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Aufbau einer temperaturgesteuerten Lüfterschaltung

Im Wohnmobilbereich werden oft Absorberkühlschränke verwendet, die den Vorteil haben, dass man sie ohne Strom an Gas betreiben kann. Strom ist im Wohnmobil ein teures Gut, wenn man nicht vor der Haustür, oder auf Campingplätzen verweilt. Ein Absorber bringt aber nur ordentliche Kühlleistung, wenn seine Rückseite, und hier speziell die Kühlrippen ordentlich durchlüftet werden. Ist dies nicht der Fall bildet sich ein Hitzestau, der Kühlschrank verbraucht einen Haufen Gas, kühlt dabei aber nicht mehr anständig. Abhilfe kann hier ein kleiner Lüfter bringen, der gezielt Frischluft an den Kühlrippen vorbeibläst. Im Campingzubehör kann man solche Lüfter zu horrenden Preisen erstehen, hier erfahrt Ihr, wie man das ganze billiger haben kann, sogar temperaturgesteuert. Die Schaltung kann auch für alle anderen Zwecke benutzt werden, z.B. für die Kühlung elektrischer Geräte wie PC oder Endstufen.

Features der vorgestellten Schaltung

Die hier vorgestellte Schaltung wurde danach optimiert, im Leerlauf, also wenn keine erhöhte Temperatur besteht, möglichst wenig Strom zu verbrauchen. Bei meinem Aufbau sind es weniger als 0,07 mA gewesen. Viele Schaltungen die für KFZ angeboten werden verbrauchen im Leerlauf mehrere mA und saugen einem so mit der Zeit die Batterie leer.
Desweiteren kann man den Einschaltpunkt in einem weiten Bereich einstellen, ganz wie es die Anwendung verlangt.

Stückliste

Die elektrischen Bauteile haben bei mir keine 5 Euro gekostet. Als Lüfter kann man ein billiges Modell aus dem PC Bereich wählen. Die gibt es im Elektro-Discounter bereits ab 1 Euro, es sollte aber ein laufruhiges Modell mit nicht ganz so hoher Drehzahl gewählt werden, da man die Campingidylle sonst mit Lüftersurren zerstört. Gute Werte sind >50m3/h und <25dB, der 1 Euro Lüfter den ich bei Pollin erstanden habe schafft über 100 m3/h mit gerademal 140mA.
Falls man den Heißleiter nicht mit 150K Ohm findet, gehen natürlich auch kleinere Werte, dann steigt allerdings der Leerlaufverlust. Wobei die verbreitetere 100K Ohm Variante problemlos auch Verwendung finden kann. Man kann dieses ja dann durch einen zusätzlichen Widerstand ausgleichen.

Der Schaltplan

Auf der linken Seite sieht man den Heißleiter (NTC), der zusammen mit dem Poti (R2) einen Spannungsteiler bildet. Sinkt bei steigender Temperatur der Widerstand des Heißleiters, steigt die Spannug an R2, die an der Basisstrecke der Transistoren anliegt. Übersteigt diese die Grenze von 1,4 Volt (0,7 pro Transistor) schaltet T1 durch, über R1 und die Collector-Emitterstrecke von T1 kann Strom fließen, der dann T2 durchschaltet. Dadurch wird der Lüfter in Betrieb genommen. So einfach ist das ganze. Mit dem Poti R2 kann man den Spannungsteiler einstellen und so die Schwelltemperatur verändern. Von "immer an" bis "erst bei sehr hoher Temperatur" ist alles möglich. Die Schaltung ist für 12 Volt ausgelegt, sollte so aber auch an 9 Volt funtkionieren. Bei anderen Spannungen muss man die Widerstände anpassen.

Die aufgebaute Schaltung

Hier meine fertige Schaltung. Rasterplatine mit durchgezogenen Leiterbahnen hat sich hier sehr gut angeboten, bin mit fünf Bohrungen und zwei Kabelbrücken hingekommen. Für die Versorgungsspannung und den Lüfter habe ich Klemmen spendiert, den Heißleiter hab ich direkt fliegend eingebaut. Gut zu sehen der BC141 mit dem Metallkopf. An diesem liegt positives Potential an und er muss deshalb vor Kontakt mit Minus geschützt werden. Insbesondere bei Einbau in ein Metallgehäuse, oder bei Verwendung im KFZ, wo ja auf der gesammten Karosserie das Minuspotential liegt. Je nach verwendetem Lüfter und Transistor T2 sollte man auch bedenken dass dieser sich erwärmt. Bei dem BC141-16 und den 140mA meines Lüfters ist das noch vernachlässigbar. Geht man aber näher an den maximalen Strom, sollte man noch einen Kühlkörper spendieren und darauf achten dass die Wärme auch abgeführt werden kann.

Einbau des ganzen

Den Temperaturfühler muss man natürlich so einbauen, dass er die Temperatur auch gut messen kann. Hier bietet sich die Verwendung von Wärmeleitpaste und Epoxykleber an, da dieser recht hohe Temperaturen aushält. Bei meinem Modell mit 3mm Außengewinde könnte man sogar ein Innengewinde in die Lüftungslamellen schneiden, aber ich glaube dafür bin ich zu faul :D
Für den Absorber reicht natürlich der Trimmpoti auf der Platine, für andere Anwendungen könnte man den Poti natürlich auch extern als Bedienelement aufbauen. Und für die Poserei unabkömmlich: Eine LED mit Vorwiderstand parallel zum Lüfter, die dann außen am Kühlschrank anzeigt ob der Lüfter gerade läuft oder nicht. Sinnvoll wäre noch, den Temperaturfühler nicht so einzubauen, dass er im direkten Luftstrom des Lüfters hängt, sonst könnte die Schaltung zum Schwingen neigen. Lieber den Fühler ans letzte Ende der Kühlrippen und den Lüfter eher vorne hinblasen lassen, wo es am heißesten aus dem Aggregat kommt. Zusätzlich macht es noch Sinn, das dicke Rohr auf der rechten Seite unter dem der Brenner montiert ist, thermisch von den Kühlrippen zu trennen, z.B. mit einem Brettchen, oder einer Schaumplatte.