Microcontroller basierte Lüftersteuerung im Eigenbau

Tederean

Kabelverknoter(in)
Microcontroller basierte Lüftersteuerung im Eigenbau

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[size=+2]Microcontroller basierte Lüftersteuerung im Eigenbau[/size]​
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ich bin hier zwar schon seit einiger Zeit registriert, aber doch sehr inaktiv. Jetzt dachte ich mir: Ich ändere das mal, indem ich euch mein Projekt vorstelle, an dem ich zurzeit arbeite.


[size=+1]Idee:[/size]​

Die Idee für mein Projekt stammt aus dem Wunsch nach der perfekten Lüftersteuerung für mich. Es sollte eine Lüftersteurung sein, welche den PC semipassiv kühlt und einen einzelnen Lüfter nicht nur nach der Temperatur von einer einzigen Komponente regelt. Ich weiß es gibt sehr gute Lüftersteuerungen wie z.b. Aquacomputer's Aquaero die fast keine Wünsche offen lassen. Dennoch überkam mich der Basteldrang und nach einer Lösung, in dem man die Regelung über einen Microcontroller selber implementieren kann.



[size=+1]Lüftersteuerung 1.0:[/size]​

Das eigentliche Projekt war schon vor mehreren Monaten gestartet. Die eigentliche (bereits fertige) Lüftersteuerung hatte einen herben Rückschlag erlitten (oder besser gesagt ich :( ). Version 1 basierte auf einem Arduino Micro und sollte vier Lüfterkanäle bereitstellen. An die Temperaturabfrage war auch gedacht. Es sollen digitale Temperatursensoren zum Einsatz kommen, der Dallas 18B20. Das besondere an der Steuerung war, dass die (3-Pin) Lüfter nicht über analoge 0-12Volt versorgt wurden, sondern über ein PWM Signal direkt an dem +12V Anschluss. Damit kann man zwar kein RPM Signal mehr vernünftig auslesen, wird von mir aber auch nicht benötigt. ;) Das riesen Problem ist dabei ein Spulenfiepen, das dem von Grafikkarten ähnelt. Die Windungen im Lüfter schwingen zu der PWM Frequenz. Unter ~20kHz sind diese je nach Lüfter deutlich zu hören. Der Arduino muss also eine Frequenz >20kHz oszilieren. Beim Arduino Uno ist dokumentiert, welche Pins diese hohe Frequenzen unterstützen. Der Arduino Micro ist leider im Vergleich in richtiger NoName. So habe ich erst die falschen PWM Pins verwendet. Bei meheren Versuchen einen Pin mit geeigneter Frequenz zu finden, habe ich leider den Arduino zerschossen. Der war natürlich festgelötet, da ich damals den falschen Sockel bestellt hatte. Ich habe den ersten Versuch nun ausgeschlachtet. Es existiert nur noch ein kleines Testvideo, in dem vier Lüfter testweise nacheinander betrieben wurden. Die Lüfter wurden übrigens über einen LogicLevel Leistungsmosfet (vereinfacht Transistor) angesteuert. Die Temperatursensoren fehlen noch in dem Video. Diese kämen an die vier weiteren Stiftleisten auf der anderen Seite der Platine.

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[size=+1]Lüftersteuerung 2.0:[/size]​

Nun nach zwei Monaten Pause soll jetzt allerdings die Version 2.0 entstehen. Das Herzstück wird diesesmal der Atmel Atmega328p bilden, also der Microcontroller des Arduino Uno. Dieser 'Arduino' wird allerdings ein Selbstbau, anbei eine kleine Skizze. Die Verbindung zum PC wird über eine FTDI Schnittstelle erfolgen. Das ist streng genommen einfach nur eine serielle Schnittstelle mit 5V. Den Microcontroller habe ich bereits mit vorgeflashtem Arduino Bootloader erworben.

veroduino.png

Ich habe noch zwei Grafiken angehängt, welche die Schaltung von Lüfter und Sensor etwas verdeutlichen soll. Tranistor und Sensor sind allerdings andere. Zur Ansteuerung des Transistor habe ich noch auf einen Vorwiderstand gesetzt, welcher alledings hier nicht eingezeichnet ist. Der 18B20 wird über einen BUS angesteuert. Somit sieht geschieht viel in der Software und im Sensor, aber nicht auf der Platine.

