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Thema: Frage zu Dämpfungsglied für PWM-Lüftersteuerung (Gelesen 19988 mal)
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Ghandalf
Modding-Noob
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Hi,
ich hab eine Lüftersteuerung, die mit PWM die Lüfter regelt.(T-Balancer)
Ich möchte mir nun so eine Spannungsglättung für die Lüfter selber bauen, weil 6€ pro Dämpfungsglied von mcubed für mich zu teuer ist.
Ich hab hier den Schaltplan zu dem Dämpfungsglied:
Die Schaltung ist ja an sich ganz einfach, nur hab ich ein Problem mit den induktiven Widerständen. Ich finde die einfach nicht, weder bei Reichelt noch bei Conrad, bzw. weiß ich nicht, welche die richtigen sind, da in der Skizze glaub ich kleiner Fehler mit der Größe der i-Widerstände ist!?!
Könnt ihr mir da helfen und mir vielleicht ein Link von Reichelt oder Conrad posten? Was noch wichtig wäre ist, dass es keine SMD Bausteine sind, da ich es auf Lochraster aufbauen will.
Nochwas zu den Widerständen, die paralell geschalten sind. Wieviel Watt müssen die verkraften? Auf dem orginal Dämpfungsglied sind auch nur SMD-Widerstände verlötet. Wozu dienen die eigentlich?
Gibt es vielleicht noch einen anderen einfacheren Weg, das Brummen der Lüfter zu unterbinden, ausser sich ne neue Lüftersteuerung ohne PWM zu kaufen?!? Ich hab gehört, dass soll auch einfach mit nur mit einem Elko und einem Kerko funktionnieren?!?
Grüße Ghandalf
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Stromer05
Gast
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Also deine "induktiven Wiederstände" sind nix anders als kleine Spulen.
Im Prinzip musst du nur ne Spule in Reihe schalten, damit der Strom gegelättet wird. Da sich PWM im kHz bewegt reicht sollten ein paar mH als Induktivität reichen.
Aber das "Dämfungsglied" muss aber auch noch andere Dinge machen wie nur den Strom glätten.
Denn: Der Lüftermotor selbst hat ja schon ne Spule, dadurch wird der Strom automatisch geglättet.
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Guru:III
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Ich hab die dinger nach langer suche endlich gefunden. Also die "Geräusche", die du damit reduzierst kommen nur durch extrem kranke netzteile zu stande. ich glaube, dass das ne fehlinvestition ist. Natürlich läuft ein Lüfter leiser und besser bei reiner Gleichspannung wo die Oberwellen weg sind.
Aber zurück zum Glied selber:
 LOL. Also vielleicht bin ich etwas zu grob/Spartanisch wenns um schaltungen geht, aber das ist n bissl überkandidelt. Ich würde nur nen Elko reinhängen, da mir die Spulen zur Stabilisierun n bissl zu unnütz sind, da der Lüfter eh schon eine (bei weitem größere) Spule ist als di 2 Dinger zusammen.
Verbesserungen:
Wids:
ich würde nicht 6x solche kranken 20Ohm dinger kaufen, die nur unnötig Platz brauchen und kosten. (Grund warum sop viele: weniger Wärmeentwicklung) Die Leistungsaufnahme ist relativ hoch bei ~500mA , ungefähr 2,75 Watt. (gerechnet auf 11Ohm)
Vorschläge:
5Watt wids mit 12 Ohm gibts bei conrad um 90 Cent.
Reichelt hat 2W-Kohleschichtwids mit 22Ohm um 9 Cent. 2 Parallel ergibt eine
Leistung von 4 Watt bei 11 Ohm- Reicht auch aus!!
Weiters vergiss die Spulen. die sind vielleicht bei emfindlichen rein ohmschen Lasten von nöten - aber nicht bei einem fast rein Induktiven Lüfter, der alleine schon weit mehr Induktivität hat als die teuren spulen.
Der Elko kann schon was nützen, der glättet die Spannung fein. Aber wie gesagt, Lüfter sind hart im nehmen... 100u und 16V passen da schon. Eine Diode In sperrrichtung parallel dazu kann die negative Spannung an spulen(=Lüfter) beim Ausschalten reduzieren, falls der Lüfter das nicht eh schon drin hat.
