Forum

Einloggen | Registrieren | RSS  

sashab(R)

17.06.2013,
20:02
(editiert von sashab
am 17.06.2013 um 20:03)
 

Motorsteuerung über PWM (Elektronik)

Hallo liebe Gemeinde!

Seit meiner Ausbildung (ITSK) kenne ich das EL-KO und brauche Hilfe bei einer Frage:


Vorhanden ist:
Ein Wärmetauscher von Rittal
Produktseite: http://www.rittal.com/products/ArtikelDatenblatt.asp?ArtNr=9764040&lang=D
Bedienungsanleitung: http://www.rittal.de/downloads/Bedienungsanleitungen/9764040/9764040_d.pdf


Ziel ist:
Die Geschwindigkeit Motoren der Kühlkreisläufe temperaturabhängig zu steuern.


Ansatz:
In der Bedienungsanleitung (Seite 6) ist das Anschlussmodul abgebildet. Bei dem D-sub15 sind 2 Eingänge für PWM (0 - 10V)vorhanden. In der Grundvariante (Lieferzustand) ist ein Adapter, der auf beide PWM-Eingänge +48V legt.

Mein erster Ansatz wäre die PWM-Steuerung für PC-Lüfter. Soweit ich weiß wird da aber PWM mit 5V verwendet.

Den Wikipedia-Artikel zu PWM habe ich durchgelesen und auch schon nach anderen hilfreichen Infos gesucht...
Für das Verständnis der Thematik scheient mir noch etwas Wissen zu fehlen, bzw. Erfahrung in dem Anwendungsbereich.
Und Thermostate mit PWM-Steuerung für Lüfter konnte ich im Handel leider nicht entdecken...

Die Frage ist ob und wie bei PWM die Spannung eine Rolle spielt. Würde sowas funktionieren? Ist mit 0 - 10V die Amplitude oder die generell mögliche/verträgliche Spannung (wie z.B. bei Angaben der Stromversorgung über ein Schaltnetzteil)?

Wenn ich komplett in der falschen Richtung stochere, in welche Richtung muss ich weiter schauen?

Vielen Dank im Voraus!

Alex

xy(R)

E-Mail

17.06.2013,
20:14

@ sashab

Motorsteuerung über PWM

» In der Bedienungsanleitung (Seite 6) ist das Anschlussmodul abgebildet.

Und eine Seite weiter wie mans beschalten kann.

sashab(R)

17.06.2013,
20:26

@ xy

Motorsteuerung über PWM

» » In der Bedienungsanleitung (Seite 6) ist das Anschlussmodul abgebildet.
»
» Und eine Seite weiter wie mans beschalten kann.

Richtig, wenn ich die Zeichnung richtig verstanden habe, kann man bei der dritten Möglichkeit auch über die Spannung steuern.

Dabei ist die Frage: Wenn an PIN A2 0V DC anliegen sollen, wie sollen da 0 - 10V Spannung zwischen A2 und PIN1 oder 3 entstehen? Heißt das, dass bei PIN1 und PIN3 +10V DC anliegen?


Dennoch interessiert mich:
Kann man nun PWM mit 5V verwenden?
Kommt man da phne weitgehende Kenntnisse irgendwo weiter oder sollte man sich PWM "fürs Studium aufheben"?

xy(R)

E-Mail

17.06.2013,
20:41

@ sashab

Motorsteuerung über PWM

» Dabei ist die Frage: Wenn an PIN A2 0V DC anliegen sollen, wie sollen da 0
» - 10V Spannung zwischen A2 und PIN1 oder 3 entstehen? Heißt das, dass bei
» PIN1 und PIN3 +10V DC anliegen?

Man muss eine externe Spannungsquelle anschließen., ist doch deutlich zu sehen. Kennst du das Schaltzeichen dafür nicht?


» Dennoch interessiert mich:
» Kann man nun PWM mit 5V verwenden?

Klar, mit Variante 1. Man muss halt den Basiswiderstand passend dimensionieren.

sashab(R)

17.06.2013,
21:34

@ xy

Motorsteuerung über PWM

» Man muss eine externe Spannungsquelle anschließen., ist doch deutlich zu
» sehen. Kennst du das Schaltzeichen dafür nicht?


