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Teil I, Lüftersteuerung

Die unter geringer Last laufende CNC-Steuerung macht durch die beiden Lüfter doch eine erhebliche Lärmentwicklung, die eigentlch nicht notwendig ist. Aus diesem Grund soll der Luftstrom durch eine kleine Regelung, mit einem Mikroprozessor, an die Belastung der CNC-Steuerung angepasst werden.

Zu diesem Zweck lässt sich mit der PWM (Pulsweitenmodulation) ein Lüfter, durch eine einfache Mikroprozessor-Schaltung, in einem bestimmten Bereich steuern. Hierzu wird die Temperatur im Inneren der CNC-Steuerung mit einem NTC-Widerstand gemessen und in ein Puls- Pausenverhältnis umgesetzt, mit dem dann der Lüfter über einen Power-MosFET angesteuert wird.

 

 

Versuchsaufbau der Lüftersteuerung Der Versuchsaufbau, hier noch mit dem Arduino UNO. Er soll später durch einen kleineren Typ ersetzt werden. Ebenso wird dann auch das LC-Display, welches hier nur zur Kontrolle der gemessenen und berechneten Parameter dient, später durch eine Led (oder mehrere) ersetzt. 
Lüftersteuerung Steckplatine

 

 

Links die Schaltung mit LCD (nur zu Testzwecken).

NTC-Widerstand (10K)

 

Der verwendete NCT-Widerstand (10K) wird mit einem weiteren 10K-Widerstand in einer Reihenschaltung (Spannungsteiler) betrieben. Die zur Temperatur proportionale Spannung, am 10K-Widerstand, wird an einen Analogeingang des Kontrollers geleitet und gemessen.

Rohdaten NTC - Temperatur

Die Rohdaten sind nun in der ersten Grafik erfasst und zeigen in diesem Bereich einen recht linearen Verlauf. Die grüne Kurve ist eine Lineare, die Aufgrund der nicht gleichmäßig verteilten Messpunkte geknickt erscheint.

Interpolierte Daten NTC - Temperatur - PWM

 

Nach der Aufbereitung der Rohdaten, aus dem ersten Diagramm, kann man die Linearität der gemessenen roten NTC-Kurve gut erkennen. Ihr wurde für die weitere Berechnung eine Gerade (blau) überlagert, die dann als Referenz für die PWM-Steuerung (gelb, grün) herangezogen wird.

Steuerkennlinie

 

Die Regelkurve ist jetzt so ausgelegt, dass sie zwischen den beiden Eckpunkten von 10 und 60 °C ein moduliertes Signal von 0 bis 100 % Tastverhältnis einstellt.

Anzeige der Steuerungsparameter

 

 

Links in der Anzeige lassen sich die Parameter für eine Temperatur von ca. 21 °C ablesen.

PWM-Signal

 

 

 

Das berechnete Tastverhältnis, für diese Temperatur,  von ca. 27 % zeigt das Oszilloskop links.

Test-Lüfter

 

 

Der Lüfter dreht nun langsam und leise seine Runden.

Spannungsversorgung des Lüfters

 

 

 

Angesteuert wird er von einem PWM-Ausgang über einen Power-MosFET.

 

Links:
Teil II 2. Teil, Lüftersteuerung