Anwenderprojekte mit der Open-Micro, Open-Mini und Open-Midi

Projekt "PC-Lüftersteuerung" mit der Open-Micro

Anleitung zur Schaltung

Info
Bei diesem Projekt handelt es sich um eine PWM-Lüftersteuerung für den PC. Als Sensoren wurden KTY10-6 Temperaturfühler verwendet, die über einen Vorverstärker betrieben werden. Die verwendete PWM-Endstufe ist für Motoren mit sehr hoher Leistung ausgelegt und lässt sich sehr präzise ansteuern. Außerdem verfügt die Schaltung über eine Notabschaltung, die direkt mit dem Motherboard verbunden ist. Dazu kommt auch noch eine kontinuierliche Datenausgabe über die serielle Schnittstelle, wodurch es möglich ist, die Temperaturen am PC-Bildschirm anzeigen zu lassen. Dafür wurde extra ein „Open-Micro Temperatur-Tool“ geschrieben, welches frei konfigurierbar ist.

Die Temperatursensoren
Bei dieser Schaltung kommt es darauf an, die CPU und das Netzteil vom PC zu überwachen. Dabei werden die beiden Temperaturen miteinander verglichen und es wird die wärmere Temperatur zur Verarbeitung ausgewählt. Die Sensoren können mit Hilfe des Vorverstärkers auf circa 1°C genau messen. Insgesamt kann man so einen Messbereich von ca. 160°C erfassen, was für eine Lüftersteuerung vollkommen ausreichen sollte. Mit den „fein Trimmern“ (P1 und P2) lassen sich die beiden Temperatursensoren genau abgleichen.

Die PWM-Endstufe
Ich hatte erst eine einfachere PWM-Endstufe verwendet, diese hatte aber viel zu viel Störimpulse abgegeben, die sogar in die Soundkarte einstreuten. Die jetzige Endstufe arbeitet komplett störfrei und es ist kein Knistern oder Brummern im PC-Lautsprecher mehr zu hören. Durch den verwendeten LM258N wird das PWM-Signal in eine analoge Spannung umgewandelt. Es ist also nicht mehr nötig, das PWM-Signal zu glätten oder zu puffern. Der Lüftermotor läuft daher sehr ruhig und ohne Ruckeln (mit der 50Hz PWM-Routine). Bei meinem Lüftermotor liegt der untere PWM-Wert bei 68. Das heißt, der Lüfter läuft bei einem Wert von 68 ruhig und stabil. Dieser Wert schwankt von Lüfter zu Lüfter und muss gegebenenfalls angepasst werden. Als Leistungstransistor verwende ich einen BD241C, der 3 Ampere schalten könnte. Da der Lüfter aber sehr langsam läuft, muss der Transistor den restlichen Strom „verheißen“ und da ist es besser, ein wenig Spielraum zu haben. Wenn man die PWM-Endstufe an 12 Volt (PC Netzteil) betreibt, kann man R9 auf 2,4k einstellen. Es ist aber auch möglich, die PWM-Endstufe mit 30 Volt zu betreiben. Dann muss R9 allerdings angepasst werden, damit die Verstärkung auch wieder stimmt. Zum Testen eignet sich hier ein Fein-Trimmer mit 10k sehr gut.

Die LEDs und die RS232
Da mir ein paar Ports gefehlt haben, ist PORT[1] mehrfach belegt. Wird PORT[1] auf high gesetzt (also ON), so leuchtet die blaue LED auf. Wird PORT[1] auf low gesetzt (OFF) so leuchtet die rote LED. Wenn Daten über die serielle Schnittstelle gesendet werden, blinken die LEDs im Takt der Datenausgabe mit. Darum sende ich auch nur alle 5 Sekunden Daten über die RS232 und damit fällt das Blinken auch kaum auf. Wenn die Temperatur unter 45°C liegt leuchtet die blaue LED. Zwischen 45°C und 55°C blinken die LEDs dann abwechselnd. Ab 55°C ist dann die rote LED an. So hat man einen groben Überblick, wie warm der PC ist.

Power-Off
Damit die Schaltung auch aktiv auf die Temperaturen reagieren kann, ist ein zusätzlicher Transistor (T6) hinzugekommen. Im Prinzip ist der Transistor parallel zum „Power-On-Taster“ vom PC angeschlossen. Wenn der Transistor angesteuert wird, passiert also nichts weiter, als dass der „Power-On-Taster“ gedrückt wird. Windows kann damit erkennen, dass der PC ausgeschaltet werden soll (das kann man bei den „Energie Optionen“ unter der Systemsteuerung von Windows einstellen). Wenn die Temperatur von der CPU oder vom Netzteil über 60°C ansteigt, dann wird der Transistor angesteuert und der PC wird heruntergefahren. Dazu hat der PC zwei Minuten lang Zeit. Nach zwei Minuten wird der Transistor dauerhaft eingeschaltet. Nun erkennt das Motherboard (Bios-Einstellung), dass der PC ausgeschaltet werden soll und der PC geht aus (unabhängig davon, ob Windows fertig heruntergefahren ist oder nicht). Dadurch besteht die Gefahr des Datenverlusts! Man sollte sich also gut überlegen, ob man so eine Schutzvorrichtung überhaupt benötigt…

HOST-Jumper
Leider ist es nicht möglich, ohne großen Aufwand sicherzustellen, dass die OM beim Einschalten auch das Programm abarbeitet. Daher muss der HOST-Jumper auf jeden Fall mit in die Schaltung. Beim Einschalten meines PC-Systems wird ein kurzer Impuls über die RS232 geschickt und das reicht aus, damit die OM nicht startet. Der Jumper muss also offen sein, wenn der PC eingeschaltet oder resettet wird. Zum bequemen Programmieren kann man den Jumper dann nach dem PC-Start einschalten. So lassen sich dann ganz bequem Programme zur OM senden und starten. Nach dem Programmieren muss der Jumper allerdings wieder entfernt werden.

Das Open-Micro Temperatur-Tool
Da die Schaltung kontinuierlich mit der seriellen Schnittstelle verbunden ist, habe ich mir gedacht, dass man darüber doch auch die aktuellen Temperaturwerte ausgeben und anzeigen kann. Zum Testen ist dafür ein Terminal-Programm völlig ausreichend, aber die Optik ist dabei nicht gerade ansprechend. Darum habe ich mir gedacht, dass man dafür doch auch ein kleines Hilfsprogramm schreiben könnte, und so wurde kurzerhand das „Open-Micro Temperatur-Tool“ ins Leben gerufen. Mit dem Tool kann die Temperatur angezeigt werden, die von der OM über die RS232 zum PC gesendet wird. Insgesamt stehen hierfür fünf Anzeigen zur Verfügung, die man frei konfigurieren kann. Vier davon können Zahlenwerte und eine Anzeige kann Text verarbeiten. Man kann das Tool über eine INI-Datei so einstellen, wie es gerade benötigt wird. Wenn nur eine Anzeige benötigt wird, kann man beispielsweise die restlichen vier Anzeigen abschalten, bzw. ausblenden. Was das Tool alles kann und wie es funktioniert steht in der Doku zum Tool. Das ausführbare Windowsprogramm kann auf der Projektseite heruntergeladen werden.

Hinweis
Die Schaltung ist nicht verpolungssicher. Man muss selber darauf achten, dass man Plus und Masse nicht vertauscht. Das gilt insbesondere für den „Power-On-Taster“, der direkt mit dem Motherboard verbunden wird. Ich übernehme keinerlei Haftung für Personen- oder Sachschäden die durch den Nachbau dieser Schaltung entstehen.

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