Nach dem Lifting ist die ganze sache nur noch 3 bauteile groß und funzt auch ganz gut. gesamtpreis bei reichelt ohne Platine und stecker: 22Cent. cool,oder?
Nochmal was zum nachrechnen:
Ein TIEFPASS mit 10 Ohm und 100uF ergibt ein Tau von 1mS. Alles mit einer Periodendauer von <~1mS wird geschluckt. (bei 1mS hats genau 3dB dämpfung und danach gehts mit 20db/dekade fleißig weiter runter.) Das sind dann Frequenzen größer 1kHz. Wenn man nun Tau verkleinert, ergibt das kleinere Frequenzen. 100Hz wäre glaub ich angebracht, außerdem Ladet sich der Elko schneller beim ersten mal starten. (1mS oder 0,1mS, wo ist DA der unterschied...) Außerdem ist die Abfallende Spannung kleiner, wenn der Wid kleiner wird. (der unterschied zwischen 13 Ohm und 10 Ohm bei gleichbleibendem Strom ist wuziwuziwu!, aber dennoch n vorteil  )
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« Letzte Änderung: August 24, 2005, 20:12:13 von Guru:III »
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Guru:III
Stichsägenquäler
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Nachtrag: Ich bezweifle, dass das ding bei MCUBE 6 Watt kann...
nachrechnen: 6 Watt bei 16V (max. mögliche Spannung => niedrigster Strom) ergeben eine maximal erlaube Stromaufnahme von 375mA ( => nur ein kleiner lüfter - die Schaltung kann aber 2 aufnehmen - VORSICHT!!!). Die 375mA MÜSSEN über den gesamtwiderstand von 6,666Ohm der 3-erpakete von wids. Das macht eine Leistungsaufnahme (P=R*I²) von 0,937 Watt. Die 3 widerstände teilen sich die Leistung gleichmäßig. Das heist ´0,312 Watt / Wid. Ein SMD-Wid kann glaub ich nur 1/4 Watt (die 1206er sind die größten die ich kenne). Leicht überdimensioniert...
Bei realistischeren 12V@6Watt = 500mA Last ergibt das eine Leistung/Widerstand von 0,55 Watt /Wid. -> Ich kenne keinen kleinen SMD-wid, der 1/2W kann....
Also glaube ich, dass dir das ding leicht abfackeln kann oder heiß wird. baus dir selber mit MEHR POWER, dann lebt dein lüfter echt länger (laut werbung soll das ding die lebenszeit des lüfters verlängern... lol).
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« Letzte Änderung: August 24, 2005, 20:16:18 von Guru:III »
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Falzo
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nicht zu vergessen, das an den widerständen bei nem strom von 500mA locker flockige 3,3 Volt abfallen, und das sowohl aufm hin als auch aufm rueckweg... dropdrop
als weiterer kommentar sei erlaubt, das _nur_ ein kondensator zum glaetten an dieser stelle nicht wie gewünscht funktionieren kann. der grund ist der ladestrom der dann nicht begrenzt ist, das heisst in der AN-Phase wird der Kondensator so stark geladen wie es die steuerung nur hergibt, unabhaengig vom bedarf des verbrauchers. in der regel wird er dann wohl überladen und in der AUS-Phase steht dann zulange zuviel Saft zur Verfuegung.
es wird sich keine korrekte analoge Spannung einstellen wie eigentlich gewuenscht, bei allzugroßen Kondensator und kleiner Last duerfte der Luefter sogar permanent auf volle pulle laufen, weil auch kurze impulse noch reichen um den kondensator zu füllen und die pausen nicht reichen um ihn wieder zu entladen.
daher eben die widerstaende die hier den ladestrom begrenzen sollen. das mehrere parallel verbaut wurden, hat einzig und allein den sinn in der verteilung der verlustleistung bei smd-bauweise durchaus typisch, nutzt man normale widerstaende, die es auch entsprechend hochbelastbar gibt kann man sich natuerlich auf einen beschraenken, dann wirkt das gleich nicht mehr so schlimm ;-)
so oder so ist diese variante aber ganz sicher nicht fuer ein breites spektrum an lasten sinnvoll. die lade- und entladezeit des kondensators muss halbwegs zueinanderpassen und das haengt eben sowohl von der last als auch von der strombegrenzung durch widerstände o.ä. ab...
