[EL] PWM fancontroller maken met microcontroller

[k0ewl]

Beste mensen,

ik ben al enige tijd bezig om een schema uit te denken voor een microcontroller-circuit. Maar omdat mijn grote-noob-kennis me nu niet verder kan helpen, ben ik op zoek naar iemand die even kan kijken of het onderstaatnd circuit goed is.
Daarnaast is natuurlijk alle feedback welkom, want het gaat er nu eenmaal om, om een fatsoenlijk ding in elkaar te zetten.

Het idee:
een fancontroller die werkt aan de hand van 4 knoppen. Er komt nog een LCD-scherm aan en ik wil de ook nog communicatie met de PC mogelijk maken via misschien wel USB, maar daar ben ik nog niet helemaal uit.
Met die 4 knoppen kun je dan door het menu heen scrollen en de snelheid van de fans (bijvoorbeeld) aanpassen. Dan moet de breedte van de puls aangepast worden zodat de snelheid van de fan minder wordt. Dan via de communicatie met de PC misschien wel latste headlines ofzo van tweakers oversturen naar de fancontroller en op het scherm laten zien. Maar dat zijn alleen nog maar ideeën, eerst maar een szien of ik het hele PWM gebeuren aan de gang krijg.
De microcontroller waar ik mee ga werken is een Atmega16. Dit omdat die lekker eenvoudig is.

Het schema:


Het signaal:
daarnast nog enkele vragen over fans en PWM.
Voor een maximale load, moet je dus gewoon de puls constant laten zijn. Maar wat is nou ongeveer de minimale waarde, En wat zou ongeveer het beste werken om de puls te moduleren. Ik bedoel, wat is nou een goede frequentie voor de puls.

Updates:
update schema
update schema v2

Ik zou het mooi vinden als iemand me deze vragen kon beantwoorden en dan kan ik het geheel gaan opbouwen.

[ Voor 7% gewijzigd door k0ewl op 28-07-2005 11:44 ]

[kippy]

Een PWM signaal programeren is redelijk lastig, ik zelf ben er iniedergeval nog niet uitgekomen.
Maar ja AT-MEGA16 heeft wel een aantal PWM uitgangen, deze zijn redelijk makkelijk te programeren.

De frequencie voor je pwm signaal moet zo hoog mogenlijk zijn en je dutycicle moet tussen de 10 en de 100% liggen.

Voor mijn casemod ga ik er ook een maken met 3 knopjes. Maar dan met een AT90S2313, deze heeft maar 1 PWM lijn. Maar ik ga zelf via een 4093 en een aantal digitale potmeters een pwm signaal crearen.

Volgende week als ik niet meer hoef te werken ga ik er aan beginnen en zal ik er ook een topic voor oppenen.

[Cramthabam]

Voor het makkelijk programeren van de atmels kijk eens naar Codevision. Is een demo van te downloaden en al het velat kost die niet eens zoveel voor de full version.
Voor meer info van de pwm controller is www.circuitsonline.nl wel makkelijk.

[subsonik]

Nee, je schema is niet goed. De microcontroller wordt vanuit 5V gevoed (waarom neem je trouwens een 7805, en niet gewoon de +5 van de PC?), dus de spanning op de gate van de MOSFET's is ook maximaal 5V. De spanning op de source van de MOSFET's, en dus over je fan's, is dan maximaal 5V - Vt van de MOSFET. Je raadt het al: met deze schakeling haal je maximaal enkele volt over je fan. Oplossing? De source van de MOSFET aan massa knopen, en de fan opnemen tussen z'n drain en de +12V.

Die 4 diodes dienen om een interrupt te genereren, neem ik aan? Kijk eens in de datasheet van de atmega, ik denk dat die interne pullup weerstanden heeft. Dan kan je de switches gewoon de poortingangen naar massa laten kortsluiten. Zoals het nu is gaat het vermoedelijk niet werken, als de switches niet ingedrukt zijn "zweven" de poortingangen en hebben ze een ongedefinieerd spanningsniveau.

Verder is PWM allesbehalve een aantrekkelijk principe om fan's aan te sturen, toch niet als je voor stilte gaat. Je PWM frequentie moet buiten het hoorbare bereik liggen (> 15KHz), maar dan werkt de techniek bijlange zo effectief niet meer. Neem je de PWM frequentie wel binnen het hoorbare bereik, dan ga je de PWM frequentie lekker door je fans horen als je ze wat lager regelt.

[Lima]

Kan je het PWM signaal niet met een condensator zo beinvloeden dat het een DC-spanning wordt die afhankelijk is van de duty-cycle?Dan heb je waarschijnlijk ook minder effect van het geluid veroorzaakt door het PWM'en en moet hij niet op een zo hoge frequentie.

[k0ewl]

@subsonik:
oke, dus het schema zou niet werken omdat er maar enkele V's over de fans komen te staan.
Prima, als ik heb begrepen wat je zei, heb ik het schema aangepast en het volgende ervan gemaakt:



Ik heb die knoppen zo gedaan, zodat ik niet de hele tijd hoef te pollen of er een knop ingedrukt wordt. Nu genereren ze een externe interrupt, en daarna kijk ik pas op welke van poort dat gedaan heeft. De interrupt wordt alleen gegenereerd door de stijgende kant van het signaal.
Ik had nog wel het idee om hem minder storingsgevoelig te maken, door een kleine condensator tussen de knoppen en de ingangen te zetten.

