Lüftersignal - Signalgenerator statt Software off

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danzbox

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Hallo Leute,
den Lüfter mit einem langsam drehenden zu ersetzen hat schon seinen Charm, kann man nicht für ein paar Cent einen Signalgenerator bauen anstatt was im Code zu ändern. Ist vielleicht nicht ganz so charmant, aber das wäre für mich einfacher...
 

Lion1984

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Dann mach es und berichte uns :)
Sicher gibt es einige Möglichkeiten, einen Lüfter zu steuern, die Frage ist dann nun, wie selbst man zufrieden dann ist.
 

danzbox

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Ich muss das präzisieren...
Einfacher ist es für mich eine Schaltung ohne programmierung nachzulöten/aufzubauen. Das Know-How habe ich aber auch nicht...
 

Lion1984

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Sowas gibt doch bei einem Elektronik Fachhandel als (Fertig-) Bausatz, eventuell ist ja da was für dich dabei.
 

Michael_123

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Hallo Leute,
den Lüfter mit einem langsam drehenden zu ersetzen hat schon seinen Charm, kann man nicht für ein paar Cent einen Signalgenerator bauen anstatt was im Code zu ändern. Ist vielleicht nicht ganz so charmant, aber das wäre für mich einfacher...

Hier mal eine Schaltung für einen Dummy-FAN (Signalgenerator um ein Lüftersignal zu simulieren) aus der englischen Ausgabe der Elektor July/August 2009.

Benutzt einen 555 Timer Baustein. Hier der (natürlich englische) Artikel als PNG Bild.

Die Diode D1 kann auch weggelassen werden oder durch eine normale 1N4148 ersetzt werden.

Dummy-Fan

Und hier kann man die Platine kaufen, zum selberbestücken.

http://www.elektor.com/magazines/2009/july-047-august/pseudo-fan.986354.lynkx?tab=1
 
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danzbox

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Dummy-FAN Schaltung ist ja der Hit!

Wow! Genau was ich gesucht habe! Leider ist die Platine mit 31€ doch ein bisschen teuer.

Aber das zentrale TimerIC mit nur 17 Cent sehr günstig. Dann muss es wohl ohne Platine gebaut werden.

Am besten gleich ohne das Poti. (Ist das so ein Poti? http://www.reichelt.de/?ACTION=3;ARTICLE=3477;PROVID=2402 )
Kennt jemand die StandardRPM der versch. DSxxx bzw. entsprechenden notwendigen Frequenzen?
Vielen Dank im Vorraus


Und welche Kondensatoren brauche ich dafür? Folien, Keramik, Elko? Reichelt Link?


Resistors
R1 = 47k? http://www.reichelt.de/?ACTION=3;ARTICLE=1434;PROVID=2402 0,08€
oder http://www.reichelt.de/?ACTION=3;ARTICLE=11823;PROVID=2402
P1 = 470k?, small, upright
Capacitors
C1 = 100nF
C2 = 10nF
C3 = 47?F 16V
Semiconductors
D1 = SB140 (Schottky diode) - http://www.reichelt.de/?ACTION=3;ARTICLE=16024;PROVID=2402 0,08€
IC1 = NE555 - http://www.reichelt.de/?ACTION=3;ARTICLE=13396;PROVID=2402 0,17€
 

Michael_123

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Wow! Genau was ich gesucht habe! Leider ist die Platine mit 31€ doch ein bisschen teuer.

Aber das zentrale TimerIC mit nur 17 Cent sehr günstig. Dann muss es wohl ohne Platine gebaut werden.

Am besten gleich ohne das Poti. (Ist das so ein Poti? http://www.reichelt.de/?ACTION=3;ARTICLE=3477;PROVID=2402 )

Sieht ganz so aus.

Kennt jemand die StandardRPM der versch. DSxxx bzw. entsprechenden notwendigen Frequenzen?
Vielen Dank im Vorraus

Die Frequenzen kenne ich nicht aber bei kleinen Lüftern sind sie eher höher als bei großen. Wenn du also kein Poti einbauen willst dann lass diesen einfach weg (Null-Ohm Brücke anstatt Poti.)

Und welche Kondensatoren brauche ich dafür? Folien, Keramik, Elko? Reichelt Link?

