler Sensor, kleiner Sensor, große Abstände, Näherung auf mehr als 1cm zum Sensor.
Trimmereinstellung: 30 kOhm

Wenig sensibler Sensor, riesige Sensorfläche, annäherung mit Hand statt mit Finger.
Trimmereinstellung: 10 kOhm

(Wer kein Multimeter zur Hand hat, sollte mit der Mittelstellung des Trimmers beginnen und wenn nötig nach rechts oder links korrigieren.)



Ihr stellt also euren 50k-Trimmer auf einen groben Wert um 20kOhm ein und justiert anschließend euren 10k-Präzisionstrimmer wie schon im Teil 1 (klick) (http://www.modding-faq.de/Forum/index.php?topic=20032.0) beschrieben.

5. Troubleshooting und abschließende Worte:

- Sensorberührung lässt Ausgang nicht an- oder nicht ausgehen. Keine Reaktion am Ausgang:10k-Mehrgangtrimmer falsch eingestellt, Bauteile defekt oder Lötfehler.

- Sensorberührung schaltet zwar den Ausgang, aber flimmerig. Schnelle Zustandswechselung am Ausgang, kein klarer Schaltvorgang:
50k-Trimmereinstellung fehlerhaft. Trimmereinstellung entsprechend anpassen.




Das war es im Grunde schon mit der Erweiterung des Tutorials zum kapazitiven Sensor. - Ich hoffe ihr habt an der Schaltung ähnlich viel Spass wie ich!

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Bei Lob, Kritik, Anmerkungen, gefundenen Fehlern, oder ähnlichem:
Scheut euch nicht und postet einfach im Forum. Wir werden versuchen alle ggf. auftretenden Probleme zu lösen :)

An dieser Stelle nochmal vielen Dank an TechnikMaster, Crawler und StarGoose für die hilfreichen Tips und Tricks während des Schaltungsentwurfes und ebenso danke an "das Dutschie" für den nötigen Anstoss die Schaltung fertig zu stellen.


Liebe Grüße,
TT_Kreischwurst  :bestens:

Unser neuer Foren-Nutzer pixelschubser (http://www.modding-faq.de/Forum/index.php?action=profile;u=7367) hat mir freundlicherweise noch folgendes Bild zugesandt und zur Veröffentlichung freigegeben :bestens:

Es zeigt die Schaltung im Superman/Röntgenblick und hilft sicher beim Löten oder zumindest bei der Fehlersuche am Multimeter, da man dann ja stets nur eine Seite im Blick hat ;)

Vielen vielen Dank dafür - und viel Spass an alle Nachlöter  :slave:
(http://www.tt.m-faq.de/capsens/s_superman.jpg)

Liebe Grüße,
TT_Kreischwurst

Hallo,

ich habe endlich die Zeit gefunden, mich rangesetzt und die Schaltung nachgebaut. Eine ziemliche Frickelarbeit auf dem kleinen Raum.

Allerdings funktioniert der Schalter bei mir leider nicht...ich habe den Startzustand "ein" gewählt und dazu den P-MOSFET IRF 5305 verbaut. Gebe ich Strom auf IN und hänge die LEDs an OUT leuchten sie auch. Leider werden sie aber nicht ausgeschaltet, wenn ich den Sensor (1m Kabel [0,5 mm2] mit einer Kupferplatte [10x30x0,3mm]) berühre.

Am 50K habe ich zuerst auf etwa 20K eingestellt und den 10K habe ich von vorne bis hinten und wieder zurück durchgedreht. Die Ohm ändern sich wie erwartet, aber der Schalter schaltet nicht.
Anschließend habe ich auch die Werte am 50K in beide Richtungen verstelllt und gehofft, daß ich einen Punkt finde, mit dem ich den Schalter zumindest irgendwie ausgeschaltet bekomme. Auch ohne Erfolg.

Ich habe die Bilder von meiner Platine angehängt. Vielleicht übersehe ich ja etwas.
https://www.dropbox.com/s/6q8kmj5k0es6xb2/IMG_5606.JPG
https://www.dropbox.com/s/3njuzvzot60dzzu/IMG_5610.JPG

Gruß
Chris

Also Lötfehler fallen mir nicht auf.

Ich würde auf die Klassiker tippen:
- ESD-Schaden an ICs oder FET
- beim Löten hat ein Bauteil zuviel/zulang Hitze abbekommen
- ungewollter Kontakt zwischen Lötadern oder auf der Bestückungsseite

Zum Testen würde ich erstmal mit 25cm Kabel (GUT isoliert und weit weg von allen metallischen und elektronischen Objekten), nicht das du aus Versehen das Schreibtischbein oder was Ähnliches als "Sensorerweiterung" nutzt.