Maar als PWM zo'n slechte oplossing is, waarom is het dan juist weer interressant omdat er geen warmte bij vrij komt en gebruikt iedereen het? Was het niet zo dat die piep kwam omdat er geen vrijloopdiode aanwezig was?

[ Voor 14% gewijzigd door k0ewl op 28-07-2005 10:55 ]

[Verwijderd]

Was het niet zo dat die piep kwam omdat er geen vrijloopdiode aanwezig was?

Die piep komt omdat de PWM frequentie te hoog is . Ik ben zelf ook met zoiets bezig maar gebruik de Mega88, daar zitten namelijk 6 hardware PWM kanalen in.

[dawuss]

Vindt een fan het eigenlijk wel fijn als je er zo'n chaotisch PWM signaal overheen stuurt? Ik kan me voorstellen dat hij er bijvoorbeeld harder door slijt.
Ik las hierboven al het idee een condensator te gebruiken om het signaal wat af te vlakken, en dat lijkt me eigenlijk sowieso wel beter voor het lopen van de fan

[subsonik]

k0ewl schreef op donderdag 28 juli 2005 @ 10:46:
@subsonik:
(...)
Ik heb die knoppen zo gedaan, zodat ik niet de hele tijd hoef te pollen of er een knop ingedrukt wordt. Nu genereren ze een externe interrupt, en daarna kijk ik pas op welke van poort dat gedaan heeft. De interrupt wordt alleen gegenereerd door de stijgende kant van het signaal.
Ik had nog wel het idee om hem minder storingsgevoelig te maken, door een kleine condensator tussen de knoppen en de ingangen te zetten.

De aansturing van de fan's is nu OK! Eventueel kan je de gate-weerstanden van de MOSFET's nog weglaten.

Ivm. je switches: hang hun gezamelijke aansluiting aan GND, en draai de diodes om. Je programmeert de atmega dan zo dat de interne pullup geactiveerd wordt, de ingangen hangen dan via een weerstandje aan +5V. Zie datasheet!

k0ewl schreef op donderdag 28 juli 2005 @ 10:46:
Maar als PWM zo'n slechte oplossing is, waarom is het dan juist weer interressant omdat er geen warmte bij vrij komt en gebruikt iedereen het? Was het niet zo dat die piep kwam omdat er geen vrijloopdiode aanwezig was?

Het hangt er gewoon van af wat je wil - PWM betekent inderdaad minder (bijna geen) warmte, maar de bijgeluiden uit de fan kan je niet vermijden - ook niet met een vrijloopdiode. Het voorstel van Lima met de condensator werkt overigens wel, maar dan heb je een lineaire regeling, geen PWM (en dus ook de bijhorende warmte).

[Lima]

Welke warmte komt er dan vrij volgens jou? Over die condensator in elk geval geen. Bedoel je in de FAN's zelf?

[TrailBlazer]

met die condensator heb je volgens mij geen warmte. Die condensator werkt namelijk als een filter die alle hoge harmonischen eruit filtert. Overigens kan je er dan denk ik wel beter een opamp achter plakken schijnt. Zeker met een spoel erachter kan je wel eens gekke dingen krijgen met een condensator kan ik me zo voorstellen

[Lima]

@trailblazer

Idd met een spoel erachter kan je gekke dingen krijgen. Het was het gewoon even voorleggen, ik zou idd ook een opamp als buffer (spanningsvolger) erachter zetten. Maar dan zullen het wel kleine FAN's moeten zijn, want gewone opamps hebben maar een lage max. uitgangsstroom. Misschien is een andere buffer schakeling een beter idee

[k0ewl]

zo, nu heb ik er volgens mij ook op de juiste manier de schakelaars eraan geknoopt, maar het zijn van die kleine print schakelaars (druktoetsen) en die wil ik dan graag flikker vrij maken, maar hoe moet ik nu dan de condensatoren erin zetten? ik heb het nu op deze manier:

[kippy]

een paar nano farat over de fan is wel beter idd, dan heb je nog een kleine rise en fall time van het signaal.

[subsonik]

@ Lima : de condensator zélf zal nauwelijks warm worden, als het geen elco is tenminste. Tijdens het inschakelen van de MOSFET zal echter die condensator opgeladen moeten worden, wat voor dissipatie in de MOSFET zorgt. De MOSFET schakelt namelijk niet oneindig snel in.

In de fan zelf zit trouwens meestal ook een condensatortje (een elco'tje van enkele µF), dat is meteen ook waarom ik zei dat het PWM z'n efficientie verliest als je buiten het hoorbare bereik gaat (> 15KHz). Je staat namelijk hitte weg te stoken in de MOSFET en in het arme elco'tje.


@ k0ewl: de anti-dender ontstoor condensatortjes kan je gewoon parallel aan de druktoetsen plaatsen. Hou er in je software dan wel rekening mee dat je vlak na het inschakelen een interrupt genereert (alsof je heel even alle toetsen tegelijk induwt). Een goede reset schakeling lost dit probleem op (RC netwerkje aan de reset pin, zie datasheet).

[_Janoz_]

Ik will niet rot doen maar er zijn goede topics hier over. Type PWM in het zoek venstertje, en er komt veel naar boven.

De eerste is gelijk een goede wel met mircochip inplaats van atmel maar het principe blijft het zelfde:
http://gathering.tweakers.net/forum/list_messages/959158

veel sucses