Arduino und 5V Lüfter (PWM) an einer Stromversorgung

[Max W. (maxw96)]

Hallo,

ich weiß über die Lüftersteuerung mit einem Arduino wurde bereits extrem 
viel geschrieben, mein Thema ist (nach meinen Recherchen) allerdings 
trotzdem noch nicht abgedeckt.

Ich möchte einen 5V Lüfter mit einem Arduino Uno drehzahlsteuern.
Das Problem ist, dass alle in Frage kommenden 5V Lüfter lediglich mit 2 
Leitungen, oder direkt mit einem USB Stecker zu haben sind.
Ich benötige aber 5V, da es über eine Powerbank mit 2 USB Buchsen 
betrieben werden soll (kein Dauerbetrieb).
Kann ich an den einen Anschluss der Powerbank meinen Arduino 
anschließen, und über den anderen Anschluss den Lüfter mit Strom 
versorgen.
Zur PWM (ca 20kHz)  würde ich einen Logic Level FET verwenden (ohne 
Treiber).

Meine 1. Frage ist: Kann man das so machen, oder erhalte ich durch die 
PWM derartige Schwingungen, dass ich meine Powerbank zerstöre 
(Freilaufdiode parallel zum Lüfter ist klar)?
2. Frage: Kann ich das ganze ohne Treiber für den FET verwenden?
3. Frage: Das nächste "Problem" könnte werden, dass es sich bei den 
Lüftern um brushless Motoren handelt. Oder ist das entgegen meiner 
Erinnerung an eine länger vergangene Recherche doch kein Problem?


Falls euch eine andere Möglichkeit einfällt einen 5V 2-poligen Lüfter 
drehzahlzusteuern, ich bin offen für Anregungen.

Ich hoffe ihr verzeiht mir, dass ich schon wieder ein 
Lüftersteuerungsthema gepostet habe.
Viele Grüße
Max

[Expert (Gast)]

Kannst Du alles so machen, PWM mit hoher Frequenz (z.b. über timer) und 
nur mit (logic level) Fet sollte auch gehen, ggf noch einen Kondensator 
dahinter zum Stabilisieren

[Max W. (maxw96)]

Hallo,

ich hab mal nach bestem Wissen und Gewissen einen Schaltplan (siehe 
Anhang) erstellt,
allerdings bräuchte ich bei der Dimensionierung noch etwas Hilfe.
Ich würde mich freuen, wenn ihr mal drüberschauen könntet und 
Anmerkungen dalassen würdet.

Als Pulldown Widerstand würde ich 10kOhm verwenden.

Da sich bestellen aufgrund der Versandkosten eher wenig lohnt, muss ich 
nicht vorhandene Bauteile beim Conrad in Nürnberg kaufen. Von daher ist 
die Auswahl der Logic Level-FETs leicht eingeschränkt.
Zur Verfügung stehen:
-Infineon Technologies IRL3803PBF MOSFET 1 N-Kanal 200 W TO-220
-Infineon Technologies IRLZ44NPBF MOSFET 1 HEXFET 110 W TO-220
-Infineon Technologies IRLZ34NPBF MOSFET 1 HEXFET 68 W TO-220
-Infineon Technologies IRLZ24NPBF MOSFET 1 HEXFET 45 W TO-220

Auf was muss ich hier genau achten? Um möglichst schnell durchzuschalten 
hätte ich den FET mit der geringsten Kapazität Ciss 
(IRLZ24NPBF)genommen, da Strommäßig alle locker ausreichen und dieser 
auch der günstigste ist. (oder liege ich hier falsch? Ich habe leider 
keine praktische Erfahrung mit FETS und kaum mit Elektronik)

Mein Lüfter ist dieser hier: https://www.ebay.com/itm/222652106016
Leider habe ich keine Bürstenlüfter mit dem benötigten Volumenstrom 
gefunden, ich hoffe mit einem bürstenlosen geht es auch.
Bemessungsstrom 0,35A und 5V.

Als Freilaufdiode hätte ich eine 1N4148 verwendet, da habe ich noch ein 
paar rumliegen, dürfte kein Problem sein, oder?

Welchen Kondensator könnte ich als Zwischenkreiskondensator nehmen?
Da habe ich noch weniger als gar keine Ahnung.

Ich hoffe ihr könnt mir helfen.
Viele Grüße und Danke,

Max

[Michael B. (laberkopp)]

Expert schrieb:
> PWM mit hoher Frequenz

Klugerweise verwendet man eine niedrige Frequenz.

Ein Lüfter ist auch für 50Hz träge genug.

Aber eventuelle Abblock-Kondensatoren im BLDC Lüfter lieben es nicht,
immer wieder schlagartig an Spannung gelegt zu werden.

Jedesmal bekommt man dann auch eine Auflade-Stromstoss als Sauerei.

Expert schrieb:
> ggf noch einen Kondensator dahinter zum Stabilisieren

Das ist das schlimmste was man tun kann. Dir fehlt es offenkundig massiv 
an elektrotechnischen Grundlagen.

[Stefan F. (Gast)]

Ich würde gar nicht erst versuchen, solche Lüfter mit integrierter 
Elektronik per PWM zu steuern, weil ungewiss ist, was dabei heraus 
kommt.

Die meisten Lüfter kann man jedoch mit einer linearen Spannung oder 
Strom steuern. Falls nicht, geht dabei wenigstens nichts kaputt.

Auf die folgende Weise kannst du ein PWM Signal in einen linear 
geregelten Strom umsetzen:

+5V o---+---Lüfter-----+-------+
        |              |       |
        +----|<|-------+       |
                               |
                               |
                    G    ||----+  D                    
µC PWM o---[===]---+-----||
                   |     ||----+  S
                  ===          |
                   |           | 
                  GND         GND

Als Diode kannst du eine 1N4001 (oder 4002, 4003, ...) verwenden.
Als Transistor empfehle ich den IRL530N mit einem kleinen Kühlkörper.
Widerstand und Kondensator sollen einen Tiefpass bilden. Hier würde ich 
es mal mit 100kΩ und 10µF versuchen bei mindestens 100Hz PWM Frequenz 
versuchen.