Größere Kapasitäten gibt es meist nur als Elektrolyt Kondensatoren wie der 47uF Kondensator der dann auch gepolt ist. Kleinere Kondensatoren sind dann entweder Keramik oder Folienkondensatoren wie die 10/100nF Teile wobei es aber vollkommen egal ist welche Bauform bzw. Bauart du da wählst.

Dann habe ich nochmal kurz bei Conrad electronik geschaut und diesen Bausatz gefunden:

http://www.conrad.de/goto.php?artikel=190903

Das benötigte Rechtecksignal liegt an Pin 3 des ICs an. Diese Schaltung läuft mit einen Festfrequenz von 1Khz. Könnte/sollte auch funktionieren.
 
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Michael_123

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Ausgangsfrequenz des Lüftersignals bei einer DS109j:

Gemessene 290 Hz. (Gemessen mit einem Fluke 189 Digitalmultimeter : http://www.ks-elektronik.de/new_ks/fluke/fluke189.jpg)

Keine Ahnung ob die Synology auswertet wenn diese höher ist (bzw. der Lüfter schneller läuft als normal). Ich denke aber nicht ...
 
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Michael_123

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Ausgangsfrequenz des Lüftersignals bei einer DS109j:

Gemessene 290 Hz. (Gemessen mit einem Fluke 189 Digitalmultimeter : http://www.ks-elektronik.de/new_ks/fluke/fluke189.jpg)

Keine Ahnung ob die Synology auswertet wenn diese höher ist (bzw. der Lüfter schneller läuft als normal). Ich denke aber nicht ...

Um die weiter oben veröffentlichte Schaltung so zu ändern, dass diese auch annähernd 290 Hz erzeugt, den Trimmer P1 ganz entfernen (überbrücken) und für R1 einen Wert von 22-27 kOhm (Kilo-Ohm) wählen.
 

danzbox

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Super, super. Danke für die Hilfe.
4 Bauteile und 3 Kabel bekomme ich wohl ohne Platine an 8 Füsschen gelötet.

Ich habe keine Ahnung, ob bei meiner DS107 auch 290HZ anliegen. Da ich kein Fluke habe, werde ich wohl mal mit einer Soundkarte das Signal messen müssen (dann habe ich direkt HZ)
Mit http://www.scheidig.de/Deutsch/Download/FMeas/info.htm sollte das doch funktionieren, oder?

Ist das quasi ein 5poliger Lüfter ca. 3480RPM (RPM=f*60/5). Hier im Forum schreiben die Leute ja immer ab wieviel RPM die DSxxx Probleme machen.
 

Michael_123

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Super, super. Danke für die Hilfe.
4 Bauteile und 3 Kabel bekomme ich wohl ohne Platine an 8 Füsschen gelötet.

Ich habe keine Ahnung, ob bei meiner DS107 auch 290HZ anliegen. Da ich kein Fluke habe, werde ich wohl mal mit einer Soundkarte das Signal messen müssen (dann habe ich direkt HZ)
Mit http://www.scheidig.de/Deutsch/Download/FMeas/info.htm sollte das doch funktionieren, oder?

Ist das quasi ein 5poliger Lüfter ca. 3480RPM (RPM=f*60/5). Hier im Forum schreiben die Leute ja immer ab wieviel RPM die DSxxx Probleme machen.

Ich behaupte mal eine Frequenzmessung ist nicht nötig und die Dimensionierung der Bauteile unkritisch.Die Frequenz darf nur nicht zu niedrig sein. Die DS 107 hat doch auch einen 50 mm Lüfter eingebaut, daher wird auch dort die Frequenz bei ca. 300 Hz liegen.

Wenn du aber Spass an der Messung hast will ich dich nicht zurückhalten. Du könntest auch einfach das Tachosignal an einen Audio Verstärker (Stereoanlage etc.) anschließen, dann die Frequenz (gehörmäßig) abschätzen und diese dann (auch gehörmäßig) mit den Ausgang deiner selbstgelöteten Schaltung vergleichen.

(Wikipedia behauptet das der Tachosignalgenerator 1 Impuls pro Umdrehung herausschmeisst. Zitat "Ein drittes Kabel liefert ein sogenanntes Tachosignal. Pro Umdrehung wechselt es zwischen Masse und undefiniertem Zustand." Das kann aber nicht hinkommen dann schon eher deine Rechnung. Ich befürchte aber das ist nirgends genormt wieviel Impulse pro Umdrehung ein Tachosignalgenerator bei einem Lüfter herausgeben muss.)
 
