ich plane den Bau einer Lüftersteuerung mit einem ESP8266, bin jedoch noch relativ unerfahren. Daher wende ich mich an euch, um mögliche Probleme in meinem Vorhaben zu identifizieren oder Verbesserungsvorschläge zu erhalten.
Die Lüftersteuerung besteht aus zwei Lüftereinheiten, jeweils in einer eigenen Abzweigbox. Die ESP8266-Module kommunizieren über einen Webserver oder eine MQTT-Verbindung mit der Steuereinheit (Raspberry Pi), um Daten zu senden und zu empfangen. Die Lüfter sollen über PWM gesteuert werden, und ein Relais wird verwendet, um die Lüfter vollständig ausschalten zu können (Fail-Safe). Ein ausgemustertes 12V 4A Netzteil wird über einen DC-Wandler auf 5V heruntergeregelt, um den D1 Mini und das Relais zu versorgen.
Frage:
a) Ist diese Planung korrekt, oder gibt es mögliche Fehler?
b) Ich habe gelesen, dass bei PWM die GND-Verbindung zwischen den Lüftern und dem D1 Mini erforderlich ist. Ist das korrekt, und könnte der DC-Wandler dabei ein Problem darstellen?
c) Welche flexible Kabel könnt ihr mir empfehlen, um alles zu verbinden ? Am liebsten mit Link
die Überlegungen passen so weit.
Nur halte bitte Abstand vom Händler AZ-Delivery.
Der Händler registriert reichlich Begriffe als Marken an denen er fachlich eigentlich keine Rechte haben kann. Diese Praxis soll nicht unterstützt werden. Such dir bitte einen anderen Händler.
ich bin mir wegen des D8 nicht ganz sicher ob das geht. Eventuell würde ich auf die Relais komplett verzichten, oder alle Lüfter über ein Relais schalten.
4fach Relais-Modul das für 3.3V Steurspannung geeignet ist.
Für das Ein/Ausschalten der Ventilatoren würde es auch ein MOS-FET mit TTL-Eingang tun.
Die Module die da online angeboten werden mit einem IRF520 sind für 3.3V nicht geeignet.
Die brauchen als Eingangsspannung mindestens 4,5V
bist du dir sicher das 3.3V PWM wäre genug?
ist es 930Hz PWM OK für so ein Lüfter? (oder wieviel mach das bei ESP8266?)
bleibt nur die Frage der Frequenz.
Wenn mich nicht irre dann mit 5V PWM, habe schon lange kein Stationären PC sonst wurde das messen. Im Arctic DB steht nix drüber nur das der 4Pin Stecker nutzt
Bei Duty-Cycle unter 5% bleibt der Ventilator komplett stehen.
Das bedeutet man kann den Ventilator fest an plus/minus anschließen und auch das ein/aus über den PWM-Eingang machen.
Dafür tut es dann ein Popel-Transistor. Auf den Transistor kann man ja zunächst mal nur 5V draufgeben und testen ob es damit schon läuft
wenn ja
schon gut sonst Spannung am Kollektor auf 7V, 9V, 12V erhöhen.
a) Stimmt meine Annahme, das mein verlinktes Relay 4,5V zum Schalten benötigt, während der D1 Mini nur 3,3V auf seinen Pins (D1, D2, D3 usw.) anbietet? Daher würde es nicht korrekt schalten oder? Dein verlinktes Relay würde ich aber an V+ an meine 5V anschließen oder ebenfalls 3.3v vom D1 Mini 3.3v Pin ?
b) Falls ich dich richtig verstanden habe, kann ich den Ventilator über den Duty-Cycle also PWM komplett stoppen, richtig? Warum benötige ich dann einen Transistor oder MOSFET? Beide dienen doch dazu, größere Ströme mithilfe von kleineren zu schalten. Oder schlägst du vor, einen Transistor zwischen dem Lüfter-PWM und dem D1 Mini zu setzen, der mit 3,3V eine 5V Spannung schaltet? Aber wenn ich die 5V extern anschließe, schalte ich nur und übertrage kein PWM-Signal? Ich bin verwirrt
Wie meinst du das? Beim Blick auf den D8 sehe ich als Laie kein Problem. Nur am D0 wird kein PWM unterstützt. "Boot fails if pulled HIGH" sollte ja bei PWM nicht das Problem sein ?