Ansonsten mal alles durchmultimetern und wenn du nix findest, mit neuem Satz Bauteilen ausprobieren.


lG,
TT_Kreischwurst

Vielen Dank fürs Feedback...  :bestens:

Mal sehen, wann ich wieder Zeit finde mich nochmal im Keller zu verziehen. Es sah alles so leicht aus.

Gut, daß ich gleich die Bauteile für 4 Schalter gekauft habe. Am Ende funktionieren hoffentlich 2 Stück.

Das mit dem durchmessen ist so eine Sache...ich muß ganz ehrlich gestehen, daß ich nur grob verstehe was an welcher Stelle passiert. Was genau ich gegeneinander messen könnte und was dabei rauskommen müßte entzieht sich meiner Vorstellungskraft.

Vielleicht hätte ich wirklich eine fertige Lösung kaufen sollen, aber ich dachte das das Ganze nicht so schwer sein kann und ich mindestens 60 Euro spare.
Naja...so schnell gebe ich nicht auf...es wird nur ein Weilchen länger dauern.

Danke nochmal für die tolle Hilfe. Ich bin zuversichtlich, daß ich meine Schalter bekomme.

Gruß Chris

Mit durchmessen meine ich nur, dass du dir mal ein Multimeter nimmst und dieses auf Widerstandsmessung einstellst.

Dann nimmst du dir den Schaltplan vor und versuchst alle Kontakte nachzuvollziehen. Ich messe anfangs nur von IC-Sockel zu IC-Sockel und zu Bauteilbeinchen die gut zugänglich sind. So werden die gröbsten (Löt- oder Bauteil-)Fehler schonmal entdeckt.

Beispiel: Du ziehst deine ICs aus dem Sockel und lässt die Schaltung stromlos.

Eine Messspitze deines Multimeters (reicht ein 3€-Teil aus Aldi oder Pollin) kommt Auf Pin11 des Sockels wo sonst der MOS4013 steckt.
Dein anderer Pin läuft alle anderen Pins durch. Wenn Er an Pin 12 (des 4013) 1kOhm anzeigt, stimmt das.
Weiter muss er Kontakt (0Ohm)zu Pin 4 (des 4093) haben. Zu allen Anderen Pins darf kein Kontakt sein ("H", "---", oder ähnliches am Messgerät, was eben auch da steht wenn beide Pins in der Luft hängen)

So gehst du alle Kontakte im Schaltplan nach und nach ab bis alles geprüft wurde.
Dann noch wo überall Masse und VCC anliegen soll prüfen und so weiter und so fort. Du checkst also alles Verbindungen des Schaltplans und auch alle, wo keine Verbindungen sein sollen.
Achte auch auf solche Fehler:1 Ohm ungleich 1 kOhm etc. das klickt sich schnell falsch in den Warenkorb oder wird bei Versendern wie www.p*****.de gern mal falsch eingetütet.


Wenn alles stimmt, aber deine Schaltung nicht geht, würde ich dann mal den FET und die beiden ICs tauschen (erst nach dem gründlichen Durchmessen, nicht dass du den zweiten Satz auch schrottest).
Wenn es immer noch nicht geht, nochmal getrennt alles von vorn ;)

Anbei: Woher kommt deine Spannung?? Es muss zum funktionieren eine stabilisierte Gleichspannung sein! Also PC-Netzteil oder was in die Richtung eignet sich zum Testen gut.
Und nur um es einmal gesagt zu haben: + kommt auf + und - kommt auf - . ;D

Und falls noch nicht erwähnt: ICs und die ganze Schaltung nicht nach dem Schlurfen mit Socken über den Flokati anfassen. (Stichwort: ESD-Schaden). Also vor dem Löten/Basteln erstmal an einer blanken Stelle des Heizungsrohres erden oder noch besser: entsprechendes Equip kaufen...


Viel Erfolg beim Testen und hoffentlich bald einen funktionierender Prototyp ;)

mfg, TT

Kann jemand ein Layout zum Ätzen entwerfen. Ich weis das macht viel arbeit würde es auch selber machen habe blos keine ahnung wie aber Ätzen kann ich, deshalb verschänke ich eine fertig geätzte platine für ein Layout.

Hallo erstmal!

1 Layer oder 2 Layer?

Wie in der Anleitung mit Drahtbrücken oder ohne?

