PWM 4 Kanal Lüftersteuerung: Hardware



Schaltung:




Schaltplan Board Maske: PS (80K), PDF (170K)


Schaltplan und Board im Eagle-Format (ab v4.10): pwm1_rc4_nosmd.tar.gz (58K)



Bauteile

Bauteil Wert, Ausführung Reichelt Bestellnr.
IC1 Controller AT89Cxx51 AT 89C2051 PDIP
IC3 IC MAX232 MAX 232 CPE
IC4 Treiber 7407 LS 07
FET 1-4 P-Kanal MOSFET IRFD 9024
Q1 Quarz 22,118 MHz 22,1184-HC18
D1-4 Diode 1N4004 1N 4004
L1-4 Spule 1500 uH 77A 1,5M
C5-8 ElKo 100 uF, 16 V RAD 100/16
C1-4, C13 ElKo 10 uF RAD 10/35
C11, C12 ElKo min. 470 uF, 16 V RAD 470/16
C16,C18-20 Tantal Kondensator 100 nF TANTAL 0,1/35
C9,C10 Keramik Kondensator 33 pF KERKO 33P
R5 Widerstand 10 k METALL 10,0K
R7-10 Widerstand 2k2 METALL 2,20K
SV1-4 Stiftleiste (Molexbuchse) 3 Pol. SL 1X36G 2,54
X2 Klemm-, Schraubanschluss oder Stiftleiste AKL 055-03
X1 Sub D9 Buchse D-SUB BU 09EU
  IC Sockel GS 14, GS 16, GS 20
  serielles Verlängerungskabel AK 230


Gesamtpreis zur Zeit der Erstellung: 11,29 Euro. Hinzu kommt noch das Platinenmaterial.



Beschreibung

Der Controller IC1 erzeugt die 4 PWM-Kanäle und übernimmt die Kommunikation mit dem PC-Programm. Diese erfolgt über dessen integrierte serielle Schnittstelle. Für die Pegelanpassung von TTL auf RS232 wird wie üblich ein MAX232 verwendet. Der 7407, ein Open-Collector Treiber, steuert die FETs, die wegen ihrer Schaltspannung von 12V nicht direkt am Controller betrieben werden können. Spulen und ElKos (C5-8) der Ausgangsstufen glätten die PWM und erzeugen die Gleichspannung mit der schließlich die Lüfter angetrieben werden können. Die Dioden D1-4 verhindern negative Spannungen, die durch Gegeninduktion in den Spulen auftreten.



Hinweise zum Aufbau und zur Inbetriebnahme

Den Aufbau auf Lochraster kann ich nur bedingt empfehlen, da ich bei ungünstigen Masse- und VCC-Wegen (zu lang) schon merkwürdiges Controllerverhalten (aufschwingen?) beobachten konnte. Dies kann bis zur Zerstörung des ICs führen. Also auch Vorsicht beim Verändern des hier vorgestellten (getesteten) Designs.

- alle Bohrlöcher der Platine 0,75 mm, außer Stiftleisten, Spulen, Dioden und große ElKos 0,95 mm
- Befestigungslöcher für die DSUB9-Buchse: 3 mm
- auf die Polarität der ElKos achten (markierte Seite == Masse)
- die Schaltkreise sockeln, damit vereinfacht sich das Debugging und ein defekter IC läßt sich schneller tauschen

- Vorsicht beim Umgang mit dem PC-Netzteil! Beim ersten Test am besten alle anderen Verbraucher (inklusive Board) vom Netzteil trennen (bis auf vielleicht ein optischen LW oder ähnliches, um dem Netzteil Grundlast zu garantieren). ATX-Netzteile werden mittels Brücke zwischen dem (meist) grünen Draht (Pin 14) und einer Masseleitung am ATX Stecker eingschaltet.
- der Anchluss an des PC-Netzteil erfolgt am einfachsten mit einem freien Floppy-Stromstecker, da hier die gebräuchlichen 2,54 mm Stiftleisten passen
- vor der ersten Inbetriebnahme ohne Schaltkreise die korrekten Betriebsspannungen an den IC-Sockeln überprüfen

Die Platine funktioniert, wenn:

- keine Schaltkreise warm werden (immer ein gutes Zeichen, ;))
- an den Ausgängen ca. 11,7V anliegen
So vorhanden, kann man mit dem Oszi die PWM-Signale an den Gates der FETs überprüfen. Eventuell sollte ein besseres Multimeter mit der Möglichkeit der Frequenzmessung hier auch ca. 8 KHz anzeigen.

Ist alles soweit in Ordnung kann die Lüftersteuerung mit einem freien COM-Port des PCs verbunden werden. Hierzu wird ein serielles Verlängerungskabel (kein Nullmodem!) gebraucht. Nach Konfiguration der COM-Schnittstelle und der korrekten Baudrate (19200 Baud) sollte die PC-Software jetzt mit dem Controller der Lüftersteuerung kommunizieren können.


PWM Lüftersteuerung Index