Das mit den Schaltzeichen ist schon ein bisschen her, sorry :(.
Habe ich mir aber auch eben so gedacht, dass damit eine regelbare Strormquelle gemeint ist ... Habe dann den PC wieder angeschmissen um den letzten Post mit der Frage zu vervollständigen ... -.-

Bei der Anwendung könnte man nun wieder auf die Steuerung von einem PC-Board -ohne_PWM- weichen. Die (wahrscheinlich dumme) Frage ist, wie man nun den passenden Widerstand berechnet um die Spannung von max +12V auf max +10V zu "dimmen", da der Strom unbekannt ist?

"Viel" wird es ja nicht sein, die Frage ist wovon man typischerweise ausgehen kann?

Oder MUSS man eine bestimmte Spannung anlegen, dann messen und dann umrechnen?

»
» » Kann man nun PWM mit 5V verwenden?
»
» Klar, mit Variante 1. Man muss halt den Basiswiderstand passend
» dimensionieren.

Ich gehe davon aus, dass du den Widerstand ohne angegebenen Wert in der Schaltung meinst.

Dann habe ich das Schaltbild falsch verstanden; Die Steuerung mit PWM erfolgt also nur, wenn Anwenderseitig diese Schaltung aufgebaut wird. Dann frage ich mich nur, wieso Rittal den Eingang "PWM" tauft? Die Verwendung der PWM wird ja erst durch diesen Aufbau möglich, der, wenn ich richtig verstehe, von mir umgesetzt werden muss?
Daran musste ich aber schon vor meinem letzten Post kurz denken.

Jetzt sehe ich langsam Licht...

Dann taucht aber wieder die Frage nach dem Widerstand und dem "anzunehmenden" Strom auf...


Im Fall mit der Glaeichspannung könnte ich ja noch mit der passenden Spannung I messen, aber hier?
Da habe ich bestimmt irgendwo einen Denkfehler, oder?

xy(R)

E-Mail

18.06.2013,
07:53

@ sashab

Motorsteuerung über PWM

» Stromquelle

Nein, Spannungsquelle.


» Da habe ich bestimmt irgendwo einen Denkfehler, oder?

Mehrere.

Zur Dimensionierung des Basiswiderstands: überleg dir mal wie groß der Strom im Kollektor des Transistors maximal werden kann.

cmyk61(R)

E-Mail

Edenkoben, Rheinland Pfalz,
18.06.2013,
10:42
(editiert von cmyk61
am 18.06.2013 um 11:15)


@ xy

Motorsteuerung über PWM

Lieber Threadstarter,

könntest Du das/die Schaltbild(er) posten?

Gruß
Ralf

» » Stromquelle
»
» Nein, Spannungsquelle.
»
»
» » Da habe ich bestimmt irgendwo einen Denkfehler, oder?
»
» Mehrere.
»
» Zur Dimensionierung des Basiswiderstands: überleg dir mal wie groß der
» Strom im Kollektor des Transistors maximal werden kann.

geralds(R)

Homepage E-Mail

Wien, AT,
18.06.2013,
13:43

@ cmyk61

Motorsteuerung über PWM

» Lieber Threadstarter,
»
» könntest Du das/die Schaltbild(er) posten?
»
» Gruß
» Ralf
»

----
Hi,

Dazu, Seite 7, da kannst nun eine PWM dazu basteln.

www.rittal.de/downloads/Bedienungsanleitungen/9764040/9764040_d.pdf

Ist eh ganz einfach.

Grüße
Gerald
---

--
...und täglich grüßt der PC:
"Drück' ENTER! :wink: Feigling!"

sashab(R)

18.06.2013,
20:07
(editiert von sashab
am 18.06.2013 um 20:10)


@ xy

Motorsteuerung über PWM

» » Stromquelle
»
» Nein, Spannungsquelle.

Gut, dann Spannungsquelle :).

Die Frage ist: MUSS ich den anliegenden Strom (oder den Widerstand der Schaltung der Steuereinheit) wissen um auf die Dimensionierung vom "Vorwiderstand" zu kommen [von max 12V auf max. 10V]? Oder gibt es einen geschickteren Weg?
(Steuerung über Gleichspannung)

» Zur Dimensionierung des Basiswiderstands: überleg dir mal wie groß der
» Strom im Kollektor des Transistors maximal werden kann.