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danzbox

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Hallo Michael123, vielen Dank für die vielen hilfreichen Tipps. Ich konnte es nicht lassen:

Spannung des Lüfters der DS107: ca. 7.8V
Spannung am Signalausgang rel. zur Masse/Minuspol: 2,5V -> Ein bisschen hoch für USB Soundkarten (Habe eine 3€ Soundkarte mit besch. Sound, die musste ran.)

Ergebnisse/Interpretation
Scope http://www.zeitnitz.de/Christian/scope_de misst 99,7 Hz? bzw. knapp 10ms
Kann das sein?
Die Screenshots "Oszilloskop" sind ja sehr periodisch und ich finde sie echt knackig. Hätte ich nicht erwartet.
Das Programm gibt 99,7 HZ als stärkste Frequenz in der Frequenzanalyse aus. Weitere Frequenzspitzen sind bei 200, 300, 500Hz, wobei ich das nicht aus dem Oszillosopengraph hätte lesen können.

scope4.jpg


scope5.jpg


scope1u.jpg


Was sagt uns das nun?
 

Michael_123

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Ok. Jetzt also mal mit nem Oszilloskop. Und zwar mit dem DSO nano (http://www.seeedstudio.com/depot/micro-digital-storage-oscilloscopedso-nano-p-512.html)

Auf der Betriebsspannung des Lüfters liegt eine 140 Hz Wechselspannung. Siehe Screenshot 1. (DC 7V mit 360mV Wechselspannungsanteil. Ohne angeschlossenen Lüfter sind es dann wieder 12V. Also wird der Lüfter schon ab Werk mit einem Vorwiderstand betrieben.)

Und das Ausgangssignal des Tachogenerators ist ein perfektes Rechteck. Dein PC-Audiokarten-Oszilloskop kommt wegen der für den Audioeingang zu hohen Eingangsspannung dann wohl in die Übersteuerung und zeigt deshalb ein so unsymmetrisches Signal.

Das zu simulierende Tachosignal ist also ein Rechteck mit 72 Hz. (Bei meiner Synology 109j) Die 290 Hz vergessen wir dann mal. Wie kommt das Fluke denn auf die 290 Hz ? Misst es die Spikes auf dem Signal mit ? Sieht ja so aus.

Also stimmen deine Messungen, auch wenn der Signalverlauf nicht korrekt sein kann. Du kannst ja mal einen Spannungsteiler aufbauen. 100 kOhm und 10 kOhm in Reihe. Der Abgriff ist dann der Eingang zum Soundkarten Oszilloskop. Dann sollte die Signalform schon anders aussehen bzw. korrekt sein.

Und ? Läuft die Schaltung (die mit dem 555er als Oszillator) ?
 

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danzbox

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Hallo Michael,

1. war heute beim im Elektronikladen und habe die 6 Bauteile zusammengelötet. Das ganze ist kleiner als ein Zuckerwürfel und hat mich inkl. einer 0,57€ Schottkydiode 1,67€ gekostet. Kann man echt nix sagen, wollte eigentlich bei Reichelt etwas bestellen. Ich brauche aber einfach gerade nix. :-( Ich hatte mich seelisch schon ao auf 6€ eingestellt.

2. Die Ergebnisse weichen etwas von meinen Erwartungen ab.
Mit einem 67kOhm Widerstand ergibt sich eine Frequenz von 86-91Hz (11-11,5ms) laut meinem Soundkarten Ossziloskop.
Laut Formel müssten es aber ca. 107Hz sein (f=1.44/(2*R1*C1)
Leider habe ich keinen niedrigeren Widerstand zur Hand, kann also nicht weiter testen.
Da bei der DS107 Rev2 die Warnung erst nach exact 1h kommt, muss ich morgen mal warten, ob die 91Hz der DS reichen. Bin gespannt.