In welchem Raster/ welche Bahndicke?

Alles bissl schwierig abzuschätzen. Wie im Tasterteil schon erwähnt ist das bissl knifflig.
Wenn man darauf aus ist, dass es mit TonerTransferVerfahren und Laminator umsetzbar sein soll, wären größe Raster (keine Bahnen zwischen dem 2,54mm-Raster) angebracht.
Dadurch wird die Schaltung aber im Grunde nicht kleiner und ein Ätzen sinnfrei.

Auf kleine Raster und mit Minischaltung werden es nur wenige Leute nachbauen können...

kA^^

Fertige Schaltpläne mit den verbauten Bauteilen (wie in Reichelt#) könnte ich ggf. rausgeben. Müsste ich mir aber dann im konkreten Fall überlegen.
Mit diesen wäre ein Layout ja ratzfatz gebaut....

kannst ja mal deine vorstellungen posten

erstmal lG,
TT_Kreischwurst

Unser/e User/in Post #3 (http://www.modding-faq.de/Forum/index.php?action=profile;u=7411]Misa[/url] fiel beim nachbasteln auf, dass die von [url=http://www.modding-faq.de/Forum/index.php?action=profile;u=7367]Pixelschubser[/url] erstellte Zeichnung (siehe [url=http://www.modding-faq.de/Forum/index.php?topic=20390.msg164657#msg164657)) fehlerhaft war.

Ich habe den Fehler in der Zeichnung korrigiert und hoffe, dass nun alles stimmt ;D

Liebe Grüße,
TT_Kreischwurst

Hallo Leute,
ich würde diesen Schalter gerne 2 Mal nachbauen.
Die Einsatzzwecke sollen sein:
1x 5 Lüfter meines Gehäuses (Spannung bestenfalls variabel)
1x LED-Beleuchtung meines Gehäuses (12V)

Jetzt habe ich zwei Fragen:
1. Kann ich den Schalter auch an meinem Mainboard betreiben, sodass ich die Lüfter vom MB steuern lasse, aber auch komplett abschalten kann? (Aufbau folgendermaßen: MB --> Schalter --> Lüfter) Das Mainboard bringt genug Ampere für die 5 Lüfter. Du hattest geschrieben, dass man stabilisierte Spannung braucht. Daher sollte es nicht am Mainboard nicht funktionieren, oder?
Wenn es nicht geht, könntest du mir einen guten Drehwiderstand empfehlen, den ich am besten mit auf die Platine Löten kann?

2. Bei den LEDs: Kann man damit LEDs schalten, oder wird das nicht funktionieren? Kommen hinter dem Schalter immer noch exakt 12V an? Und wie sieht es beim Schalten aus, fließen da höhere Ströme o.ä.?

Ich hoffe ihr könnt mir meine Fragen beantworten, denn ich habe leider nur Grundkenntnisse im Elektronikbereich  ;)

Nabend,

zu 1)
Zuerst einmal: Im Prinzip ist das hier nur ein Schalter. Naja, "nur"  ::)
Gemeinerweise kann man die Schaltung nicht wie einen normalen Kipp-/Druck-/Whateverschalter in Reihe schalten, da am Ausgang Betriebsspannung anliegt. Das ließe sich zwar vielleicht irgendwie umlöten, aber da bin ich momentan überfragt.
5 Lüfter an einem Modul? Laut Tutorial möglich, es kommt natürlich auf deine Lüfter an. Etwa 34W (oder  ca. 2,8A bei 12V) sind drin, danach ist zwingend ein Kühlkörper nötig. Ich würde schon vorher dazu raten. Die Bauteile leben dann länger. Außerdem... der Hinweis zur Belastungsgrenze hat schon Sinn ;)
Die Regelung über das Mainboard kann erhalten bleiben, wenn es über PWM läuft. Da greifst du dir nur das Signal ab und gibst es an die Lüfter weiter. Die Spannungsversorgung erfolg über die Schaltung.
Gibt das Mainboard nur eine variable Spannung aus, könnte es unter Umständen klappen. Die Spannung am Ausgang entspricht ja der Betriebsspannung abzüglich Drop. Würde man sich die also vom Mainboard holen, bliebe die Regelung erhalten. Allerdings weiß ich nicht, wie sich die eigentliche Funktion der Schaltung mit sinkender Betriebsspannung verhält. Vielleicht klappt das Ein- und Ausschalten dann nicht mehr zuverlässig.
Eine stabilisierte Spannungsquelle bedeutet, dass die Spannung unabhängig vom fließenden Strom immer gleich bleibt. Wenn die Spannungsquelle nicht stabilisiert ist, würde die Spannung sinken/einbrechen, je mehr Strom gefordert wird.
Bezüglich Drehwiderstand (aka Potentiometer, hier gerne Poti):
5 Lüfter über einen Poti? Wie oft möchtest du den denn erneuern? Es gibt Modelle, die Ströme von 2A bis 2,5A aushalten, aber das sind schon Kaliber. Auf dieser Seite gibt es diverse Vorschläge, wie man das geschickter machen kann. Entweder temperaturabhängig oder über eine einstellbare Spannungsquelle. Letztere würde über einen Poti eingestellt.


