Einfache temperaturabhängie Lüftersteuerung Drucken
Mittwoch, den 10. Juni 2009 um 18:13 Uhr

Eine einfache temperaturgeregelte Lüftersteuerung

Nachfolgende Schaltung einer einfachen temperaturgeregelten Lüftersteuerung eignet sich für den Einsatz in Netzteilen und Endstufen. Die Schaltung kann leicht abgewandelt werden, damit auch andere Heißleiter als Temperaturfühler Verwendung finden können. Die Speisespannung darf sich zwischen ca. 9 und 15 Volt bewegen.

Stromlaufplan der Lüftersteuerung
Stromlaufplan der Lüftersteuerung. Statt des alten uA741 sollte man besser einen TL071 verwenden. Beim uA741 könnte die Schaltung instabil werden.
 
 
So funktioniert die Schaltung:
R4 und R5 bilden zusammen mit dem Operationsverstärker µA741 einen Schmitt-Trigger. Der NTC-Widerstand und R1 bilden einen Spannungsteiler, dessen Spannung am nichtinvertierenden Eingang des Operationsverstärkers anliegt. Ebenso verhält es sich mit dem anderen Spannungsteiler, der aus R3 und dem Trimmpoti R2 besteht, dessen Spannung den invertierenden Eingang des Operationsverstärkers versorgt. Beide Spannungsteiler sind so dimensioniert, dass an den beiden Eingängen des Operationsverstärkers etwa gleiche Spannungen anliegen.
 
Erhöht sich nun die Temperatur, verringert sich der Widerstand des NTCs (Heißleiters), der bei Zimmertemperatur etwa 80 Ohm besitzen sollte. Folglich steigt auch die Spannung zwischen R1 und NTC an und damit am nichtinvertierenden Eingang des Operationsverstärkers. Ab einer bestimmten Spannung bzw. einer bestimmten Temperatur, die mit dem Poti gewählt werden kann, kippt der Schmitt-Trigger. Am Ausgang des Operationsverstärkers (Pin 6) ensteht ein positive Spannung, die fast so hoch wie die Speisespannung ist. Diese Spannung steuert ein Relais, das einen Kontakt schließt, womit ein Lüfter eingeschaltet wird. Die Diode D1 dient als Freilaufdiode und kappt Spannunspitzen beim Abschalten.
 
Das Relais im Musteraufbau zog einen Strom von etwa 20 mA, was der µA741 gut verkraftet. Bei der Wahl des Relais ist außerdem darauf zu achten, dass am Ausgang des Operationsverstärkers eine Spannung in etwa Höhe der Speisespannung anliegt, die das Relais anzieht.
 
Man kann auch andere NTCs (Heißleiter) verwenden. Bei der Schaltungsdimensionierung muss man nur darauf achten, dass bei Zimmertemperatur die Spannungen an den beiden Eingängen des Operationsverstärkers in etwa gleich sind. Außerdem darf kein zu hoher Strom durch den NTC fließen, da er sonst durch Eigenerwärmung seinen Widerstandswert verändert.
 
Die Werte von R4 und R5 haben sich bewährt. Vergrößert man den Mitkopplungswiderstand R5, wird die Hysterese größer.
 
Aufgebaut wurde die kleine Schaltung, die nachfolgend abgebildet ist, auf einer Lochrasterplatte. Die Verdrahtung (Leiterbahnführung) wurde von einem Autorouter vorgeschlagen.
 
Die Lüftersteuerung auf einer Lochrasterplatte
Die Lüftersteuerung ist auf einer Lochrasterplatte schnell aufgebaut

Zusätzlich wurde noch ein Kondensator von 100 nF zwischen den Polen der Spannungs-Versorgung eingebaut. Beeinflussungen durch Hochfrequenzfelder sind nicht zu erwarten, da der µA741 eine relativ niedrige Grenzfrequenz besitzt. Falls doch HF-Probleme auftreten sollten, können die Ein- und Ausgänge des Operationsverstärkers mit 10 nF-Kondensatoren abgeblockt werden.

Übrigens wurde die Schaltung überwiegend mit ausgeschlachteten Teilen aufgebaut. Wer kein Relais für die Ansteuerung des Lüfters verwenden möchte, kann unter Umständen auch einen Transistor als Schalter verwenden.
 
Die Lüftersteuerung auf einem Experimentierbrett
Die Lüftersteuerung auf einem Experimentierbrett


Weitere Ideen und Anregungen:
Vertauscht man die Widerstände der beiden Spannungsteiler, müsste man eine Schaltung erhalten, die bei Überschreiten einer bestimmten Temperatur ein Abschalten bewirkt. Denselben Effekt könnte man auch erreichen, wenn man den Heißleiter (NTC) durch einen Kaltleiter (PTC) ersetzen würde.

Wie wäre es denn, wenn man statt eines NTC oder PTC einen LDR (lichtabhängigen Widerstand) einsetzen würde? Dann könnte man mit Licht steuern.
 

Zuletzt aktualisiert am Sonntag, den 15. September 2019 um 16:08 Uhr