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Ghandalf
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Hi,
danke für die vielen Tipps!
Ich wollte eigentlich für jeden Lüfter ne eigene Glättung bauen. Daher muss die Schaltung eh nur 1,25W vertragen, weil die Papst 4412 F/2 GL eben nur diese Leistung bei voller Drehzahl haben. Zurzeit laufen die Lüfter aber nie mehr als 30% der Spannung. Die von mcubed haben geschrieben, dass die Glättung um so besser funktionniert um so weniger Leistung die Lüfter haben, das hab ich auch gemerkt, da die Lautstärke viel leiser war, als wenn zwei Lüfter angeschlossen waren, bei drei merkte ich garkein unterschied mehr!
@Falzo, wie kann ich deiner Meinung nach das am besten Machen, dass ich ne gute analoge Glättung habe? Mcubed hat auch geschrieben, dass mit dem Ding die Lüfter nur noch 80% ihrer max Leistung bringen! SInd das die 3,3V? Wie könnte man das besser machen? Sind die Spulen wirklich so unwichtig?
Grüße Ghandalf
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Ghandalf
Modding-Noob
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Die drei 20Ohm Wid ergeben doch 6,6Ohm, oder? Sollte passen. Ich brauch also jeweils 6,6Ohm bei + und bei -. Als Elko würd ich den 100µF nehmen, da mcubed den auch hat und die haben bestimmt die 6,6Ohm auf die 100µF abgestimmt, oder? Die Spulen lass ich dann weg!
So ein Ausdruck von einem Oszi würd mich auch interessieren.
@Guru,
gibt es einen broßen Unterschied, wenn ich die 12Ohm nehm, wie von dir geschrieben? Weil es gibt 6,8Ohm Widerstände mit 1;2;5;...Watt.
Noch ne Frage zu den Spulen: Woher weiß ich, welche ich verwenden muss, wenn der Lüfter 1,25W hat?
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« Letzte Änderung: August 24, 2005, 22:46:35 von Ghandalf »
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Guru:III
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Dadurch, dass die 2 6,6Ohm Wids und der Elko mit zu ihm dem Parallel dazugeschaltenem Lüfter in Serie liegen, darf man die 2 Wids zusammenaddieren. das sind dann ~13Ohm, aber natürlich fällt dann die Leistung der 2 an nur 1nem wid ab. => doppelte Leistung notwendig! Aber dafür ist alles übersichtlicher. Die haben das wahrscheinlich nur aus platinentechnischen Gründen auseinander genommen.
ich würde dir wie oben schon gesagt entweder einen 5 Watt (GROß!!) 12Ohm oder 2x22Ohm mit jeweil 2Watt(Summe dann 4Watt) Parallel nehmen - was billiger und kleiner ist.
der Unterschied zwischen den 13,333 vom Original und den 11/12Ohm der geschrumpften Lösung ist der, dass "nur" 16% weniger Spannung abfällt, das sind dann bei 500mA statt 6,6V (!!!!) nur 5,5V. schon nicht wenig bei einer Eingangsspannung von "nur" 12V.
bei der halben Stromaufnahme (kleinerer Lüfter) sind es natürlich nur die halben spannungen, also weniger Verluste am dämpfungsglied.
Aber ich würde mir da keine Grauen Haare wachsen lassen, wir sind da nicht in der Tontechnik, wo die Qualität der Filter die hächste Priorität hat und jedes Öhmchen sein tönchen hat. Dein Lüfter ist da hart im nehmen.