zu 2)
Du kannst damit LEDs ein- und ausschalten. Es fallen 0,3V am FET ab. (Hintergrundwissen: Ein typisches Halbleiterproblem. Die Höhe des Spannungsabfalls ist vom verwendeten Material abhängig. So hat Silizium meist 0,6V bis 0,7V "Verlust", Germanium 0,3V etc.)
Abschaltinduktion tritt aufgrund fehlender Induktivitäten nicht auf. Es kommt also nicht zu höheren Strömen oder Spannungen.

Tante Edith meckert:
Statt Drain des MOSFETs an die Versorgungsspannung zu legen, kann man ihn einfach als "Out +" herausführen. Oder? *verunsichert guck*
Damit hätte man einen universellen Schalter, den man wie einen herkömmlichen Kipp-Druckschalter in Reihe hängen könnte. Hier stellt mir meine Unwissenheit zur Materie ein Beinchen.

Danke erstmal für deine Antwort  :)

Die brauchen insgesamt 1,09 A (3x 0,27A; 2x 0,14A). Wenn nicht dann kaufe ich noch einen Kühler, ist kein Problem.

Es ist ein ganz normaler 3pin Anschluss, also wird vom MB die Spannung entsprechend gedrosselt.

Zum Poti: Es geht mir hauptsächlich darum, dass ich die Spannung so regeln kann, dass die Lüfter anlaufen, aber auf niedrigster Stufe. Leider laufen meine Lian Li Lüfter nicht immer bei niedrigen Spannungen an.
Eventuell wäre auch eine Schaltung denkbar, die erst kurz 12V durchlässt und danach auf 5V drosselt (so macht es mein Mainboard). Und das dann mit dem Schalter zu kombinieren ... naja ich weiß nicht ob ich das hin bekomme  ;D

Das würde heißen, die LEDs leuchten minimal dunkler? Das wär ja nicht schlimm  ;)

Hier noch mal mein System: http://www.sysprofile.de/id162746 (Die Bilder sind nicht ganz aktuell).

Könnte man nicht eigentlich die Schaltung mit einem Transistor koppeln? Also, dass der Schalter mit immer der gleichen Spannung/Stromstärke läuft, aber die Lüfter können unabhängig davon gedrosselt, bzw. am Mainboard betrieben werden?

Oder habe ich irgendeinen Punkt übersehen, der dass nicht zulässt?

Und was würde passieren, wenn ich den Schalter einfach mit variablen Spannungen laufen lasse? Würde etwas kaputt gehen, oder würde der Schalter dann einfach nicht funktionieren? Ich würde es ja ausprobieren, aber mein Mainboard möchte ich ungern schrotten.  ;D

Huhu gamer97 und Misa,

endlich mal Zeit zu Antworten...

Also ich versuche auf alles zu antworten, auch wenn Misa schon einen Teil übernommen hat ;)

Klar geht das. Man kann bspw. das positive, geschaltete Potenzial der Sensorschaltung mit einem machanischen Taster/Schalter "overrulen". Ich verstehe hier allerdings nicht, was der Sinn sein söllte.


Das ist leider nicht ganz so einfach. Die Schaltung ist beim 1:1-Nachbau so ausgelegt, dass die Spannungsversorgung des Sensor gleichzeitig das zu schaltende Potential ist.
Das heisst, wenn man nur 100mA, 12V am Eingang hat, kann man eben auch nur max. 100mA (-"Strombedarf" des Sensors an sich) schalten.
Und wenn man das PWM-geregelte Signal schalten will, wäre das auch Eingangsspannung für die Schaltung --> Diese würde nicht gehen, das sie eine "glatte" Gleichsapnnung brauch.