2. Habe mal Spannungsteiler gegoogelt, bin aber nicht ganz schlau geworden. Warum soll ich denn nen 100kohm und 10kohm in reihe schalten? Dann könnte ich ja direkt einen 110kohm Widerstand nehmen? Ich habe das noch nicht verstanden. Ich nehme das Ausgangssignal, schalte die beiden Widerstände in Reihe dahinter und messe dann? Wenn ich mein Voltmeter auf Wechselstrom stelle, dann misst es jetzt an der Dummyfan schaltung 2,8V. Das ist aber auch der gleiche Wert wie ohne den Widerstand.
Signalleitung--100kohm--10kohm--Multimeter rot
2,8Volt
GND(schwarz) --Multimeter schwarz

3. Neue Messung anbei. Sieht genauso wie vom Lüfter aus, also immer noch verzerrt.
scope2.jpg
 
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Michael_123

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2. Habe mal Spannungsteiler gegoogelt, bin aber nicht ganz schlau geworden. Warum soll ich denn nen 100kohm und 10kohm in reihe schalten? Dann könnte ich ja direkt einen 110kohm Widerstand nehmen? Ich habe das noch nicht verstanden. Ich nehme das Ausgangssignal, schalte die beiden Widerstände in Reihe dahinter und messe dann? Wenn ich mein Voltmeter auf Wechselstrom stelle, dann misst es jetzt an der Dummyfan schaltung 2,8V. Das ist aber auch der
gleiche Wert wie ohne den Widerstand.

Signalleitung--100kohm--10kohm--Multimeter rot
2,8Volt
GND(schwarz) --Multimeter schwarz

Rich (BBCode):
Signalleitung--100kohm-------Multimeter rot
                                     I
                                     I
                                 10kOhm 
                                     I
                                     I                                  
GND(schwarz) ----------------Multimeter schwarz

Die Innenwiderstand eines normalen Digitalen Multimeters beträgt 10 MOhm.

10 MOhm parallel 10 kOhm == 9.99 kOhm

Daher bewirkt dieser Spannungsteiler dann einen Teilung der Spannung von:

100 kOhm + 9.99 kOhm / 9.99 kOhm = 11.10

---

Der Audioeingang Eingang der Soundkarte liegt bei um und bei 47 kOhm. Das differiert zwischen den verschiedenen Modellen.

Teilerfaktor da:

100 kOhm + 8.246 kOhm = 13.13

---

Du kannst aber natürlich auch ein Poti/Trimmer nehmen um die Eingangsspannung zu reduzieren.
 

Michael_123

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Hallo Michael,

1. war heute beim im Elektronikladen und habe die 6 Bauteile zusammengelötet. Das ganze ist kleiner als ein Zuckerwürfel und hat mich inkl. einer 0,57€ Schottkydiode 1,67€ gekostet. Kann man echt nix sagen, wollte eigentlich bei Reichelt etwas bestellen. Ich brauche aber einfach gerade nix. :-( Ich hatte mich seelisch schon ao auf 6€ eingestellt.

Wie wäre es mal mit einem Bild ?

2. Die Ergebnisse weichen etwas von meinen Erwartungen ab.
Mit einem 67kOhm Widerstand ergibt sich eine Frequenz von 86-91Hz (11-11,5ms) laut meinem Soundkarten Ossziloskop.
Laut Formel müssten es aber ca. 107Hz sein (f=1.44/(2*R1*C1)
Leider habe ich keinen niedrigeren Widerstand zur Hand, kann also nicht weiter testen.

Das sind Bauteiltoleranzen bei dem Widerstand/dem Kondensator und den Widerständen und Halbleitern im IC selber. Leicht Temperaturäbhängig ist die Frequenz dann auch noch sowie abhängig von der Betriebsspannung.

Daher ist die Abweichung normal.
 

danzbox

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Erfolg! Also die DS107 läuft nun länger als 1 Stunde, ohne anzufangen zu piepen.