| D8 | GPIO15 | pulled to GND | OK | SPI (CS) | Boot fails if pulled HIGH |
| D0 | GPIO16 | no interrupt | no PWM or I2C support | HIGH at boot, used to wake up from deep sleep |
Der Ventilator kann permanent an +12V und GND angeschlossen werden
Der Transistor wird mit +5V versorgt und auf den Steuereingang gibt man das 3.3V PWM-Signal des Microcontrollers. Durch den Steuereingang wird doch das PWM-Signal übertragen und der Transistorausgang im Takt des Steuersignals ein/aus geschaltet.
für den Fall dass der Ventilator keine 12V am PWM-Eingang verträgt sicherheitshalber zuerst nur 5V am Kollektor des Transistors anlegen.
Der Transistor schaltet auch mit den 3.3V des D1 mini sicher durch.
Wärst du noch so nett und könntest mir den passenden Transistor oder Mosfet nennen ?
Und auch wenn die Relais nicht zum Einsatz kommen, würde mich interessieren ob ich es richtig verstanden habe. Könntest du mir daher noch eine Antwort auf den Punkt A geben ?
Ja Wemos D1 mini hat nur 3.3V und damit schaltet das Relais nicht korrekt.
Das Relais würde man an externe = deinen DC-DC-Stepdown-Regler +5V anschließen.
Auf gar keinen Fall an die 3.3V. Relais brauchen ziemlich viel Strom. Das kann der 3.3V onboard Spannungswandler des Wemos D1 mini nicht liefern.
Als Transistor tut es da jeder NPN-Allerwelts-Typ
Vielleicht kaufst du dir gleich 20 Stück BC338.
Die können bis 800 mA Strom und Stromverstärkungsfaktor von diesem Subtyp ist 400
Stromverstärkungsfaktor heißt der (mögliche) Kollektorstrom ist 400 mal größer als der Basisstrom.
Mit 4,7 kOhm Basiswiderstand ist der Basisstrom (3.3V - 0,7V) / 4700 Ohm = 0,55 mA.
Der Basisstrom ist (Ansteuerspannung - U_be) / Basisvorwiderstand
(3.3V - 0,7V) / 4700 Ohm = 0,55 mA.
Damit kann als Kollektorstrom maximal 0.55 mA * 400 = 220 mA. fließen.
An einem 10 kOhm-Widerstand fließen bei 12V
12V / 10000 Ohm = 1,2 mA. Also viel weniger als der Transistor bei Ansteuerung mit 0,55 mA maximal liefern kann (die 220 mA).
Die Schaltung sieht dann so aus:
Und dann noch so ein Widerstandssortiment dann haste gleich mal alle Werte im Haus
Vielen Dank für die ausführliche Antwort. Das war jetzt wirklich nicht einfach zu verstehen, aber ich glaub ich habe es, dank einer 30 minütigen Unterhaltung mit ChatGPT
Also... ich soll ich zur Sicherheit einen R2 4.7 kOhm Widerstand für die Basis verwenden und einen R1 10 kOhm Widerstand für den Kollektor. Dadurch begrenze ich den Strom zum Transistor und schütze ihn und den Lüfter vor Überlastung, korrekt ?
Statt einem 4.7 kOhm könnte ich auch einen 1 kOhm nehmen, solang die Stromstärke stark genug ist um den Transistor sauber zu schalten, aber nicht über 800mA geht. Dann müsste ich natürlich noch den 10 kOhm zum Kollektor entsprechend Stromverstärkungsfaktor 400 und meinem 1 kOhm Widerstand anpassen.
**edit
Ich könnte ihn auch ohne Widerstände betreiben da 2.6V / 0 = 2.6mA sind und damit noch weit unter die 800mA vom Transistor oder ? Es wäre nur ein Sicherheitsaspekt.
Es ist schon einiges an Text. Aber um es als kompletter Neuling zu verstehen doch wieder ein knapper Text. Bei manchen Sachen steckt eben eine große Menge Wissen dahinter.
der 4.7 kOhm-Widerstand begrenzt den Strom über den Basis-Anschluss.