Fan.png DS18S20.png


Das fertige Platinenlayout habe ich im Lochmaster 4.0 kreiert. Kleine Änderungen vorbehalten ;) Damit ich nicht noch einen Microcontroller schieße werden Controller und Lüfter über je eine Schmelzsicherung abgesichert.

Layout.PNG


Die Bauteile sind noch auf dem Weg zu mir. Weiter wird es dann im neuen Jahr gehen. Bis dahin liebe Grüße. :)
 
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Klingt super. Ich versteh nur ein viertel, aber es klingt spannend. Was kosten die teile für Version 2.0 insgesamt?
 
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Klingt super. Ich versteh nur ein viertel, aber es klingt spannend. Was kosten die teile für Version 2.0 insgesamt?

Hi,

ja es gibt vieles was ich noch genauer erläutern könnte. Ich versuche mit der Zeit auf ein paar Details noch genauer einzugehen. Ansonsten einfach fragen :nicken:

Die Einzelteile stammen aus meheren Quellen. Den Arduino-Nachbau in Einzelteilen (~4€), die Dalls 18B20 (10x für 5€) und den USB auf Serielle Schnittstelle Converter (~5€) gibt es bei Ebay. Den Rest habe ich über Conrad bezogen. Bestellt man wirklich nur die benötigte Menge (ohne Ersatzteile - ich habe bei den Widerständen häufig in 10ner Pack bestellt) und lässt die Schmelzsicherung weg, so belaufen sich die Kosten (ausgenommen Versandkosten) auf etwas unter 30€. Der orginale Arduino Uno würde alleine schon 25€ kosten, darum die Eigenbauvariante. :D

Bei den kosten ist es warscheinlich etwas fraglich, ob nicht eine fertige 30€ Lüftersteuerung für viele genausogut ist. Aber mir gehst auch ein bisschen ums basteln.
 
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Gestern Mittag sind die Bauteile von Conrad eingetroffen. Jetzt fehlt nur noch der USB Adapter zum Programmieren. Ich habe mich gleich an's Löten gemacht, sodass die Platine gerade fertig geworden ist. Jetzt muss ich mir ein vernünftiges Case ausdenken und die Software schreiben. :)


PHOTO_20160101_152206.jpg

PS: Platine wird noch eingekürzt. :D
 
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nice... hatte auch mal sowas vor...aber ich hab 0 plan vom programmieren... wenn dann wirds bei mir wohl eher auf was klasisches pottie like hinauslaufen xD
aber sieht gut aus :daumen:
 
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nice... hatte auch mal sowas vor...aber ich hab 0 plan vom programmieren... wenn dann wirds bei mir wohl eher auf was klasisches pottie like hinauslaufen xD
aber sieht gut aus :daumen:


Wenn du die Lüfter ähnlich wie bei mir über PWM am +12V Pin betreiben willst, nur halt über ein Poti, kannst du das ganze ja über einen NE555 realisieren. Ist deutlich verlustärmer, nur sollte die Frequenz hoch genug sein, das du das fiepen nicht hörst. :) Achja und das RPM Signal ist hin... Muss man halt abwägen was man braucht :D
 
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ich mache zwar ne ausbildung uum elektroniker für automatisierungstechnik... blos mit dem kleingeteile kram haben wir nix zu tun... für sowas werden immer fremdfirmen geholt xD
aber löten kann ich :D
ja mal schauen... widme mich dem wenn ich mal zeite habe mich damit ordentlich auseinander zu setzen
 
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