1.Erstes Bild zeigt den Dummy-Fan von oben. Es ist zu sehen:
Die beiden blauen Kondensatoren auf dem NE555, links der dicke ELKO.
Unten ist der Widerstand (68K) leicht erhöht gelötet und oben die Schottky Diode an Pin8. Die Signalleitung kommt von Pin7. GND an Pin1 sieht man auf dem zweiten Bild besser.
topek.jpg


Zweites Bild zeigt den Dummy-Fan von unten mit den Direkt-Verbindungen der Pins 8-4 und 2-6. Eigentlich noch mit nem Stück Pappe getrennt, fürs Foto weggenommen.
bottomf.jpg


Drittes Bild, zeigt das Ganze eingebaut. Zu sehen sind die drei Leitungen. Schwarz und Rot gehen zusätzlich noch Richtung Lüfter, d.h. ich habe ihn noch nicht abgeschaltet.
insidetb.jpg


2. Viertes Bild zeigt meinen Versuchaufbau. Da ich keinen 10k und 100k Widerstand habe, habe ich mal 81k (blau rechts) und 2,6k (beige, links) genommen. Damit müsste eine sehr starker Spannungsabfall vorliegen, wenn ich den Spannungsteiler nun verstanden habe. Gemessen habe ich ca. 0,05 Volt.
measure.jpg


Scope zeigt aber immer noch den gleichen Siganlverlauf wie mit 2,8V.
scopeneu.jpg
 

Michael_123

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Scope zeigt aber immer noch den gleichen Siganlverlauf wie mit 2,8V.

Die Masse zum PC-Oszilloskop hast du aber doch noch angeschlossen ? Weil man es auf dem Bild nicht sieht.

Und als Eingang nimmst du Line-In und nicht den Mikrophoneingang ?

Hier habe ich noch etwas gefunden:

Eine Zusammenfassung welche Messgeräte man mit einer einfachen Soundkarte realisieren/simulieren kann:

http://www.elektor.de/jahrgang/2004/oktober/soundkarte-als-messgerat.63141.lynkx

Aber nicht alles ist Freeware. Dabei ist dann auch ein Funktionsgenerator und wenn du zwei PCs hast kannst du diesen ja zum Testen deines Oszilloskopes nutzen.

Nur ist die Bandbreite dieser Geräte durch die Samplingfrequenz von 44.1kHz ziemlich gering. Dieses DSO Nano welches ich benutzt habe (siehe Screenshots weiter oben) hat eine Samplingfrequenz von 1Mhz und dieses wird von manchen Menschen schon als Spielzeug betrachtet.
 
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danzbox

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Die Masse zum PC-Oszilloskop hast du aber doch noch angeschlossen ? Weil man es auf dem Bild nicht sieht.
Und als Eingang nimmst du Line-In und nicht den Mikrophoneingang ?
Hallo Michael,


1. Die Masse habe ich nur mal testweise angeschlossen, um zu sehen, ob es einen Unterschied macht. Kein Unterschied. Im Prinzip hätte ich es doch an den schwarzen GND anschließen müssen? Ist übrigens ein Kabelpaar eines (ehem.) Stereoheadsets.
Erklärung: Habe mal gerade die "Pieps"stellung des Multimeter eingeschaltet:
Nicht verbundenes Kabel im Bild (Masse) = Masse des USB Stecker (Ummantelung) = Gehäuse DS107 (=GND Lüfter?)

2. Jetzt verstehe ich auch, warum er bei Kanal 1 und 2 die gleichen Signale bekommt, obwohl ich nur 1 Kanal angeschlossen habe -> Mikrophon Mono

3. Danke für den Tipp mit dem Line-In, aber 4 Rechner, 6 Soundkarten, kein Line-In. :-(

4. Der Signalgenerator war ein guter Tipp, hat der Soundcard Oszillograph auch eingebaut. Man kann sogar unterschiedliche Soundkarten für Aufnahme und Wiedergabe einstellen.
Also Signalgenerator von interner Soundkarte auf beiden Kanäle an, Soundcheck mit Kopfhörern, Signal an bisherige USB-Soundkarte gelegt und gemessen - Geht ! Sinusförmig sieht allerdings anders aus. Egal ob Rechteck, Dreieck, Sägezahn, hört sich alles unterschiedlich an, aber es wird nicht sauber von der Soundkarte am MicEingang aufgenommen/aufgelöst.
Wenigstens die eingestellte Frequenz ermittelt er auf die 3. Kommastelle genau. Bei 44.1kz greifen die PC-Oszillographen bei einem 2khz Signal doch 22 Messpunkte ab, oder? Das sollte doch eine saubere Linie geben.
http://img99.imageshack.us/img99/2723/signalgenerator.jpg
http://img24.imageshack.us/img24/48/2454r.gif
 
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