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StarGoose
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ohne das es genau was mit dem dämpfungsglied zu tun hat trotzdem paar infos zum t-balancer:
der t-balancer kann 15W pro kanal dauerleistung ab!
deren dämpfungsglieder könnenn wirklich 6W dauerleistung aushalten!
und zur problemlösung:
eine einfachere möglichkeit den angeschlossenen lüftern das brummen und klackern abzugewöhnen ist die pwm frequenzen des balancers zu verstellen.
dazu gibt es in deren forum lange listen mit allen möglichen lüftern und den dafür empfohlenen frequenzen
ebenso die empfehlung zuerst mit der pwm frequenz zu experimentieren sowie die drehzahl des problemlüfters nicht alzustark abzusenken
und möglichst die neueste software und firmware zu verwenden
ne weitere möglichkeit wäre natürlich statt 6euro in son dämpfungsglied oder fast ebensoviel geld in bauelemente und zeit zum entwickeln zu stecken einfach nen anderen lüfter zu holen
bitte nicht falschverstehen ich möchte auf keinen fall der entwicklung des
M-FAQ T-Balancer Dämpfungsglieds im wege stehen
oder die idee nicht gutheißen sondern alternative lösungen des problems aufzeigen
(wenn schon 3rd party produkte zum t-balancer warum nicht auch gleich noch ein semi passiv-nt kit und nen analogen sensorhub?  )
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Ghandalf
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@StarGoose,
ich hab so ne Edition mit Sensorhub. Ich hab auch schon mit den Frequenzen experimentiert, hat aber nicht so viel gebracht. Mit Dämpfungsglied war der Lüfter absolut unhörbar!
Neue Lüfter kauf ich auch net, weil es gibt nix besseres als Papst-Lüfter, zudem hab ich 5 davon! Leider gibts nur sehr wenig gute Lüfter, die mit dem Balancer gut funktionnieren, zumindest die dann unhörbar sind!
@guru und Falzo,
ich hab mal ne Skizze gemacht: (siehe Anhang)
Die Widerstände sollen jeweils 1Watt und 6,8 Ohm, zudem ein 100µF Elko! Passt des so? Wieviel Spannungsdrop hat das Dämpfungsglied mit einem 1,25Watt Lüfter? Versteh ich das richtig, dass ich nur einen Widerstand mit 12 Ohm brauch? Ich dachte man braucht bei + und bei - einen Widerstand, um in der An- und in der Ausphase den Ladestrom zu begrenzen?!?
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Guru:III
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@Gandalf: die Platine sieht O.K. aus, ich kenn zwar nicht den Anschluss der T-Balancers, aber müsste passen.
Zum Drop bei 1,25W: Ich bekomm 1,13 Volt oder so raus. Ist haltbar und kaum unterschied...
@Goose: Die Teile sind allein billiger. ~30 Cent die Beuteile, als stecker reichen normale Pins aus - die hab ich wie die lochrasterplattem immer wo rumliegen. alleine nur 3 Bauteile bestellen ist aber auch nonsense, hast schon recht.
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Falzo
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mal etwas ausfuehrlicher zur berechnung von dropout und verlustleistung, vielleicht is das ja fuer den ein oder anderen lernwilligen von interesse ;-)
zunächst der dropout:
erstmal ermittelst du den Strom (I) der ungefaehr fliesst, bei rein theoretischen 1,25 Watt Leistung (P) an 12 Volt Spannung (U) sind das also rund 100mA - da P=U*I ist also I=P/U d.h. 1,25W/12V = ~0,1A
mit der ermittelten Stromstärke (I) und dem bekannten Widerstandwert (R) kann man nun die Spannung (U) ausrechnen, die am Widerstand abfällt (=drop) und zwar bei 6,8 Ohm dann ca 0,7 Volt - da R=U/I ist also U=R*I d.h. 6,8O*0,1A = ~0,7V
(das ich das alles runde liegt daran das durch den zu erwartenden Drop ja eh nicht volle leistung entfaltet wird und dadurch die reelle Stromstärke sowieso etwas niedriger liegen duerfte, das pendelt sich dann automatisch ein, ein naeherungswert ist völlig ok)
bei zwei dieser widerstände verdoppelt sich der dropout natuerlich, wobei das auch wieder ein wenig die stromstärke verringert etc. das ganze duerfte also um 1,3 Volt liegen...