Nein! Hier Achtung!! Bei Feldeffekttransistoren ist das nicht so einfach über eine Faustregel als 0,3V annehmbar! Berechnungen zur statischen und dynamischen Verlustleistung laufen hier anders ab!
Im Falle vom gamer97 kann davon ausgegangen werden, dass 12V am Ausgang anliegen, wenn 12V Eingangsspannung anliegen ;)


Zusammenfassend für gamer97:

• 5 Lüfter mit ca. 1A sind schaltbar, passiven Kühlkörper auf dem FET nicht vergessen


• Deine LEDs sind problemlos an-/aus-schaltbar, Vorwiderstände nicht vergessen!


• Ein geregeltes Lüftersignal zu schalten ist nich ohne Anpassung der Schaltung möglich (es wäre eine Modifikation der Schaltung dahingehend nötig, dass Spannungsversorgung des Sensors und zu schaltende Spannung getrennt werden. Beim Schalten eines PWM-Signals steigt die Verlustleistung am FET wegen der vielen Schaltvorgänge extrem an.)


• Um die Lüfter an und aus zu schalten, wobei sie im "An-Zustand" geregelt sein sollen ist am einfachsten zu realisieren, wenn man an den Ausgang dieser Sensorschaltung eine solche automatische (klick) (http://www.modding-faq.de/index.php?artid=518]manuelle (klick)[/url] oder [url=http://www.modding-faq.de/index.php?artid=507) Lüftersteuerung baut. (gleiches wäre auch zum dimmen der LEDs möglich)

Ich hoffe ich konnte alles beantworten und ein wenig helfen, wenn nicht einfach weiter posten!

Vielen Dank für das Interesse an der Schaltung und beste Grüße,
TT_Kreischwurst

Ich habe heute mal die Temperaturen komplett ohne Gehäuselüfter getestet. Sieht nicht so doll aus, CPU kommt unter Last auf 60°, GPU 70° und vor allem die HDD kommt auf 50°. Dabei werden die Lüfter von CPU und GPU lauter als wenn ich die Gehäuselüfter dran hätte. Ich werde demnächst dann einfach ein paar neue leisere Lüfter bestellen.

Deswegen werde ich die Gehäuselüfter immer anlassen müssen, und das ganze nur für die LEDs verwenden. Die entsprechenden Vorwiderstände sind schon auf der Platine mit den LEDs verlötet. Der Anschluss ist so ein 2-pin Stecker, der aber voll kompatibel zu einem 3-pin Lüfterkabel ist und deswegen so angeschlossen wird. Es handelt sich dabei um eine fertige Beleuchtung von Lian Li (ein blauer Kreis).

Einen Kühlkörper werde ich trotzdem mit bestellen, falls ich die Schaltung mal für etwas anderes verwende. :)

Aber die Schaltung ist mal echt genial, die kann man immer mal gebrauchen.  :bestens:

Ich meld mich dann nochmal, wenn es funktioniert (oder wenn ich gefailt habe :P)

Viel Erfolg beim basteln und viel Spass mit der Schaltung!

:kolben:

Beste Grüße,
TT_Kreischwurst

Ach, du bist auch vielbeschäftigt? :p

Nix Faustformel? Schrecklich, diese Elektronik :<
Als ich die Schaltung nachgelötet und durchgemessen habe, fielen am FET ohne Last 0,3V ab. Die dürften also immer weg sein. Wie verhält sich das denn, wenn sich die Schaltzyklen erhöhen? Tritt diese "andere" Berechnung auch bei normalen Transistoren (die man antaktet) auf?

Das PWM-Signal als Spannungsquelle zu verwenden, wäre nicht zielführend.
PWM-Anschlüsse auf dem Mainboard haben 4 Pins: 12V, Masse, Tachosignal, PWM-Takt. Versorgt man die Schaltung mit 12V und Masse und gibt dem Lüfter den vierten Pin, also das eigentliche Signal, bleibt die PWM-Steuerung (oder doch Regelung?) erhalten, da die Elektronik im Lüfter das PWM-Signal in die entsprechende Drehzahl umwandelt. Das geht aber nur, solange sie Spannung erhält. Laut Gamer97 schafft sein Mainboard genügend Strom über die Ausgänge raus, um 5 Lüfter zu betreiben. Ich tippe zwar auf 3-5 Anschlüsse, aber somit wären schon mindestens 300-500mA bei 12V verfügbar. Die Schaltung könnte also einige Lüfter betreiben, da die Spannungsversorgung entsprechend Strom bei ausreichend Spannung liefert.
Das würde dann so aussehen:
12V und Masse an die Schaltung. Von dort aus auf den Lüfter. Somit kann der Verbraucher an- und ausgeschaltet werden.
Tachosignal und PWM-Signal direkt vom Mainboard an den Lüfter. Somit bleibt die Steuerung/Regelung erhalten.

