Vorwiderstand durch PWM ersetzen

Ich habe heute ein vor 10 Jahren (!) angefangenes Bastelprojekt zu Ende gebracht: den Gebläselüfter per PWM ansteuern statt mit einem Widerstand. Mir waren bis zuletzt die Thermosicherungen an letzterem durchgebrannt und äh naja, also bis jetzt lief der Lüfter trotzdem.

Also, die hier vorgestellte Schaltung ist fast ein Plug&Play-Ersatz für den Vorwiderstand.
Ob der Betrieb erlaubt ist, sei mal dahingestellt. Aber das ist ja bei VWs Dieselmotoren genau so.

Also ein ATTINY13 gibt je nach eingestellter Lüfterstufe eine mehr oder weniger breite PWM aus.

Programm

#include
#include

#define PERIOD 50

int attribute((OS_main)) main(void)
{
uint16_t on, off;

DDRB = 1
while(1)
{
if (PINB & (1 {
on = 14;
}
else if (PINB & (1 {
on = 22;
}
else
{
on = 40;
}

off = PERIOD - on;
while (on–)
{
PORTB = 1 }

while (off–)
{
PORTB = 0;
}
}
}

Der Attiny läuft mit der Werks-Taktfrequenz (ca. 1MHz) und die eingestellten Werte ergeben eine PWM-Frequenz von ca. 4kHz.

Hier die Steuerung. Die LED hat nur den Zweck, die Versorgungsspannung des ATTINY13 auf ca. 2,3V zu halten. Wer eine Zener-Diode oder einen Spannungsregler da hat, kann auch den nehmen. Die Betriebsspannung muss zwischen 2-5V liegen. Die Spannungsteiler an PB3 und PB4 müssen ggf. angepasst werden.

Direkt am Leistungs-MOSFET ist der Elko und ein Folienkondensator angelötet. Der Mosfet ist mit einer Unterlage vom Kühlkörper isoliert. Der Kühlkörper ist zwar potentialfrei (liegt nicht auf Masse) aber auf 12V wollen wir ihn auch nicht legen.

Die Schaltung sitzt unterm Kühlkörper. Seitlich unter die Haltelaschen geklemmt sind jeweils 5A Schottky-Dioden (für Stufe 2 wäre eine größere besser, hatte ich aber keine da. dafür wird sie bestens gekühlt). Sie leiten die Spannung von Stufen 1 und 2 auf Stufe 3, damit wir bei jeder Stufe Spannung für unsere Schaltung haben.

In das Blech bohren wir ein Loch, hier kommt unsere Masse-Leitung durch. Um das Handschuhfach gibt es genug Metall, da wird sie angeschlossen.

Am Lüfter habe ich einfach eine weitere Schottky-Diode direkt in den Stecker geklemmt, sie ist die Freilaufdiode und absolut essentiell für die korrekt Funktion.

Man kann die Schaltung auch ausprobieren, wenn sie nicht eingebaut ist, da sie sich nicht sehr stark erwärmt. Im kühlen Luftstrom sollte sie auf keinen Fall überhitzen. Motorströme: Auf Stufe 1 habe ich 2A gemessen, Stufe 2 6A und Stufe 3 11A. Eingangsströme habe ich vergessen zu messen… Sie sollten sich proportional zur Pulsweite verhalten, also 2*14/50 = 0,6A, 2,6A, 8,8A. Das spart einiges an Strom, was gerade im SH Betrieb interessant ist.

Um sie einzubauen musste ich die Dämmung um den Motor entfernen. Der Kühlkörper passt gerade so durch die Öffnung, es sollten also keine Leitungen seitlich des Kühlkörpers verlaufen und auch den MOSFET muss man so anbringen, dass die Beinchen nicht seitlich rausschauen. Bei dieser Übung ist mir fast ein Beinchen abgebrochen…

Viel Spaß damit :slight_smile:

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#1

Cool! (moderne Zeiten icon_mrgreen.gif ich hätts jetzt mit nem Quad-OP gelöst, 1 Oszillator, 1 Dreieckswandler, 1 Komparator, 1 Treiber eusa_whistle.gif … und ne Röhrenendstufe schenkelklopfer.gif )

Neemaganzwasanderes: wie kommt man an den Motor ran? Bei meim quietscht der Öltropfen bis das Lager warm ist, dann hörts auf. Unschön. Den Öltropfen müßt ich mal ersetzen… wie komm ich da am einfachsten hin?

Danke! wink.gif

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#2

Der sitzt direkt neben dem Widerstand :lol:

Scherz beiseite, hier wirst Du geholfen (etwas weiter unten) www.sgaf.de/content/sga-ii-armaturentafelverkleidung-unten-ausbauen-253252

@Maximus: Jetzt noch eine schöne, komplette Bauanleitung für die Pedia! Natürlich mit größerer Diode.

#3

Also erster Test übers Wochenende war erfolgreich, 1000km gefahren mit Lüfter :slight_smile:

Nur hat sich meine Frau über das PWM fiepen beschwert. Ich bin auf der Frequenz schwerhörig. Wir haben das dann vorübergehend durch Einschalten des Radios gelöst :wink: Ich versuche nochmal mit der Frequenz etwas hochzugehen.

Die Dioden müssten doch passen, die 5A geben ja den Mittelwert an. Und der liegt bei allen Stufen unter 5A.

Hmm Pedia, ist das Thema denn noch aktuell bei neueren Fahrzeugen? Bei Bedarf kann ich das aber gerne machen.

Nachtrag, war noch ein Fehler im Schaltplan:

Dann wollte ich noch erwähnen, dass Leistungselektronik kein Spielzeug ist. Da fackelt schnell mal was ab, wenn man Fehler macht. Zur Sicherheit kann auch diese Schaltung mit einer Themosicherung versehen werden, z.B. zwischen „Stufe 3“ und „12V“

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