zur Verlustleistung:
mit den Werten die wir jetzt ermittelt haben, lässt sich nun ganz einfach sagen wie hoch die Verlustleistung ist, die in den Widerstaenden in Form von Wärme anfällt, nämlich wieder nach P=U*I wobei die Spannung (U) jene dropout-spannung ist und die Stromstärke (I) halt die berechnet (Stromstärken sind immer im gesamten Stromkreis konstant) - also 0,7V*0,1A macht pro Widerstand 70mW oder wenn man nur einen Widerstand benutzen würde halt 140 mW - total unkritisch!
das das so niedrig liegt haengt einfach damit zusammen, das der angesprochene Luefter nicht sone große Last darstellt, die Verlustleistung am konstanten widerstand steigt potenziell...
nun noch zum Rest der Schaltung:
ein Widerstand reicht voellig, in der ausphase fliesst kein strom, da muss man auch nix begrenzen - das ist einfach ne frage des aufbaus und bei diesem modul vermutlich ne frage der belastbarkeit der smd-widerstaende.
die größe der spule ist imho auch recht unkritisch, meiner meinung nach durchaus verzichtbar.
einen haken hat die sache noch! du schreibst die Lüfter laufen in der Regel mit 30% - das sind knappe 4 Volt... in dem Bereich kann es sein, das Lüfter mit einer analogen Spannung nicht mehr anlaufen, da sie nicht genug drehmoment aufbauen! allerdings arbeitet das daempfungsglied in verbindung mit der PWM meiner meinung nach nicht linear, das heisst wenn du 30% einstellst muss das nicht heissen, das auch wirklich eine analoge spannung rauskommt die 30% entspricht. das liegt ganz einfach wie oben schon mal angedeutet daran, das die strombegrenzenden widerstaende ja konstant sind, der strom sich aber beim regeln aendert, weil der luefter ja weniger Last verursacht bei ner geringeren spannung. hierdurch wird das ladeverhalten des Kondensators beeinflusst.
das alles ist aber mehr graue theorie, mit etwas mut zum experimentieren wirst du eine dir zusagende einstellungen finden und wenn dann der regelbereich noch brauchbar ist fuer deine anforderungen ist doch alles im gruenen bereich!
nur wenn das nicht so ganz passt wuerde ich mit etwas anderen widerstandswerten oder aber mit der größe des elkos weiter rumexperimentieren, um evtl. noch was zu tunen. ich schau mal ob ich gleich mal ne kleine simulation erstelle um die daempfung bei verschiedener aussteuerung darzustellen.
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Falzo
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so Nachtrag... hier mal drei simulationen zu 20%, 50% und 80% - wichtig ist, das ich die genaue Frequenz des t-balancer nicht kenne, sie ist auch nirgends angegeben, aber der hersteller spricht von werten um 100 also hab ich mal 100 Hertz angenommen. wäre jedenfalls nicht untypisch.
schön zu sehen ist, das in dieser konfiguration gar keine 'glatte' spannung hinten raus kommt, sondern doch noch recht viel von der PWM übrigbleibt. das hat den Vorteil das die Lüfter eben auch bei niedrigen Einstellungen laufen sollten und die tatsaechliche Regelung doch relativ dicht an der Einstellung liegen duerfte.
das ganze passt natuerlich nur wenn die frequenz ungefähr stimmt, und die Last eben nicht zu hoch wird, wegen des dropouts.
sollte das brummeln nicht weggehen könnte man die dämpfung erhöhren, also die glättung weiter verbessern, indem man den kondensator vergrößert und den widerstand noch etwas verkleinert.
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Ghandalf
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@Falzo,
vielen Dank für die RIEßIGE Hilfe! Jetzt bin ich um einiges schlauer geworden und denke, dass ich mir da jetzt schon ne einigermaßen gute Dämpfung zusammen bauen kann!
@Guru,
dir natürlich auch vielen Dank für die Hilfe!
Grüße Ghandalf
PS: Wie heißt denn das Simulationsprogramm?
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aber zur verteidigung: Ich hab ja mit den Wids gerechnet 
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