Einen Schritt weiter:
Klar kann man die Betriebsspannung mit zB einem Kippschalter zu- oder abschalten. Aber wie du schon sagtest: Es wäre ziemlich sinnlos. Ausnahme: man möchte nicht versehentlich den nachgeschalteten Verbraucher betätigen. Just thinking...
Zum Wesentlichen:
Würde man Drain als "Out +" und Source als "Out -" verwenden, bleibt die Ansteuerung des Gates über die Schaltung. Man hätte somit einen normalen Schalter.
In der momentanen Version schaltet der FET nur Masse durch. Somit ist man an die Betriebsspannung gebunden.
Meine Frage: Geht das oder sind gewisse Dinge im Umgang mit dem FET zu beachten? Zum Beispiel, dass das Potential am Gate zwingend das Gleiche wie an Drain sein muss bzw. von der gleichen Spannungsquelle kommt.

Es zeigt sich mal wieder, dass ich noch viel zu entdecken habe ;)

Im MB Handbuch stand, dass für den CPU_FAN 2 Ampere (oder 24W) "verfügbar" sind, aber scheinbar gilt das für alle Lüfter auf dem Mainboard. Habe es einfach ausprobiert :P
Es ist ein CPU_FAN mit PWM, ein PWR_FAN ohne Steuerung (3-pin) und ein CHA_FAN (3-pin) mit Steuerung da, ich habe alles über den CHA_FAN gemacht (außer natürlich den CPU Lüfter).

Habe noch eine kurze Frage und zwar, welches Gehäuse man für diese Platine verwenden kann (Maße), damit sich nicht die Lötstellen kurzschließen, wenn man die Platine ins leitende Gehäuse legt.
Ich wollte ursprünglich ein Stück Plaste unterlegen, aber das ist dann auch nicht so doll.

Entweder bohrst du zwei/vier Löcher an den Rand der Platine und verwendest Abstandshalter (zB DK 5MM von reichelt). So kannst du die Platine im Gehäuse an nahezu jeder beliebigen Stelle unterbringen. Schrauben, Muttern und Löcher vorausgesetzt.
Alternativ gibts noch Klebesockel mit Rastnasen. Vielleicht reichen dir die schon.
Meine Platine misst etwa 50x35mm (nicht ganz das Layout aus dem Tut). Es befinden sich keine Bohrungen am Rand. Wenn du ein Gehäuse wählst, überleg dir vorher, wie du nachher an die Anschlüsse kommst und wo du es im Tower verstauen möchtest. Nicht vergessen: aufs Innenmaß achten ;)

Ansonsten gibts noch abenteuerliche Methoden wie...
Unterseite mit Heißkleber "versiegeln" und einfach in den Tower schmeißen und lauter solchen Unfug.

Was denkst du, was der BUZ11 ist ? ;)

Ich meinte es eigentlich eher so, dass der Transistor (ein weiterer) durch einen geringen Strom leitend gemacht wird, welcher wiederum durch diese Schaltung geschalten wird. Im Prinzip so wie hier: http://www.modding-faq.de/index.php?artid=301&page=10
Aber der normale Kippschalter bzw. Taster wird durch diese Schaltung ersetzt. Das hätte den Vorteil, dass nicht der ganze Strom durch den Schalter geht, sondern durch den Transistor.
Ich weiß aber wie gesagt nicht, ob das machbar ist. War nur eine Überlegung.

Die eigentliche Last muss geschalten werden.
Der BUZ (und ähnliche) können das schon exzellent genug, ein weiterer Transi dahinter würde das nur verschlimmbessern :)

Ach und als ausfühliche Antwort zu o.g.:



Nochmal zu Verlusten am MOSFET. Ich gebe das mal ohne groß zu recherchieren nach meinem Kenntnisstand wieder. Also ohne Gewähr ;)
TechnikMaster ist in diesem Bereich der Fachmann und wird mich sicher berichtigen wenn ich was falsches schreibe ;)

Für den statischen Betrieb wichtig ist der R_DS(on) Wert des FETs. Das steht im Datenblatt und wären beim BUZ11 z.B. 0,04Ohm.
Es ist also der Widerstand gemeint welcher zwischen Drain und Source "ohmsch" wirkt. Wenn der FET schaltet ist es eben kein idealer 0Ohm-Widerstand, sondern mit o.g. Kennwert niederohmig.
Dieser minimale Durchgangswiderstand ist nun für eine Verlustleistung verantwortlich, denn nach U=R*I und P=I*U folgt P=R*I². Wenn du also 30A zwischen Drain und Source fließen hast wäre das ein entstehender Verlust von 36Watt !!!! (Im durchgeschalteten Zustand produziert der FET due halbe Verlustleistung einer aktuellen CPU!