Der muss ziemlich klein bleiben
Der 10 kOhm-Widerstand begrenzt den Strom durch den Kollektoranschluss des Transistors.
Und der 10 kOhm-Widerstand begrenzt auch den Strom der in den Lüfter-STEUER-Eingang fließt. Vermutlich ist der PWM-STEUER-Eingang aber selbst hochohmig.
Da die innere Schaltung des Lüfters nicht bekannt ist mit kleiner Steuerspannung anfangen und nur für den Fall dass der Lüfter gar nicht anlaufen sollte die Steuerspannung erhöhen.
Bei 1000 Ohm fließt ein GRÖSSERER Basis-Strom
(3.3V - 0.7V) / 1000 Ohm = 2.6 mA.
Der Strom durch den Kollektor wird von dem Widerstand zwischen Pluspol und Kollektor bestimmt. (der 10 kOhm-Widerstand)
Das ist keine generell immer stattfindende Stromverstärkung.
Die ganz hohe Stromverstärkung findet nur dann statt wenn der Widerstand zwischen Plus-pol und Kollektor entsprechend niedrig wäre.
Der soll aber gar nicht ganz niedrig sein. Deshalb 10 kOhm.
Gib mal auf dem Taschenrechner 2,6 / 0,1 ein.
Gib mal auf dem Taschenrechner 2,6 / 0,01 ein.
Gib mal auf dem Taschenrechner 2,6 / 0,001 ein.
Gib mal auf dem Taschenrechner 2,6 / 0,0001 ein.
Da kommt nicht null heraus!
Deshalb MUSS da ein relativ großer Widerstand vor die Basis.
Du musst unterscheiden zwischen Strom am Basis-Anschluss
und
Strom am Kollektoranschluss
Die 800 mA gelten für den Kollektoranschluss.
Der Strom an der Basis muss kleiner sein.
Bei 800 mA der durch die Basis fließt wird der Transistor sicher kaputt gehen.
Hier werden nicht alle aber einige Dinge über den Transistor erklärt
hier
wird erklärt was im inneren des Transistors passiert
Da kommen so einige Fachbegriffe vor. Deswegen ist es für jemanden der diese Fachbegriffe noch nicht kennt nicht so ganz einfach zu verstehen.
Wirklich leicht verständlich wird es nur dann wenn man noch deutlich weiter unten anfängt.
Das ist dann aber keine Sache von einer halben Stunde.
Du kannst dich aber auch auf die Anwendung beschränken und die Schaltung mit 4,7 kOhm-Widerstand und 10 kOhm-Widerstand so aufbauen
Beschrifte den Transistor in deinem "Schaltplan" mit den Buchstaben der Anschlüsse des Transistors
So wie hier dargestellt
Und dann vergleiche die Schaltung
mit deinem Schaltplan Anschluss für Anschluss
Wenn du die Ventilatoren getrennt in der Drehzahl regeln möchtest dann braucht natürlich jeder Ventilator seine eigene Transistorschaltung.
Also brauchst du insgesamt 4 solche Schaltungen
vgs
Ist jetzt nur Beispielhaft für einen, aber im Prinzip ist es korrekt ? D5 gibt ein 3.3V PWM Signal auf den Base, der lässt dann innerhalb des Duty-Cycles den Strom zwischen Kollektor und Emitter fließen, wodurch der PWM vom Lüfter sein Signal bekommt. Durch den DC Konverter sind es 5V, der PWM Anschluss des Lüfters könnte aber ggfs. mehr brauchen. Wie die genaue Funktionsweise von NPN/PNP geht hab ich aber noch nicht ganz verstanden, das werde ich mir Morgen nochmal in Ruhe durchlesen
Im Fritzing Tool ist der ganz rechte Pin der "Base", der mittlere "Collector" und der ganz links der "Emitter", also wenn ich mit der Maus darüber Hover. Also nach Fritzing korrekt ? Langsam komm ich mir doof vor, ich glaub ich muss es mir einfach morgen nochmal mal in Ruhe anschauen
**edit
Ich versteh jetzt aber auch nicht, weshalb beim Hover "Base (2)" dasteht, wenn im Schaltplan die "Base" als 1 deklariert ist.