Ich nehme an er darf nur so hoch werden wie in der Spezifikation des entsprechenden Transistors festgelegt.

Bei dem tatsächlichen Zustand schieße ich mal ins Blaue und vermute, dass es um die 1,5mA sein werden [= U / R = 48 V / 33 kOhm]. Zumindest fließt dieser durch den 33K Widerstand.

Oder soll ich mit den zwei 47k-Widerständen rechnen? Die liegen aber hinter der Steuereinheit?! Oder soll die Zeichnung darstellen, dass die beiden Leitungen "duchgehend" sind?

xy(R)

E-Mail

19.06.2013,
20:24

@ sashab

Motorsteuerung über PWM

» Bei dem tatsächlichen Zustand schieße ich mal ins Blaue und vermute, dass
» es um die 1,5mA sein werden [= U / R = 48 V / 33 kOhm]. Zumindest fließt
» dieser durch den 33K Widerstand.

So ist das. Und da sieht man dann, dass verschwindend wenig Basisstrom nötig ist. Nimm als Basiswiderstand 47kOhm, oder halt was so runliegt im Bereich 10kOhm-250kOhm. Als Transistor tuts so ziemlich jeder Kleinleistungstyp, Klassiker wäre BC547.

geralds(R)

Homepage E-Mail

Wien, AT,
19.06.2013,
22:10
(editiert von geralds
am 19.06.2013 um 22:18)


@ sashab

Motorsteuerung über PWM - mal logisch vorgehend

---
»
» Ich nehme an er darf nur so hoch werden wie in der Spezifikation des
» entsprechenden Transistors festgelegt.
»
» Bei dem tatsächlichen Zustand schieße ich mal ins Blaue und vermute, dass
» es um die 1,5mA sein werden [= U / R = 48 V / 33 kOhm]. Zumindest fließt
» dieser durch den 33K Widerstand.
»
» Oder soll ich mit den zwei 47k-Widerständen rechnen? Die liegen aber hinter
» der Steuereinheit?! Oder soll die Zeichnung darstellen, dass die beiden
» Leitungen "duchgehend" sind?

---


Hier mal logisch vorgehend als Ansatz: überschlagsmäßig ....

Du hast hier mal die Möglichkeiten rausgezoomt::



// Laut Beschreibung läuft der Motor bei über 10V am Stelleingang mit Vollgeschwindigkeit.
gut
Also in der Variante mit Brücke kommen 24V dort hin. passt über drüber.
Es passiert auch nix - von der Logik her gesehen,,, der Eingang ist logisch zumindest 24V U_fest.
passt,

Dann in der Variante mit den Stellgliedern zb Poti oder hier mit Transi kommst auch nicht mehr als 24V U_Qu.
Also bist immer auf der sicheren Seite, weil was wäre niederohmiger als eine Brücke für einen U_Teiler.
Die 33k sicher nicht....
So,,, nun hast zum Schutz noch mit Transi eine Zener von 12V drinnen.
Und einen Rc mit 33k.

Also,,, jetzt bekommst laut U_Quelleformel 17,76V an den UQu, wenn diese Zener nicht drinnen wäre.
Aber passt sowieso --- bist immer unter 24V und 'über die notwendigen logischen 10V für Volllast.
Na denn,, ok,ok,,,, eine 12V Zener schnippelt die 17V noch runter auf 12V....
ist immer noch Vollschnell....
past,, fertig, ende...

NUN - Bei LOW, also unter 4V (sicherer Anlauf) bleibt noch der Motor stehen.
Ergo -- bei PWM-LOW drehst gestellter Weise den Motor kurz ab.
Heißt, bei aktivem Transi.

So, nun kannst leicht deine PWM Steuerung anmontieren.
Dieser Eingangs-Beschaltgungsvorschlag, Richtlinie vom Manual zeigt, dass es so gesehen ausreicht... Strom mäßig.
Spannungsmäßig hast eben die Parameter Über oder unter 10V, bzw. bei darunter die Drehzahlreduzierung.

Na gut...
Lt. Manual benötigst somit eine PWM mit so 1kHz bis 10kHz Frequ und PW so,
dass von 100% Transi_AUS bis 90% Transi_EIN gestellt werden kann.
Unter 10% PWM -> =zw. 90 und 100% TransiEIN <- geht sowieso nix mehr, weil der Motor "unterversorgt" wird.