Im dynamischen Betrieb kommen hierzu noch Schaltverluste. Wenn ich mich recht entsinne sind die bewegten Ladungsträger im FET träge, das heisst beim Wechseln des Schaltzustandes wirken diese kapazitiv. Aus diesen Kapazitäten folgen erneut Verlustleistungen.
Hier kann sicherlich TM nochmal Aufklärungsarbeit leisten. Für den hochdynamischen Fall habe ich mich nie so auseinander gesetzt, da es hier für mich irrelevant erschein und ich im Zweifelsfall den KüKö immer micht Sicherheiten dimensioniere (Wenn schon um ein paar K/W verrechnet, dann wenigstens in die ungefährliche Richtung ;) ).

Warum du 0,3V im Lerlauf "falsch" misst steht auf einen anderen Blatt. Mir ist sowieso unklar wie du Spannung im "Leerlauf" messen willst, wo doch die meissten Messgeräte Spannung nur unter Last korrekt messen können!


Das man 12 und 0V des 4Pin Anschlusses für die Spannungsversorgung der Schaltung nutzen kann, auf die Idee bin ich auch gekommen ::)
Das Problem ist ein anderes: Ich werde hier nicht sagen: "Man kann das PWM-Sig von der Schaltung problemlos durchschalten."
a) müsste man mal errechnen wie sich das auf die KüKö-Dimensionierung auswirkt.
b) müsste man mal errechnen, wie sich Verluste (ohmsche, Schaltungs-, FET- Verluste,...)
c) müsste man prüfen wie sich das Schalten auf die Flankenqualität und Pulsverzögerung auswirkt,...

Kurzum: Die kleinste Abweichung des PWM-Signals kann ungeahnte Folgen haben (Überhizung FET; brummender Lüfter,...)

Möglich ist es vielleicht, jedoch mag ich das nicht prüfen, ob es allgemein immer funzen wird und wenn nicht, warum nicht...


Meines Wissens bietet es sich stets an nur eine Masse zu haben. Der Rest sollte für diese Anwendung kein Problem sein.
Das Trennen von Versorgungs- und geschaltetem Potential ist kein Problem. Meines Wissens gibt es auch im Forum (Tut Teil 1 oder 2) auch schon eine solche Version. Wenn dir FET zu kompliziert sind und du keine Lust hast mal ein Buch in die Hand zu nehmen ( ;D ), dann nimm halt nen Relais. Für langsame Schaltvorgänge geht das genau so. Der FET ist auch nicht in Stein gemeißelt, "normale" Transistoren gehen natürlich auch. Lass deiner Fantasie freien Lauf!


Ich persönlich würde Elektronikbasteleien immer direkt vom Netzteil mit Spannung versorgen. Da weiss man wenigstens mit was man an Sicherheitsschaltungen rechnen kann und mit was nicht.. Die MoBo-Geschichte wäre mir zu Heikel (aus Angst vorm Schadensfall).
Ist aber eher ansichtssache.
Zum Thema Abstandshalter sagte Misa ja schon genug :)


TT_Kreischwurst over and out - beste Grüße!

Achso, ich wollte den IRF 5305 verwenden, für den Startzustand "an".

Es ging mir bei der MB Steuerung darum, dass die Lüfter auf niedrigen Drehzahlen laufen, aber trotzdem anlaufen. Die Lian Li Lüfter sind scheinbar nicht für niedrige Spannungen geeignet.
Jedenfalls funktioniert es am MB, und an der Stelle werde ich keinen zusätzlichen Schalter einbauen. Hardwarekühlung geht vor  ;)

Leider habe ich in den nächsten zwei Wochen ziemlich viel zutun, deswegen werde ich erst später meine Ergebnisse präsentieren.

Anlaufspannungen, Kühlverhalten, und ähnliches sind thematisch den Lüftersteuerungen und Lüfterregelungen zuzuordnen.

Hier geht es um einen berührungslosen Taster bzw. Schalter!