Nun mit 30% läuft der Motor sicher an.


Was ich mit Transi_EIN ,,,, Transi_AUS meine:
=== Ein LOW am Lüftereingang ist ein Aus.
Heißt also PWM 0%.. -> Der Transi ist vollzeitig EINgeschaltet und macht dieses "Aus" für den Eingang, "zieht den Eing. auf GND runter".
Heißt umgekehrt Transi_AUS macht 100% PWM, weil das High durch den 33k_Rc kommt -- diese 17V, respektive 12V.
So gibts klar dann auch keine PWM_Frequ mehr - ist ja nur noch ein High-Pegel.

Das kannst leicht mit den Timern 555er , 556er bwz. Komparatoren machen.
Machst es gleich mit Soll-Ist, dan könntest auch noch
den Takt_Ausgang vom Lüfter zur Regelung verwenden.
Einfach diesen Takt aufbereitet in das Stellglied zurückführen.
Damit hast eine vollständige Drehzahlregelung.


Für dein Obiges mit dem Transi_Basis-R ... nun da bist eh richtig dran...
Folgt nur noch das linke Anhängsel. Das PWM Stellglied.

Grüße
Gerald
----

--
...und täglich grüßt der PC:
"Drück' ENTER! :wink: Feigling!"

sashab(R)

22.06.2013,
21:51
(editiert von sashab
am 23.06.2013 um 00:39)


@ xy

EDIT: Lüfter leider aus

Erstmal Danke ich euch vielmals für die Antworten!

So richtig klappts bisher aber leider nicht...

» So ist das. Und da sieht man dann, dass verschwindend wenig Basisstrom
» nötig ist. Nimm als Basiswiderstand 47kOhm, oder halt was so runliegt im
» Bereich 10kOhm-250kOhm. Als Transistor tuts so ziemlich jeder
» Kleinleistungstyp, Klassiker wäre BC547.

Einen BC547 hatte ich leider nicht zur Hand. Dafür einen C945 auf einem kleinen Stück PCB.

Datenblatt:



Daraus habe ich entnommen, dass der Sättigungsstrom 10mA beträgt. Damit war für mich ein Vorwiderstand für die Basis von 500 Ohm bei 5V logisch.
Da nur ein sehr kleiner Kollektorstrom fließen muss habe ich die Empfehlung von 47 kOhm befolgt.

Als Spannungsquelle habe ich statt den 48 V, die 12V vom PC genommen. Der Widerstand swischen X20.1 oder .3 und X10.A2 ließ sich mit 47 kOhm messen. Damit wir nun auf die maximalen 10 V kommen, dabe ich einen 10 kOhm Widerstand vorgeschaltet (Rechnerisch bestimmt mit 9,4 kOhm).

Eine Z-Diode hatte ich leider nicht zur Hand, aber wenn ich die Fuktion richtig verstanden habe, dient die nur zum Schutz. Also letztere nicht mit an Board.

Alles verlötet, nochmal geprüft, angeschlossen, eingeschaltet, und ... geht nicht :( xD

Die Lüfter drehen wie erwartet, leider immer mit 100%. Keine Regelung findet statt. (Mit einem PC-PWM-Lüfter an dem Anschluss schon)


EDIT: Gerade ist mir bei dem Blick auf das Datenblatt eingefallen, dass ich den Transisor von der flaschen Seite betrachtet habe -> Emitter und Basis vertauscht...
Nun, richtig herum gelötet geht der Kühler gar nicht an.


Was könnte schiefgelaufen sein [die Zweite]???

Mein "Kunstwerk":

... im DB25-Stecker:


Bitte kein Schimpfen um die tollen Lötstellen: Anfänger mit 25W Baumarkt-Lötkolben... :(

Was mir noch einfällt: Bei den Spezifikationen der PC-Fan PWM-Steuerung finden sioch maximal 25 kHz als Vollast-Angabe.
Siehe (Seite 9 unten): http://www.formfactors.org/developer%5Cspecs%5C4_Wire_PWM_Spec.pdf

Wie kann ich jetzt am besten weiter vorgehen?


P.S.: Wenn jemand eine mehr oder minder schöne, gebrauchte Lötstation für einen schmalen Taler abgeben möchte, stehe ich gern zur Verfügung :)