Also nur um AUS/AN oder AUS/(AN) (Impuls).
Alles was Lüfter regeln und steuern soll kommt vor oder hinter diese Schaltung. Das Tut beschäftigt sich nur mit Spannung da/ oder nicht. Sinnvolle Lüftersteuerungen lassen sich damit an-/aus-schalten - jedoch nicht ersetzen.

Nur mal so... Ich bin mir nicht ganz klar darüber, ob das hier vollends realisiert wurde. ;)

Für den IRF gilt im Übrigen das selbe wir für den BUZ ;) (nur mit anderer Dotierung)

lG,TT

So, ich habe heute endlich mal Zeit gefunden das Ding zusammenzubauen (Musste mir erstmal nen neuen Lötkolben kaufen, weil der alte beim Spitze wechseln den Geist aufgegeben hat.) :P

Allerdings habe ich das gleiche Problem wie pixelschubser. Ich glaube aber, dass ich den Fehler gefunden habe.
Ich denke es ist der 10K Trimmer, denn wenn ich am MOS 4013 den 2 Pin von unten rechts mit dem Signalkabel oder dem 2 Pin von unten links beim MOS 4093 durchteste, zeigt mir mein Messgerät bei jeder Stellung 0,0 an, also überhaupt kein Widerstand. Ich vermute zu lange Hitze beim Löten ...
Hab ich da den Fehler gefunden, oder liegt er woanders?
Ich bedanke mich schon mal :)

EDIT: Ich habe heute den Trimmer ausgetauscht, der war aber nicht der einzige Fehler, es muss noch ein anderes Teil defekt sein. Wie kann man den Keramikkondensator und den anderen Kondensator überprüfen? Ich denke an denen muss es liegen, oder am MOSFET, aber das glaube ich weniger ...

Ich habe mich inzwischen mehrfach an dieser Schaltung versucht. Immer mal wieder Lötfehler gehabt (habe immer neu angefangen). Bei meinem letzten Versuch bin ich mir 100% sicher, dass alles richtig verlötet ist.

Ich habe die Variante mit An -> Aus gewählt. Meine Test-LED geht auch an, geht aber nicht aus. Egal welche Trimmer oder Poti Einstellung. Als Sensor dient eine verzinnte Platine mit der eingelötetem Kabel.

Nach was kann ich nun am besten suchen? Die Verlötung habe ich nun mehrfach geprüft und auch strikt nach Plan gemacht. Ich verstehe es echt nicht.

Na Hallo Leute,

@gamer97: Schön, dass du einen Fehler gefunden hast. Wenn es immer noch nicht geht und du schon Bauteile gegrillt hast, würde ich vorsichtshalber nochmal mit komplett neuen Bauteilen und etwas mehr Löt-Geschick loslegen :) Wird schon!

@Blocki: Wenn es schonmal angeht, liegt es nicht am Sensor. Ich gehe davon aus, dass dennoch etwas in der Richtung "Trimmer" futsch ist. Evtl. auch ein Lötfehler oder ein defektes Bauteil. Hast du Bilder? Es kann auch sein, dass sich eine kapazität auf- und nicht wieder entlädt, o.ä.

Beste Grüße,
TT_Kreischwurst

Hi TT_Kreischwurst,

ich habe soeben mal 2 Bilder gemacht. Wenn weitere bestimmte Details noetig sind, bitte sagen.

http://imgur.com/a/GRNcI

Ja, ich weiss, dass es etwas "messy" aussieht.

Niemand eine Idee? :(

Also ich kanns auf den Bilder nicht genau erkennen, aber hast du deine ICs falsch rum gesteckt?!?

Die Aufschrift von dem "rechts" sieht doch fast nach 4013 aus...

Ansonsten scheint alles richtig verlötet zu sein. Ich will es mal nicht ausschließen, dass du bei dem "Lot-Gekleckse" das eine oder andere Bauteil gegrillt hast.

Am Empfindlichsten sind die ICs, welche ja aber dank Sockel keine Hitze gespürt haben sollten. Aber auch der BUZ könnte einen weg haben.

An deiner Stelle würde ich:

a) nochmal alle Bauteile "ausmultimetern" (ist der 33k- Widerstand auch 33k Ohm, oder aus versehen doch nur 33 Ohm? ; u.s.w. )

b) nochmal komplett von vorn anfangen. Alle Bauteile neu, neue Platine, und nochmal step-by-step das Tut durchgehen. Bei der Gelegenheit übst du gleich noch ein wenig das Löten und die nächste Schaltung sieht weniger "messy" aus :D

Beste, Grüße,
TT_Kreischwurst